Закон Стокса:Спектр люминисценции сдвинут в длинноволновую область относительно спектра поглащения того же соединения

Оптика

10.Теплово́е излуче́ние — электромагнитное излучение с непрерывным спектром, испускаемое нагретыми телами за счёт их тепловой энергии.Примером теплового излучения является свет от лампы накаливания.

Абсолютно черное тело — это физическая абстракция (модель), под которой понимают тело, полностью поглощающее всё падающее на него электромагнитное излучение,для него а(коэффициент поглащения)=1, ρ(коэффициент отражения)=0

Серое тело — Тело, поглощательная способность которого меньше единицы, но одинакова для всех длин волн, называется серым телом для него ρ_λ,T=1-а_λ,T

1)Количественной характеристикой теплового излучения служит спектральная

плотность энергетической светимости (излучательности) тела — мощность излучения с единицы площади поверхности тела в интервале частот единичной ширины:

R_ν,T=dW_{ν,ν+dν(излуч.)} /dν ,где dW_{ν,ν+dν(излуч.)} - энергия электромагнитного излучения, испускаемого за единицу времени (мощность излучения) с единицы площади поверхности тела в интервале частотот ν до ν + dν. (Дж/м2).

2)Тепловое излучение— практически единственный вид излучения, который

может быть равновесным.

3)Отношение спектральной плотности энергетической светимости к спектральной поглощательной способности есть величина постоянная, оно не зависит от природы тела и является для всех тел универсальной функцией частоты (длины волны) и температуры(закон Кирхгофа):

R_ν,T/ а_λ,T=r_λ,Tуниверсальная функция Кирхгофа-r_λ,T

СЛЕДСТВИЯ ЗАКОНА КИРХГОФА:

1. Всякое тело наиболее энергично излучает то, что оно наиболее интен-

сивно поглощает.

2. Абсолютно черное тело является наиболее эффективным излучателем

при всех длинах волн и всех температурах.

4)Закон Стефана – Больцмана(зависимость энергетической светимости Re от температуры T)

R_е=σT⁴ σ — постоянная Стефана — Больцмана: ее экспериментальное значение равно 5,67⋅10-8 Вт/(м2⋅К4).

5)Закон смещения Вина: длина волны λmax соответствующая максимальному значению спектральной плотности энергетической светимости rλ,T черного тела, обратно пропорциональна его термодинамической температуре, С1 - постоянная Вина; ее экспериментальное значение равно 2,9⋅10-3 м⋅К.

Λmax= С1/ T показывает спектр излучения черного тела.

Формула Рэлея-Джинса

rλ,T= (2πc/λ⁴)* kT

11.Особыми физическими приборами, называемыми актинометрами, можно измерить количество солнечной энергии, получаемой на земной поверхности на единицу площади в единицу времени. Прежде чем лучи Солнца достигнут поверхности Земли и попадут в актинометр, они должны пройти всю толщу нашей атмосферы, вследствие чего часть энергии будет поглощена атмосферой. Величина этого поглощения весьма колеблется в зависимости от состояния атмосферы, так что получаемое на земной поверхности количество солнечной энергии в разное время весьма различно.

Солнечной постоянной называется количество энергии, получаемое одним квадратным сантиметром площади, выставленной на границе земной атмосферы перпендикулярно к лучам Солнца, в одну минуту в малых калориях. Из большого ряда актинометрических наблюдений многих геофизических обсерваторий для солнечной постоянной было получено следующее значение:

А = 1,94 кал/см² • мин.

Спектр Солнца непрерывный, в нем наблюдается множество темных фраунгоферовых линий. Эти линии в спектре Солнца образуются в результате поглощения квантов света в более холодных слоях солнечной атмосферы.

Квантовая физика

1.Атомными спектрами называют как спектры испускания, так и спектры поглащения, которые возникают при квантовых переходах между энергетическими уровнями свободных или слабовзаимодействующих атомов. Атомные спектры называются оптическими, если они лежат в ультрафиолетовом(100-400 нм), видимом(400-760 нм) или инфракрасном(λ>760 нм) диапозоне длин волн.

