1. Спонтанне і індуковане випромінювання атомами і молекулами.
Атоми, молекули, іони являють собою квантові системи, в яких електрони перебувають на різних енергетичних рівнях. У відповідність з принципом мінімуму енергії електрони розміщуються, починаючи від ближнього до ядра енергетичного рівня (К-рівень). Такий рівень є нижнім енергетичним рівнем, а потім заповнюють інші рівні, більш далекі від ядра (вищі енергетичні рівні).
Основне енергетичний стан атома - це стан, при якому, електрони розташовані навколо ядра у відповідність з принципом мінімуму енергії. У такому стані атоми можуть перебувати тривалий час, тому в речовині більшість атомів знаходиться саме в основному стані (розподіл Больцмана).
Проте можливий стрибкоподібний перехід з одного рівня на інший і атом переходить у збуджений стан. Для такого переходу атому необхідно повідомити енергію, що дорівнює різниці енергій електронів на двох рівнях: E=E2 - E1. Час перебування у збудженому стані дуже коротке - 10-8 c Перехід атомів із збудженого стану в основний супроводжується випромінюванням фотона енергії (в ідеальному випадку h?=E2 - E1).
Перехід атома із збудженого стану може носити мимовільний (спонтанний) і індукований характер. Випромінювання, яке при цьому виникає, відповідно називається спонтанним і індукованим. При мимовільному переході атома із збудженого стану в основний процес носить випадковий характер, тобто випадкові і час переходу і напрямок випромінювання фотона. Прикладом спонтанного випромінювання може служити люмінесценція.
2. Люмінесценція.
Люмінесценція - спонтанне випромінювання тіла, надмірне при даній температурі тіла над тепловим випромінюванням, тривалість якого значно перевищує період світлових хвиль. Період світлових хвиль становить 10-15, а тривалість люмінесценції як мінімум - 10-10 c.
Речовини, які можуть люминесцировать, називаються люмінофорами. Для цього необхідно за допомогою якої енергії перевести їх атоми в збуджений стан. А потім вони деякий час світяться.
Залежно від способів збудження люмінесценції існують: фотолюмінесценція, Рентгенолюмінесценція, радіолюмінесценція, катодолюмінесценція, електролюмінесценція, хемілюмінесценція, тріболюмінесценціей.
За тривалістю світіння: флуоресценція (10-8) і фосфоресценція (10-3 і більше).
Вперше люмінесценцію кількісно описав Стокс: довжина хвилі люмінесцентного випромінювання завжди більше, ніж довжина хвилі світла, який викликав люмінесценцію. Спектр люмінесценції зрушать щодо спектра викликав його світла в сторону більших довжин хвиль.
Пояснити закон Стокса можна на основі квантової теорії: енергія кванта, що викликав збудження, при поглинанні його речовиною, частково переходить в інші енергії h? 0=h? +? E. Тому h? < h? 0, а? > ? 0.
Іноді виникає антістоксовская л...
