ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С ВЕЩЕСТВОМ

Для того чтобы произошло электромагнитное взаимодействие с веществом энергия излучения должна совпасть с разностью энергий между квантовыми энергетическими уровнями, которые соответствуют разным соотношениям молекулы:

где ∆Е – разность энергии между квантованными состояниями молекул.

По данным можно выделить различные диапазоны электромагнитного излучения.

При энергии электромагнитного излучения

- радиоволны λ=10 м:

Е = 1,8٠10-26 Дж = 1,2٠10-7 эВ;

- ИК – излучения λ=10 мкм:

Е = 1,8٠10-20 Дж = 0,17 эВ;

- видимый свет λ=500 нм:

Е = 3 эВ;

- УФ λ = 300 нм:

Е ≈ 5эВ.

Энергия колебательных движений при Т =300 0С составляет Е = 0,04 эВ.

Свет имеет две составляющих магнитную и электрическую.

 

Е,

В/м

 

 

 


Н

 

Взаимодействие магнитной составляющей с веществом значительно слабее электрической. Если монохроматичное излучение поглощается молекулами вещества, то по направлению светового потока наблюдается непрерывное падения интенсивности излучения, длина волны излучения при этом не изменяется, а изменяется его мощность:

dФ = J·dS·dφ,

где Ф – лучистый поток или мощность излучения;

S – площадь;

φ – телесный угол;

J – лучистый поток, отнесенный к единичному телесному углу и к единичной площади перпендикулярный направлению движения света.

 

ЗАКОНЫ ПОГЛОЩЕНИЯ

Закон Бугера – Ламберта. Связывает поглощение образца с его толщиной.

где I0 – интенсивность падающего излучения;

I – интенсивность прошедшего излучения;

al – коэффициент пропорциональности.

Закон Бэра. Связывает поглощения образца с концентрацией поглощающих частиц:

где С – концентрация поглощающих частиц.

Закон Бугера – Ламберта – Бэра:

где ε – коэффициент молярного поглощения.

где А – оптическая плотность.

В случаи поликристаллов вещества и кристаллов:

где ε0 – коэффициент собственного поглощения;

εа – коэффициент, учитывающий анизотропию системы;

εр – учитывает рассеивание вследствие пор и неоднородности состава.

Поэтому для получения прозрачных систем или керамики важно уменьшить εр. С этой целью необходимо снимать пористость систем, использовать ультрадисперсные порошки высокой чистоты и исключать образование границ зерен при спекании порошков.

 

ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ

Все тела помимо теплового и равновесного излучения в результате различных внешних воздействий дают избыточное излучения, которые не определяются температурой тела. Все виды свечений, возбуждаемые за счет внешнего источника энергии, называются люминесценцией.

Люминесценция обусловлена колебаниями сравнительно небольшого числа атомов или молекул вещества, которые под воздействием источника энергии переходят в возбужденное состояние. Излучения возникает в результате перехода атомов или молекул из этих состояний в основное не возбужденное или менее возбужденное состояние.

Е
 
люминесценция
EB
E1

Интенсивность люминесценции определяется формулой:

,

где τ – средняя продолжительность времени жизни возбужденного состояния атомов или молекул;

t – время люминесценции.

Вещества, у которых наблюдается люминесценция, называются люминофорами. Люминесценция различают по типам в зависимости от источников возбуждения:

1) УФ и видимое свечение – фотолюминесценция;

2) рентгеновское и γ-излучение – рентгенолюминесценция;

3) α и β- частицы – радиолюминесценция;

4) электрическое поле – электролюминесценция;

5) химические реакции – хемолюминесценция;

6) пламя – кандолюминесценция.

7) механические возбуждения – триболюминесценция

Люминесценция практически всегда подчиняется закону Стокса:

Длина волны люминесценции больше длины волны возбуждающего излучения:

Eвоз = Елюм + W,

где W – потеря энергии возбуждающего света на другие процессы.

Имеются отклонения от закона Стокса (наблюдается антистоксово свечение):

В случае антистоксового свечения часть энергии поступает за счет энергии движения атомов и молекул люминофоров, то есть будет наблюдаться охлаждение люминофоров.

 






Дата добавления: 2021-02-19; просмотров: 103; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.017 сек.