Закон Стокса:Спектр люминисценции сдвинут в длинноволновую область относительно спектра поглащения того же соединения

Оптика

10.Теплово́е излуче́ние — электромагнитное излучение с непрерывным спектром, испускаемое нагретыми телами за счёт их тепловой энергии.Примером теплового излучения является свет от лампы накаливания.

Абсолютно черное тело — это физическая абстракция (модель), под которой понимают тело, полностью поглощающее всё падающее на него электромагнитное излучение,для него а (коэффициент поглащения)=1, ρ (коэффициент отражения)=0

Серое тело — Тело, поглощательная способность которого меньше единицы, но одинакова для всех длин волн, называется серым телом для него ρ_{λ, T}=1- а_{λ, T}

 

1)Количественной характеристикой теплового излучения служит спектральная

плотность энергетической светимости (излучательности) тела — мощность излучения с единицы площади поверхности тела в интервале частот единичной ширины:

R_ν,T=dW_{ν,ν+dν(излуч.)} /dν,где dW_{ν,ν+dν(излуч.)} - энергия электромагнитного излучения, испускаемого за единицу времени (мощность излучения) с единицы площади поверхности тела в интервале частотот ν до ν + dν. (Дж/м2).

2) Тепловое излучение — практически единственный вид излучения, который

может быть равновесным.

3)Отношение спектральной плотности энергетической светимости к спектральной поглощательной способности есть величина постоянная, оно не зависит от природы тела и является для всех тел универсальной функцией частоты (длины волны) и температуры (закон Кирхгофа):

R_ν,T/ а_{λ, T}= r_λ,T универсальная функция Кирхгофа- r_λ,T

СЛЕДСТВИЯ ЗАКОНА КИРХГОФА:

1. Всякое тело наиболее энергично излучает то, что оно наиболее интен-

сивно поглощает.

2. Абсолютно черное тело является наиболее эффективным излучателем

при всех длинах волн и всех температурах.

4) Закон Стефана – Больцмана( зависимость энергетической светимости Re от температуры T)

R_е=σT⁴ σ — постоянная Стефана — Больцмана: ее экспериментальное значение равно 5,67⋅10-8 Вт/(м2⋅К4).

5) Закон смещения Вина: длина волны λmax соответствующая максимальному значению спектральной плотности энергетической светимости rλ,T черного тела, обратно пропорциональна его термодинамической температуре, С1 - постоянная Вина; ее экспериментальное значение равно 2,9⋅10-3 м⋅К.

Λmax= С1/ T показывает спектр излучения черного тела.

Формула Рэлея-Джинса

rλ,T= ( 2πc/λ⁴)* kT

11. Особыми физическими приборами, называемыми актинометрами, можно измерить количество солнечной энергии, получаемой на земной поверхности на единицу площади в единицу времени. Прежде чем лучи Солнца достигнут поверхности Земли и попадут в актинометр, они должны пройти всю толщу нашей атмосферы, вследствие чего часть энергии будет поглощена атмосферой. Величина этого поглощения весьма колеблется в зависимости от состояния атмосферы, так что получаемое на земной поверхности количество солнечной энергии в разное время весьма различно.

Солнечной постоянной называется количество энергии, получаемое одним квадратным сантиметром площади, выставленной на границе земной атмосферы перпендикулярно к лучам Солнца, в одну минуту в малых калориях. Из большого ряда актинометрических наблюдений многих геофизических обсерваторий для солнечной постоянной было получено следующее значение:

А = 1,94 кал/см² • мин.

Спектр Солнца непрерывный, в нем наблюдается множество темных фраунгоферовых линий. Эти линии в спектре Солнца образуются в результате поглощения квантов света в более холодных слоях солнечной атмосферы.

Квантовая физика

1.Атомными спектрами называют как спектры испускания, так и спектры поглащения, которые возникают при квантовых переходах между энергетическими уровнями свободных или слабовзаимодействующих атомов. Атомные спектры называются оптическими, если они лежат в ультрафиолетовом(100-400 нм), видимом(400-760 нм) или инфракрасном(λ>760 нм) диапозоне длин волн.

В спектре можно выделить группы линий, называемые спектральными сериями.

