§ 17. ЛЮМИНЕСЦЕНТНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
Некоторые вещества при их облучении (например, видимым, ультрафиолетовым или рентгеновским излучением) испускают собственное свечение, спектр которого отличается от спектра поглощенного излучения и определяется химическим составом и внутренней молекулярной структурой этих веществ. Такого рода свечение называется люминесцентным излучением или просто люминесценцией, а испускающие их вещества — люминофорами.
Рис. IV.87
На рис. IV.87 показана схема установки для изучения люминесценции различных веществ: И — источник возбуждающего излучения (для детальных исследований он должен давать монохроматические участки спектра различных длин волн);
линза, фокусирующая это излучение на исследуемое вещество
линза, собирающая люминесцентное излучение на спектральный аппарат С, с помощью которого определяются состав излучения и распределение энергии по спектру.
Люминофорами являются: 1) пары и газы некоторых элементов (натрий, сера, иод, кислород); 2) соли некоторых веществ и их растворы (большинсхво неорганических солей не люминесцирует; исключение составляют соединения лантаноидов: цезия, празеодима, неодима и др.); 3) ряд органических веществ (бензол и его производные, нафталин, антрацен и др.; красители: флуоресцеин, родамины и др.); 4) кристаллические неорганические вещества, содержащие в своей структуре (в небольшом количестве) примеси ионов тяжелых металлов (например,
сернистый цинк, в кристаллическую структуру которого введены ионы меди или марганца). Металлы ни в твердом, ни в жидком состоянии не люминесцируют. Некоторые вещества обнаруживают люминесцентные свойства только при определенных условиях (низкие температуры, выбор специального растворителя, необходимая концентрация в растворе и т. п.).
Возбуждение люминесценции может быть произведено различными способами, в связи с чем употребляются следующие названия:
1) фотолюминесценция, вызванная облучением, содержащим оптический участок спектра — видимый и ультрафиолетовый (свечение некоторых красок, керосина, флуоресцеина и других веществ под действием света или ультрафиолетовых лучей);
2) рентгенолюминесценция, вызванная рентгеновскими лучами;
3) катодолюминесценция, вызванная бомбардировкой вещества потоком быстрых электронов (свечение экрана телевизора, осциллографа, свечение минералов, облучаемых потоком электронов);
4) электролюминесценция, вызванная электрическими полями, которые освобождают слабо связанные в структуре кристалла электроны и сообщают им энергию, достаточную для возбуждения вещества;
5) хемилюминесценция, возникающая при химических реакциях; возбуждение вещества происходит под действием выделяющейся при реакции энергии (свечение фосфора, гниющего дерева, светлячков, моллюсков, вызываемое окислением, и др.).