ლუმინესცენცია

ლუმინესცენცია - (ლათინურიდან luminis - სინათლე და escent - არის სუფიქსი, რაც ნიშნავს სუსტ მოქმედებას) ნათება, სხეულის სითბური გამოსხივების სიჭარბე და გრძელდება ატომების აღგზნების დასრულების შემდგომ რაღაც დროის განმავლობაში, რომელიც ბევრად აღემატება სინათლის ტალღების პერიოდს. ლუმინესცენცია-პროცესი უწონასწოროა და არ ესადაგება სხეულის თანაბარ სითბურ გამოსხივებას. მის დასაკვირვებლად სხეული უნდა გამოიყვანო სითბური წონასწორობიდან, იგივეა რაც აღაგზნო. ლუმინესცენციისას აღგზნება და გამოსხივება დაყოფილია დროში ხანგრძლივი პროცესებით, რომლებიც უზრუნველყოფენ სხეულის ნათებას დიდი დროის განმავლობაში, მასში აღგზნების დასრულების შემდგომ. სხეულებს რომელთაც შეუძლიათ ლუმინესცენცირება ჰქვიათ (ცანცარები) ლუმინოფორები. არაორგანულ ლუმინოფორებს ხშირად მოიხსენიებენ როგორც ფოსფორებს და ამავე დროს თუ აქვს კრისტალური სტრუქტურა ეძახიან კრიტალოფოსფორებს. მისი ნათელი და ყველაზე ლამაზი მაგალითი არის პოლარულუ ნათება.

ლუმინესენციის სხვა ბუნებრივი მოვლენები: ზოგიერთი მწერის, მინერალის, ლპობადი ხის ნათება ცნობილია უხსოვარი დროიდან.

ლუმინესცენციისტიპები

ლუმინესცენციის სისტემის შესწავლა დაიწყო მხოლოდ XIX საუკუნის ბოლოს. მისი კლასიფიკაცია შეიძლება აგზნების ტიპის, ენერგიის გარდაქმნის მექანიზმისა და ნათების დროითი მახასიათებლების მიხედვით.

ლუმინოფორების აღგზნების ტიპებში გამოიყოფა: ფოტოლუმინესცენცია (აღგზნება სინათლით), კათოდოლუმინესცენცია (აღგზნება ელექტრონების ნაკადის დაჩქარებით), ელექტროლუმინესცენცია (აღგზნება ელექტრული ველის ზეგავლენით), რენტგენოლუმინესცენცია (აღგზნება რენტგენული სხივებით), რადიოლუმინესცენცია (აღგზნება ალფა და ბეტა გამოსხივებით, პროტონებითა და ბირთვული დაშლის „ასკოლკებით“ ნამსხვრევებით) და ა.შ.

გამოსხივების ხანგრძლივობის მიხედვით ასხვავებენ ფლუორესცენციას (მალე ქრობად ლუმინესცენციას) და ფოსფორენციას (ხანგრძლივი ლუმინესცენცია). დაყოფა ეს პირობითია, რადგან არ შეიძლება ზუსტად განსაზღვრო დროის საზღვრები. იგი დამოკიდებულია მარეგისტრირებელი ხელსაწყოების დროის რეზოლუციაზე.

ელემენტარული პროცესების მექანიზმის შესაბამისად ლუმინესცენცია შეიძლება იყოს რეზონანსული, სპონტანური, იძულებითი და რეკომბინაციული.

ლუმინესცენციის ძირითადი ფიზიკური მახასიათებლებია აგზნების ტიპი, გამოსხივების სპექტრი, პოლარიზაცია, გამოსხივების გამოსავალი — შთანთქმული ენერგიის შეფარდება გამოსხივებულ ენერგიასთან.