В ультрафиолетовой области находятся линии серии Лаймана, которые возникают при переходе с верхних энергетических уровней на основной, первый(n_k=1).В видимой и близкой ультрафиолетовой областях спектра расположены серии Бальмера (n_k=2).К инфракрасной области относятся серии Пашена( n_k=3)

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ СПЕКТРЫ, спектры испускания и поглощения электромагн. излучения и комбинац. рассеяния света, принадлежащие свободным или слабо связанным молекулам. Имеют вид совокупности полос (линий) в рентгеновской, УФ, видимой, ИК и радиоволновой (в т.ч. микроволновой) областях спектра.

В современном понятии об орбитальной модели атома, электроны в атоме способны обладать лишь определёнными величинами энергии, и переходить с одного энергетического уровня на другой лишь скачком. Разница между энергетическими уровнями определяет частоту кванта света, выделяемого или поглощаемого при переходе. Каждой паре значений главного квантового числа n и орбитального квантового числа l соответствует определённый уровень энергии, которой может обладать электрон.

2.Люминисценцией называют избыточное над тепловым излучение тела, имеющее длительность, значительно превышающую период (~10^-15с) излучаемых световых волн. Люминесценция обычно наблюдается в видимой или ультрафиолетовой областях спектра. Люминесценция, вызванная заряженными частицами:ионами- ионолюминисценция, электронами- катодолюминисценция, ядерными излучениями- радиолюминесценция. Люминесценцию, под воздействием рентгенновского и гамма-излучения называют рентгенолюминесценцией, фотонов видимого света- фотолюминисценция. Люминесценцию, сопровождающую экзотермическую химическую реакцию, называют хемилюминисценцией.

Фотолюминесценция — люминесценция, возбуждаемая светом.

Закон Стокса:Спектр люминисценции сдвинут в длинноволновую область относительно спектра поглащения того же соединения.

Хемилюминесценция — люминесценция (свечение) тел, вызванная химическим воздействием (например, свечение фосфора при медленном окислении), или при протекании химической реакции (например, каталитические реакции некоторых эфиров щавелевой кислоты с пероксидом водорода в присутствии люминофора). Хемилюминесценция связана с экзотермическими химическими процессами.

Люминесцентная микроскопия – метод микроскопии, позволяющий наблюдать первичную или вторичную люминесценцию микроорганизмов, клеток, тканей или отдельных структур, входящих в их состав. Цвет люминесценции, т.е. длина волны излучаемого света зависит от химической структуры и от физико–химического состояния микроскопируемого объекта, что и обусловливает возможность использования л.м. в целях микробиологической и цитологической диагностики, для дифференцирования отдельных компонентов клеток.

3.Спектрофотометрия (абсорбционная) — физико-химический метод исследования растворов и твёрдых веществ, основанный на изучении спектров поглощения в ультрафиолетовой (200—400 нм), видимой (400—760 нм) и инфракрасной (>760 нм) областях спектра. Основная зависимость, изучаемая в спектрофотометрии зависимость интенсивности поглощения падающего света от длины волны. Спектрофотометрия широко применяется при изучении строения и состава различных соединений (комплексов, красителей, аналитических реагентов и др.), для качественного и количественного определения веществ (определения следов элементов в металлах, сплавах, технических объектах). Приборы спектрофотометрии — спектрофотометры.

4.Когере́нтность — скоррелированность (согласованность) нескольких колебательных или волновых процессов во времени, проявляющаяся при их сложении. Колебания когерентны, если разность их фаз постоянна во времени и при сложении колебаний получается колебание той же частоты.Классический пример двух когерентных колебаний — это два синусоидальных колебания одинаковой частоты.

Временная когерентность - состояние, при котором световые волны на протяжении своего периода проходят данную область в пространстве за одно и то же время.

Пространственная когерентность - состояние, при котором световые волны, проходящие через пространство, не обязательно совпадают по частоте, но совпадают по фазе.

Монохроматический свет -электромагнитная волна одной определённой и строго постоянной частоты из диапазона частот, непосредственно воспринимаемых человеческим глазом. Все световые источники излучают широкополосный свет, то есть свет, в котором присутствуют разные длины волн. Только лазеры способны излучать одну определенную длину волны, поэтому их свет называют монохроматичным.