л
32
∑
ЛАВАЛЬ СОПЛОСЫ – ЛЮМИНОФОР
618
3-сызба. Кристалфосфорлы люми-
несценция кезіндегі кванттық ауы-
сулардың сызбасы: 1 – валенттік
зона; 3 – өткізгіштік зона. 1→3
ауысу қоздыру энергиясының жұ-
тылуына сәйкес келеді; 3→4 және
4→3 метатұрақты деңгейдің
(4-тұтқышпен) электронды қар-
мау және босату ауысуларына
сәйкес болады, а – ауысу зона-
аралық люминесценцияға, б – ор-
талықтың люминесценциясына,
в – ауысу экситондық люминес-
ценцияға (2-экситон энергия-
сының деңгейі) сәйкес келеді
Люминесценциялық сәуле шығару қасиеті бар заттар люминофорл ар деп
аталған, бұлардың дискретті энергетикалық спектрлері болуы қажет. Үздіксіз
энергетикалық спектрі болатын (мысалы, металдар) заттар люминесценциялан-
байды: оларды қоздыру энергиясы үздіксіз түрде жылуға айналатын (ауысатын)
болады.
Люминесценцияның екінші қажетті шарты –
сәуле шығару ауысуының ықтималдығы сәуле
шығарусыз ауысу ықтималдығынан артық болуы
керек. Сәуле шығарусыз ауысу ықтималдығының
артуы л ю м и н е с ц е н ц и я н ы с ө н д і р у г е
әкеп соқтырады. Осы ықтималдық көптеген
факторларға тәуелді мысалы, температура
жоғарылаған кезде (температуралық сөндіру),
люминесценцияланушы молекулалардың
(концентрациялық сөндіру) немесе қоспалардың
(қоспалық сөндіру шоғырлануларының концен-
трациялары) артқанда байқалады. Сонымен,
люминесценцияның сөндірілуі люминесцен-
цияланатын заттың табиғатына және оның
фазалық күйіне, сыртқы жағдайларға тәуелді.
Төменгі қысым кезінде жарықтың газ-разрядтық
көздерінде, люминесценциялық шамдарда және
газдық лазерлерде пайдаланылатын металдардың
және газдардың булары люминесценцияланады. Сұйық орталардағы люминесцен-
ция негізінен органикалық заттардың ерітінділеріне тән.
Люминесценцияланатын кристалдар – крист аллфо с форлар деп аталған,
бұлардың люминесценциясының жарықтылығы олардың құрамындағы қоспаларға
(активаторлар деп аталған), жұтылу деңгейлері болатын энергия деңгейлеріне,
аралық немесе сәуле шығару деңгейлеріне тәуелді. Осы деңгейлер ретінде
валенттік зона мен
өткізгіштік зона пайдаланылған.
Кристаллфосфорлардағы жүйелерді жарықпен, электр тогымен немесе
бөлшектер шоқтарымен қоздыру еркін электрондарды,
кемтіктер мен экситон-
дарды тудыра алады (3-сызба). Электрондар торлар бойынша орын ауыстыра
жүріп «қақпанға» (4) шөгеді. Кемтігі бар еркін электрондардың рекомбинациясы
(қайта комбинациясы) кезінде пайда болатын люминесценция – зонааралық не-
месе шеткері люминесценция деп аталған (3-сызба, а-жағдай). Егер жарықталу
л
32
∑
ЛАВАЛЬ СОПЛОСЫ – ЛЮМИНОФОР
619
орталығы ұстаған (қоспа атомымен немесе торлар ақауымен) кемтігі бар электрон
рекомбинацияланатын болса, орталық люминесценцияланады (3-сызба, б-жағдай).
Экситондардың рекомбинациясы кезінде экситондық люминесценция пайда
болады (3-сызба, в-жағдай). Полярлану люминесценциясы сәуле шығарушылық
және жұтушылық атомдық жүйелердің бағдарлануына және мультиполдігіне
байланысты.
Люминесценцияның физикалық параметрлерін зерттей отырып заттардың
энергетикалық күйлері, молекулалардың кеңістіктік құрылымы, энергиялардың орын
ауыстыру үрдістері (процестері) туралы мәліметтер алынады. Люминесценциялық
әдістер
қатты денелер физикасының маңызды әдістерінің бірі болып табылады.
Люминесценция лазерлердің әсерлерінің негізіне алынған. Биолюминесценция аз
деңгейлі клеткаларда өтетін үрдістер туралы ақпараттар алуға мүмкіндік туғызды.
Катодлюминесценция осциллографтардың, теледидарлардың, локаторлардың
т.б. экрандарының жарықталуының негізіне жатады. Радиолюминесценцияның
ядролық физикада маңызы бар (сцинтилляциялық санауыш). Люминесценция
дефектоскопияда,
люминесценциялық сырлар өндіруде, жол белгілерін бояу
үшін пайдаланылады.
Адамдарға өте ерте кездерден кейбір жәндіктердің, шіріген ағаштардың және
минералдардың жарқырайтыны белгілі болған. Бұл құбылыстар ұзақ уақыт
құпия болып келді. Осы құбылыстың люминесценция екендігі белгілі болды.
Люминесценциялық сәулені заттардың атомдары, молекулалары және иондары
белгілі бір сыртқы ықпалдардың себептерінен өздерінің негізгі энергетикалық
төменгі (ВВ) күйлерінен қозып (яғни, қосымша энергия алып) жоғарғы күйге (АА)
ауысып, 10
8
секунд уақытта қайтадан бастапқы энергетикалық төменгі күйіне
ауысқанда жарық көзі – фотондар шығарады.
Осы люминесценциялық құбылысты сырттай кәдімгі селге ұқсатуға болады.
Таулы аймақтағы қар мен мұздықтардың еруінен пайда болатын шағын көл бо-
латынын білеміз. Жаз айларындағы аптап ыстық кезінде (немесе қатты нөсерлі
жаңбыр жауғанда) әлгі көлдер суға толып бөгеттерді бұзып төмен қарай лап беріп
ағатыны белгілі. Осы мысалдағы көлдің қар мен мұздықтың кенеттен көп еруіне
дейінгі су деңгейін атомдардың, молекулалардың энергетикалық негізгі деңгейі,
ал көлдің бөгеттің ернеуіне дейін су толған деңгейін атомның, т.б. қозған жоғары
деңгей деп қарастыруға болмақ.
ЛЮМИНОФОРЛАР (латынша «лумен – жарық» және грек. «форос – тасу-
шы») – әртүрлі қоздыру әсерлерінің салдарынан люминесценцияланатын қатты
және сұйық заттар. Люминофорлар – жұтқан энергиясын жарық энергиясына
