Фотолюминесценция

Некоторые тела при освещении не только отражают часть падающего на них света, но и начинают светиться. Такое свечение, или люминес­ценция, отличается важной особенностью: свет люминесценции имеет иной спектральный состав, чем свет, вызвавший свечение.

Молекула люминесцирующего вещества поглощает энергию в виде кванта hν. Процессы, вызывае­мые поглощенной энергией в молекуле, довольно сложны. Часть энергии кванта расходуется на эти процессы, а часть вновь испускается в виде света люминесценции. Испускаемый квант должен, следовательно, иметь меньшую энергию, т.е. соответствовать меньшей частоте ν'. Это уменьшение частоты (увеличение длины волны) и составляет содержание правила Стокса.

Правило Стокса: свет люминесценции характеризуется большей длиной волны, чем свет возбуждающий

Некоторые тела сохраняют способность светиться некоторое время после того, как освещение их прекратилось.

Такое послесвечение может иметь различную длительность. В некоторых объектах оно продолжается очень малое время (деся­титысячные доли секунды и меньше). В других оно тянется много секунд и даже минут (часов), так что наблюдение его не представляет ни­каких трудностей.

Принято называть свечение, прекращающееся вместе с освещением, флюоресценцией, а свечение, имеющее заметную длительность – фосфоресценцией.

Явление длительной фосфоресценции обнаруживают многие специально приготовленные кристаллические порошки. Ими поль­зуются для изготовления, так называемых фосфоресцирующих экра­нов. Лист картона, покрытый, например, порошком сернистого цинка, представляет хороший фосфоресцирующий экран, сохра­няющий свое свечение две-три минуты после освещения.

Очень важное применение нашли в последнее время фосфоресци­рующие порошки при изготовлении ламп дневного све­та. В газосветных лампах свечение, возникающее при электрическом токе в газе, например в парах ртути, обычно содержит много ультрафиолетового света, не только не пригодного для освещения, но и вредного для глаза. Покрывая (по предложению С.И. Вавилова) внутренность таких ламп специально изготовленным фосфоресцирующим составом, удалось превратить этот ультрафиоле­товый свет в видимый (в согласии с правилом Стокса). Это приводит к большой экономии, ибо в таких лампах в энергию видимого света превращается примерно в три раза большая доля электри­ческой энергии, чем в лампочках накаливания. Так уст­роены современные лампы дневного света.

Явления люминесценции характеризуются крайне высокой чувствительностью: достаточно иногда располагать 10^{-10 г светящегося вещества, например, в виде раствора, чтобы иметь возможность об­наружить его по характерному свечению. Возможно наблюдение при помощи люминесценции ничтожных следов вещества, состав­ляющего миллионную долю процента в какой-нибудь смеси. Эта высокая чувствительность делает люминесценцию важным сред­ством обнаружения некоторых ничтожно малых примесей, позволяющим судить о каких-либо загрязнениях или процессах, приво­дящих к изменению исходного вещества.}