47. Люминесценция. Спектры люминесценции.

Люминесценцией называют избыточное над тепловым излучение тела, имеющее длительность, значительно превышающую период (~10-15с) излучаемых световых волн.

Спектром люминесценции называют зависимость интенсивности люминесцентного излучения от длины волны испускаемого света. Наиболее простые — атомные спектры, в которых указанная выше зависимость определяется только электронным строением атома. При охлаждении до сверхнизких температур сплошные спектры люминесценции органических соединений, растворенных в определенном растворителе, превращаются в квазилинейчатые.

Люминесценция, вызванная ионами – ионолюминесценция, электронами – катодолюминесценция, ядерным излучением – радиолюминесценция. Люминесценция под воздействием рентгеновского и Y(гамма)- рентгенолюминесценция, фотонов видимого света – фотолюминесценция. При растирании, раздавливании или раскалывании некоторых кристаллов возникает триболюминесценция. Люминесценцию, сопровождающую экзотермическую химическую реакцию, называют хемилюминесценцией.

Люминесцентная микроскопия – метод микроскопии, позволяющий наблюдать первичную или вторичную люминесценцию микроорганизмов, клеток, тканей или отдельных структур, входящих в их состав.

Закон Стокса утверждает, что длина волны фотолюминесценции больше, чем длина волны возбуждающего света. Установлено Дж. Г. Стоксом в 1852.

48. Спектрофотометрия. Спектрофлуориметрия.

Спектрофотометрия— физико-химический метод исследования растворов и твёрдых веществ, основанный на изучении спектров поглощения в ультрафиолетовой (200—400 нм), видимой (400—760 нм) и инфракрасной (>760 нм) областях спектра. Изучает зависимость интенсивности поглощения падающего света от длины волны. Спектрофотометрия применяется при изучении строения и состава различных соединений, для качественного и количественного определения веществ.

Спектрофлуориметрия. Принцип - испускание света, длина волны которого больше чем длина волны поглощенного света. Применение - количественный анализ, кинетика, качественный анализ.

49. Лазер. Когерентность излучения.

Лазер – квантовый генератор видимого диапазона излучения.

Виды рабочего вещества лазера: газовые, жидкостные, полупроводниковые и твердотельные.

Когерентность - согласованное протекание во времени нескольких колебательных волновых процессов одной частоты и поляризации, свойство двух или более колебательных волновых процессов, определяющее их способность при сложении взаимно усиливать или ослаблять друг друга.Распределение частиц по потенциальным энергиям в силовых полях – гравитационном, электрическом и др. – называют распределение Больцмана.

где  — кратность состояния частицы с энергией  — число возможных состояний частицы с энергией .Инверсная населенность - неравновесное состояние среды, при котором концентрация атомов в возбужденном состоянии больше, чем концентрация атомов в основном состоянии.

Вынужденное излучение — индуцированное излучение или испускание электромагнитных волн квантовыми системами под действием падающего на них излучения. При этом выполняется важное условие — лучи испускаемые сохраняют все характеристики лучей, вызывающих их излучение.Виды источников энергетической накачки: возбуждение очень интенсивным светом – «оптическая накачка», электрическим газовым разрядом, в полупроводниковых лазерах – электрическим током.Основными компонентами конструкции лазерной установки являются активная среда лазера, лазерная энергия накачки, высокий отражатель, прибор сцепки и лазерный луч. Активная среда лазера – это материал, обладающий определенными свойствами, которые позволяют усиливать свет стимулируемой эмиссией. Свет, проходя через активную среду, неоднократно усиливается, выходя пучком лучей со стороны прозрачного зеркала. Лазерное излучение уникально благодаря трем только ему присущим свойствам. 1) Когерентность. 2) Монохромность (временная когерентность). Это означает, что световые волны имеют одинаковую длину. 3) Коллимация.

50. Виды радиоактивных излучений. Радиоактивность. Радиоактивность - самопроизвольный распад неустойчивых ядер с испусканием других ядер или элементарных частиц. Характерный признак -самопроизвольность этого процесса.

Виды радиоактивных излучений:

Альфа излучения – это поток положительно заряженных частиц, каждая из которых состоит из двух протонов и двух нейтронов. Проникающая способность этого излучения невелика. Оно задерживается несколькими сантиметрами воздуха ,несколькими листами бумаги, обычной одеждой. Альфа излучение может быть опасно для глаз. В результате облучения относительно тяжелыми положительно заряженными альфа частицами через определенное время могут возникнуть серьезные повреждения клеток и тканей живых организмов.

Бета излучения – это поток движущихся с огромной скоростью отрицательно заряженных электронов, размеры и масса которых намного меньше, чем альфа частиц. Это излучение обладает большой проникающей способностью. От него можно защититься тонким слоем металла или слоем дерева толщиной в 1.25 см.

Гамма излучение представляет собой электромагнитное излучение сверхвысоких энергий. Это излучение очень малых длин волн и очень высоких частот. Гамма излучения обладают высокой проникающей способностью, защититься от него можно лишь толстым слоем свинца или бетона. Такие излучения не несут заряда и могут повредить любые органы.

Основной закон радиоактивного распада.

N = N₀ e –λt , где λ – постоянная распада, N₀- начальное число радиоактивных ядер.

Число радиоактивных ядер, которые еще не распались, убывает со временем.