В спектре можно выделить группы линий, называемые спектральными сериями.

В ультрафиолетовой области находятся линии серии Лаймана, которые возникают при переходе с верхних энергетических уровней на основной, первый(n_k=1).В видимой и близкой ультрафиолетовой областях спектра расположены серии Бальмера(n_k=2).К инфракрасной области относятся серии Пашена(n_k=3)

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ СПЕКТРЫ, спектры испускания и поглощения электромагн. излучения и комбинац. рассеяния света, принадлежащие свободным или слабо связанным молекулам. Имеют вид совокупности полос (линий) в рентгеновской, УФ, видимой, ИК и радиоволновой (в т.ч. микроволновой) областях спектра.

В современном понятии об орбитальной модели атома, электроны в атоме способны обладать лишь определёнными величинами энергии, и переходить с одного энергетического уровня на другой лишь скачком. Разница между энергетическими уровнями определяет частоту кванта света, выделяемого или поглощаемого при переходе. Каждой паре значений главного квантового числа n и орбитального квантового числа l соответствует определённый уровень энергии, которой может обладать электрон.

2.Люминисценциейназывают избыточное над тепловым излучение тела, имеющее длительность, значительно превышающую период (~10^-15с) излучаемых световых волн. Люминесценция обычно наблюдается в видимой или ультрафиолетовой областях спектра. Люминесценция, вызванная заряженными частицами:ионами-ионолюминисценция, электронами-катодолюминисценция, ядерными излучениями-радиолюминесценция. Люминесценцию, под воздействием рентгенновского и гамма-излучения называют рентгенолюминесценцией, фотонов видимого света-фотолюминисценция. Люминесценцию, сопровождающую экзотермическую химическую реакцию, называют хемилюминисценцией.

Фотолюминесценция — люминесценция, возбуждаемая светом.

Закон Стокса:Спектр люминисценции сдвинут в длинноволновую область относительно спектра поглащения того же соединения.

Хемилюминесценция— люминесценция (свечение) тел, вызванная химическим воздействием (например, свечение фосфора при медленном окислении), или при протекании химической реакции (например, каталитические реакции некоторых эфиров щавелевой кислоты с пероксидом водорода в присутствии люминофора). Хемилюминесценция связана с экзотермическими химическими процессами.

Люминесцентная микроскопия – метод микроскопии, позволяющий наблюдать первичную или вторичную люминесценцию микроорганизмов, клеток, тканей или отдельных структур, входящих в их состав. Цвет люминесценции, т.е. длина волны излучаемого света зависит от химической структуры и от физико–химического состояния микроскопируемого объекта, что и обусловливает возможность использования л.м. в целях микробиологической и цитологической диагностики, для дифференцирования отдельных компонентов клеток.

3.Спектрофотометрия (абсорбционная) — 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. Основная зависимость, изучаемая в спектрофотометрии зависимость интенсивности поглощения падающего света от длины волны. Спектрофотометрия широко применяется при изучении строения и состава различных соединений (комплексов, красителей, аналитических реагентов и др.), для качественного и количественного определения веществ (определения следов элементов в металлах, сплавах, технических объектах). Приборы спектрофотометрии — спектрофотометры.

4.Когере́нтность— скоррелированность (согласованность) нескольких колебательных или волновых процессов во времени, проявляющаяся при их сложении. Колебания когерентны, если разность их фаз постоянна во времени и при сложении колебаний получается колебание той же частоты.Классический пример двух когерентных колебаний — это два синусоидальных колебания одинаковой частоты.

Временная когерентность - состояние, при котором световые волны на протяжении своего периода проходят данную область в пространстве за одно и то же время.

Пространственная когерентность - состояние, при котором световые волны, проходящие через пространство, не обязательно совпадают по частоте, но совпадают по фазе.

Монохроматический свет -электромагнитная волна одной определённой и строго постоянной частоты из диапазона частот, непосредственно воспринимаемых человеческим глазом . Все световые источники излучают широкополосный свет, то есть свет, в котором присутствуют разные длины волн. Только лазеры способны излучать одну определенную длину волны, поэтому их свет называют монохроматичным.