ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ
Флуоресценция
Современная теоретическая и экспериментальная оптика за последние несколько десятилетий сделала заметный вклад в эту область, В прошлом большинстве источников света было связано с каким-либо нагрева? -лием.Пламя свечи, масляное пламя, электрическая лампа—все ото на самом деле весьма горячие объекты (тонкая железная проволока легко плавится в пламени даже небольшой свечи). Однако существует «холодное» свечение; за последнее время оно заняло важное место, Среди множества свечений такого рода есть два род? ственных типа свечения— флуоресценция (много лет назад это свечение было обнаружено у минерала пла-j викового пшата — флюорита) и фосфоресценция (это свечение было известно даже алхимикам как свойство химического элемента фосфора). Оба свечения вместе чаето называют люминесценцией, хотя это общее название объединяет теперь и несколько других видов холодного свечения.
Люминесценция возбуждала интерес ученых на протяжении свыше трех столетий, но лишь новейшей квантовой теории удалось объяснить эти эффекты. Благодаря новому пониманию их свойств люминесцентные вещества за последнее время оказались чрезвычайно важными для ряда отраслей промышленности и теперь производятся и.используютея в громадных масштабах, находя самое широкое применение.
Как флуоресценция, так и фосфоресценция — это процессы превращения энергии, при которых приобретенная энергия преобразуется в световое излучение, по без какого-либо заметного увеличения температуры. Поэтому данные процессы крайне экономичны в смысле количества света, излучаемого при данной потребляемой мощности. В электрической лампе или пламени—всего лишь небольшой побочный продукт выделяемого тепла; только малая доля затраченной энергии превращается в полезный свет. В влучае флуоресценции накачку энергии можно осуществить за счет электрического тока или излучения или же благодаря химическим процессам; в некоторых довольно любопытных случаях — в результате трения или дробления. Во всех случаях введенная энергия, пусть окольными путями, превращается в видимый свет почти без повышения температуры. Именно по этой причине флуоресцентный свет часто называют «холодным» светом. (Не следует смешивать примененный здесь термин с эстетической или художественной характеристикой так называемых холодных и теплых цветов. Такие цвета характеризуются художниками, конечно, не по температуре, а с точки зрения ощущений, которые эти цвета вызывают.) «Холодный» же свет — это низкотемпературный свет в его буквальном физическом смысле. Действительно, флуоресцентные вещества могут даже при крайне низких температурах обеспечивать яркое свечение.
Люминесцентное вещество (люминесцентные лампы)
В ходе длительной экспериментальной работы было установлено, что флуоресценция представляет собой своего рода возбуждение, при котором определенные вещества при облучении или в результате возбуждения испуекают свет в течение очень небольших интервалов времени после возбуждения — интервал времени может составлять миллионную долю секунды. Действующий при этом механизм — квантовый. Для большинства твердых и жидких веществ поглощение излучения или бомбардировка электронами часто приводит к помещению энергии, которая затем рассеивается в виде тепла. Поглощенная энергия переходит в тепловое движение атомов и молекул.
Люминесцентное вещество содержит очень большое число так называемых активных центров. Это или области в кристаллических веществах, в которых имеются атомы примеси, связанные с кристаллом, или же это области внутри обычной правильной атомной кристаллической решетки, структура которой не полностью упорядочена. Такие «ошибки» называются дислокациями. В подобных условиях захваченная энергия может перевести электрон из его нормального энергетического состояния на другой уровень. Электрон стремится сразу же вернуться и при переходе испускает свет, цвет и длина волны которого зависят от данной кристаллической структуры и от примеси, присутствующей R активном центре. Было изготовлено очень много составов, содержащих тщательно проконтролйрованные крохотные количества избранных примесей; которые могут флуоресцировать различным цветом и обладают разными оптическими свойствами. Есть Одно важное правило: энергия флуоресцентного света всегда меньше захваченной энергии. Если флуоресценция создается за счет поглощения света (а это бывает часто), то переизлученный свет имеет большую длину волны, чем первичный возбуждающий свет.