liuminesceñcija (lot. lumen, kilm. luminis – šviesa), kūno nepusiausvirasis elektromagnetinis spinduliavimas, kurį sukelia nešiluminis energijos šaltinis. Liuminescencijos trukmė gerokai viršija šviesos virpesių periodą; ši delsa susijusi su sistemos grįžimu (relaksacija) į žemesnės energijos būseną. Liuminescuoti gali įvairios agregatinės būsenos medžiagos – dujos ir garai, organinių medžiagų tirpalai, stiklai, kristalinės medžiagos. Kai kurios medžiagos, pvz., kondensuotosios būsenos metalai, neliuminescuoja, nes jose žadinimo energija virsta šiluma, be to, liuminescencijai atsirasti reikia, kad spinduliuojamojo šuolio tikimybė būtų didesnė už nespinduliuojamojo. Šių tikimybių santykis apibūdina liuminescencijos efektyvumą. Liuminescencijos išeiga yra liuminescencijos energijos (išspinduliuotų kvantų skaičiaus) ir sugertos sužadinimo energijos (sugertų šviesos kvantų skaičiaus) dalmuo. Dėl nespinduliuojamųjų šuolių tikimybės padidėjimo (priklauso nuo liuminescuojančių medžiagų prigimties, išorinių sąlygų) reiškiasi liuminescencijos gesinimas. Šis padidėjimas priklauso nuo temperatūros (temperatūrinis gesinimas), liuminescuojančių molekulių arba priemaišų tankio (koncentracinis gesinimas) pokyčio. Energijos lygmuo, iš kurio vyksta liuminescencinio švytėjimo lydimas kvantinis šuolis, gali būti to paties atomo (molekulės), kuris sugėrė sužadinimo energiją, arba kitos dalelės. Kitiems atomams ir molekulėms sužadinimo energiją perduoda elektronai per elektronų ir jonų smūgius, jonizacijos ir rekombinacijos procesus, indukcijos arba apsikeitimo būdu per tiesioginį sužadintojo atomo susidūrimą su nesužadintuoju. Kai žadinimo galia didelė, medžiagoje gali atsirasti apgrąžinė užpilda, t. y. sužadintosios elektroninės būsenos žemesniuosiuose virpesiniuose lygmenyse dalelių skaičius yra didesnis nei pagrindinės elektroninės būsenos virpesiniuose lygmenyse. Šiuo atveju vyksta šviesos stiprinimas, pakinta liuminescencijos spektras, jos ryškis, kinetika ir kampinis švytėjimo skirstinys. Tokia liuminescencija vadinama superliuminescencija. Svarbiausi liuminescencijos parametrai yra energinė ir kvantinė išeiga, liuminescencijos kinetika, švytėjimo ir žadinimo šviesos spektras, energijos kaitos mechanizmas. Pagal žadinimo būdą liuminescencija skirstoma į fotoliuminescenciją (žadinama šviesa), radioliuminescenciją (žadinama skvarbiąja spinduliuote), kuriai priklauso rentgeno liuminescencija, katodinė liuminescencija, joninė liuminescencija ir α liuminescencija, kandoliuminescenciją (žadinama mechaniškai, pvz., ardant kristalinę gardelę), chemiliuminescenciją (žadinama cheminėmis reakcijomis; jai priklauso bioliuminescencija), radikalų rekombinacinę liuminescenciją (žadinama tirpinant kristalus). Pagal švytėjimo trukmę sąlygiškai skirstoma į fluorescenciją (sparčiai nykstanti liuminescencija) ir fosforescenciją (ilgalaikė liuminescencija). Pagal elementariųjų procesų mechanizmą skirstoma į rezonansinę, savaiminę, metastabiliąją (arba priverstinę) ir rekombinacinę liuminescenciją.

Liuminescencija gamtoje – šiaurės pašvaistė, kai kurių vabzdžių, mineralų, pūvančio medžio švytėjimas – buvo pastebėta seniai, bet sistemingai tiriama nuo 17 amžiaus. Pagrindines liuminescencijos savybes 19 a. pabaigoje–20 a. ištyrė ir suformulavo G. G. Stokesas, G. H. Wiedemannas, R. Boyle’is, A. H. Becquerelis, S. Vavilovas, Aleksanderis Jabłońskis (Lenkija). Liuminescencija grindžiama kiekybinė ir kokybinė liuminescencinė analizė, liuminescencinė defektoskopija – neardomieji nesąlytiniai labai jautrūs metodai, reikšmingi medžiagotyrai. Liuminescenciniai tyrimo metodai taikomi pavienėms molekulėms, molekulių ansamblio tarpusavio ir sąveikai su aplinkine terpe tirti, molekulinių darinių (dimerų, trimerų, eksimerų, eksipleksų, asociatų) susidarymui ir struktūrai, žadinimo energijos pernašai sudėtingose molekulių sistemose, fotodegradavimui (kai molekulinėms sistemoms sugėrus pašalinę spinduliuotę atsiranda tos sistemos struktūriniai pokyčiai) tirti.

1333

-fluorescencija, fosforescencija

Papildoma informacija
Turinys
Bendra informacija
Straipsnio informacija
Autorius (-iai)
Redaktorius (-iai)
Publikuota
Redaguota
Siūlykite savo nuotrauką