ლუმინესცენციისმექანიზმი

ლუმინესცენცია არსებითად წარმოადგენს ნივთიერების მიერ არამდგრად მდგომარეობაში გადასვლამდე მიღებული ენერგიის გამოყოფის პროცესს. ლუმინესცენციის ატომი აგზნებისას, ენერგიის შთანთქმით გადადის ძირითადი მდგომარეობიდან აღგზნებულ მდგომარეობაში. თუ ლუმინისცენციის დროს უკუგადასვლა ხდება აღგზნეული მდგომარეობიდან ძირითადზე, ანუ ლუმინისცენციისა და აღმგზნები ტალღების სიხშირეები ემთხვევა, მაშინ დაიკვირვება რეზონანსული ლუმინისცენცია.

ატომმა შეიძლება მეზობელ ატომებთან ურთიერთქმედებისას გადასცეს მათ ენერგია და გადავიდეს შუალედურ დონეზე, რომლიდან გადასვლით მოხდება ლუმინისცენციური გამოსხივება ეწოდება სპონტანური.

სპონტანური გადასვლებისას გამოსხივებული ფოტონები არ არიან დამოკიდებული გარეშე სისტემის ზემოქმედებაზე ,რის გამოც სპონტანური გამოსხივება არაა კოჰერენტული. გარეშე ელექტრო-მაგნიტური ველის მოქმედებისას შესაძლებელია კვანტური გადასვლები შესაბამისად აღმგზნები გამოსხივების სიხშირისა. ასეთ პროცესს ეწოდება, იძულებითი ან სტიმულირებული გამოსხივება, რომელიც კოჰერენტულია.

ლუმინესცენციისჩაქრობა (ჩახშობა)

ლუმინესცენციის ჩაქრობა დამოკიდებულია როგორც ლუმინესცენცირებული სხეულის ბუნებაზე და მის აგრეგატულ მდგომარეობაზე ისევე შინაგან პირობებზე. ამის მიზეზი შეიძლება იყოს კრისტალებში რაიმე მინარევის მოხვედრა, ან ხელოვნურად შეყვანა ან რადიაციული დეფექტების ხარჯზე.

ლუმინესცენციისგამოყენება

ლუმინესცენციას ფართოდ იყენებენ პრაქტიკაში. მაგ., ლუმინესცენციურ ნათურებში, ელექტრონულ ხელსაწყოებში (ოსცილოგრაფი, ტელევიზორი, ლოკატორი) ეკრანების ნათებისათვის. ცნობილია აგრეთვე ლუმინესცენციური საღებავები და სხვა.

ლუმინესცენციის სპექტრული ანალიზი წარმოადგენს მეთოდს ნახევარგამტარების და დიელექტრიკების გამოკვლევის. სპექტრის შესწავლა, ლუმინესცენციის გამოსხივების კინეტიკა და პოლარიზაცია საშუალებას გვაძლევს გამოვიკვლიოთ ნივთიერების ენერგეტიკული მდგომარეობის სპექტრი, მოლეკულის სივრცული სტრუქტურა, ენერგიის მიგრაციის პროცესები და ა.შ.. კრისტალების გამოსხივების სპექტრის თვისება დამოკიდებულია მრავალ ფაქტორზე, დეფექტების კოცენტრაციაზე და ტიპზე, ტემპერატურაზე, აღგზნების დონეზე, დეფორმაციაზე, ელეტრულ და მაგნიტურ ველზე. ეს ყველაფერი გვეხმარება გამოვიყენოთ ლუმინესცენციის სპექტრული ანალიზი როგორც მეთოდი კრისტალების გამოკვლევისთვის.

ლუმინესცენცირებადი სხეულები აქტიურდებიან ლაზერის ქვეშ. კათოდოლუმინესცენცია საფუძვლად უდევს ოსცილოგრაფების, ტელევიზორებისა და ლოკატორების ეკრანების განათებას. ნახევარგამტარული შუქდიოდები დაფუძნებულია ელექტროლუმინესცენციის მოვლენაზე. რენტგენოსკოპში იყენებენ რეტნგეენოლუმინესცენციას. სცინტილირებულ დეტექტორებში გამოიყენება რადიოლუმინესცენცია - სცინტილატორებს ასხივებენ რადიაციის ზემოქმედების ქვეშ და ა.შ.

წყარო