л
32
∑
ЛАВАЛЬ СОПЛОСЫ – ЛЮМИНОФОР
616
1-сызба. Қарапайым люминес-
ценция кезіндегі кванттық ауы-
сулардың сұлбасы: 1 – энергия-
ның негізгі деңгейі; 2 – сәуле
шығару деңгейі; 3 – қоздыру дең-
гейі. Үзік сызықпен резо-
нанстық люминесценцияға сәй-
кес келетін кваттық ауысу көр-
сетілген.
цестер) өтеді, бұлардың ұзақтығы жарық толқынының периодынан артық.
Осының нәтижесінде люминесценция кезінде жарықтың жұтылу және шығарылу
тербелістерінің фазаларының арасындағы корреляция (өзара байланыс) жойыла-
ды. Люминесценциялық сәуле шығару жақын, ультракүлгін және инфрақызыл
сәулелер диапазондарында жатады. Табиғи люминесценциялық құбылыстар –
поляр шұғыласы, кейбір жәндіктердің, минералдардың, ағаш шіріктерінің ж а р
қ ы р а у ы ежелден-ақ белгілі болған, бұл құбылысты жүйелі түрде зерттеу ХІХ
ғасырдан басталған.
Люминесценцияны қоздырылу типіне, энергия-
ны түрлендіру әдісіне, жарқыраудың уақытша сипа-
ты бойынша топтауға болады. Қоздырылу түрі бой-
ынша люминесценция фотолюмине сценцияға
(жарықпен қоздырылу), радиолюминесценцияға
[өтімді радиациямен қоздыруға [бұған рент-
ген-люминесценция, катодтық люминесцен-
ция, ионлюминесценция, α-люминесценция
(электр өрісімен қоздыру), электрлюминес-
ценция, триболюминесценция (механикалық
әдіспен қоздыру), хемилюминесценцияларға
(химиялық реакция кезінде пайда болады) жата-
ды] ажыратылған. Жарқырау ұзақтығы бойынша
фл уо р е с ц е н ц и я ғ а (тез сөнетін люминесцен-
ция) және ф о с ф о р е с ц е н ц и я ғ а (ұзақ уақыт
жарқырайтын люминесценция) топталған. Пайда болу ерекшелігі бойынша
резонанстық, өздік, еріксіз және рекомбинациялық люминесценцияға бөлінген. Осы
топтау шартты түрдегі топтау, себебі қатаң түрде белгілі бір уақытша шекараны
көрсетуге болмайды. Ол тіркеуші аспаптардың ажыратқыштық қасиетіне тәуелді.
Люминесценцияның қарапайым актісі атомның (молекуланың) негізгі энергия
деңгейінен (1) (1-сызба) қозған деңгейге (3) ауысуына байланысты энергияның
жұтылуынан, сәуле шығарусыз ауысудан 3→2 және сәуле шығару 2→1 ауысуы-
нан түзілген. Атомдық жұптарда (Hg, Cg, Na т.б.) люминесценциялық сәуленің
тікелей 3→1 ауысуы кезінде (резонанстық, люминесценция) шығуы мүмкін.
3→2 ауысу ықтималдығы тура ауысумен 3→1 салыстырғанда жиірек болады.
2-деңгей әдетте жұту деңгейінен (3) төмен орналасады,
қоздыру энергиясының
бір бөлігі атомдар тербелісінің энергиясына (жылуға ауысады) жұмсалып кемиді
және люминесценцияның жарық кванты стокстық люминесценцияның жарықты
л
32
∑
ЛАВАЛЬ СОПЛОСЫ – ЛЮМИНОФОР
617
2-сызба. Метатұрақты люминес-
ценция кезіндегі кванттық-ауысу-
лар сұлбасы: 1, 2, 3 – деңгейлер; 4
– метатұрақты деңгей
қоздырушы квантымен салыстырғанда аз энергиялы болады. Бірақ та көптеген
жағдайларда антистокстық люминесценция сырттан молекуланың тербелмелі
энергиясын жұту есебінен сәуле шығарушы
(2) деңгейден салыстырмалы едәуір жоғары
деңгейге (3) ауысады. Антистокстық люми-
несценция кезіндегі квант шығаратын энергия
квантты қоздыратын энергиядан артық, оның
қарқындылығы аз.
2-деңгей қоздыру энергиясын жұтқан атомға
(молекулаға) да өзге атомға да жатады, тиесілі
болуы мүмкін (мұндай атом люминесценцияның
о рт а л ы ғ ы , ал ауысу орталық ішілік ауысуы
деп аталған). Алғашқы жағдайда люминес-
ценция
өздік люминесценция деп аталған.
Люминесценцияның осы түрі
резонанстық люминесценция ретінде будың және
ерітінділердің атомдары мен молекулалары, сондай-ақ кристалдардағы қоспаланған
атомдар үшін тән сипат. Кейбір жағдайларда атом (молекула) сәуле шығарудың
2-деңгейіне ауысудың алдында аралық
метатұрақты деңгейде (4) және 2-деңгейге
ауысу үшін оған қосымша энергия, мысалы, жылулық қозғалыстың немесе
жарықтың энергиясын беру керек. Осындай үрдіс (процесс) кезінде пайда болатын
люминесценция – мет атұрақты люминесценция деп аталған.
Әртүрлі заттардағы люминесценциялар бірінен-бірі бөлшектердің жұту
деңгейінен (3) сәуле шығару деңгейіне (2) ауысу ерекшеліктері бойынша
өзгешеленген. Энергияның өзге атомдарға (молекулаларға) берілуі электрондардың
электрондық-иондық соқтығысулары кезінде, қоздырылған атомның қоздырылмаған
атомға тікелей соқтығысулары, иондалу үрдістері (процестері) кезіндегі реком-
бинация немесе алмасу тәсілімен жүзеге асырылады. Газдардағы атомдардың
шоғырлануының (концентрациясының) аз болуы себепті энергияның резонанстық
және алмасу арқылы берілуінің маңызы аз. Қоздыру энергиясы ядролардың
тербелістері арқылы берілуі мүмкін
конденсацияланған орталарда болады.
Ең соңында, кристалдағы энергияның өткізгіштік электрондар, кемтік пен
электрондық-кемтіктік жұптар (экситондар) арқылы берілуінің маңызы зор. Егер
энергияның берілуінің соңғы актісі рекомбинация (бөлшектердің қалпына келуі,
мысалы, электрондар мен иондардың немесе электрондар мен кемтіктердің) болса,
онда осы үрдісті сүйемелдеуші люминесценция – рекомбинациялық люми-
несценция деп аталған.
