【科普时间到】——biubiubiu——我要发光了

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  发光无处不在,我们常见的白炽灯、电视机、发光二极管、手机屏幕等等都能发光,以及滋养我们的太阳母亲无时无刻不在发光,下面就给大家介绍一下发光。

那么什么是发光呢?

  当某种物质受到激发(射线、高能粒子、电子束、外电场、光激发等)后,物质将处于激发态,激发态的能量会通过光或热的形式释放出来。如果这部分的能量是位于可见、紫外或者近红外的电磁辐射,此过程称之为发光过程。

  概括而言,发光就是物质在热辐射之外以光的形式发射出的多余的能量,这种发射过程具有一定的持续时间。

  发光有哪些分类呢?我们可以按照激发方式的不同可将发光进行以下分类:

  一、 电致发光(Electroluminescence)

  电致发光是用电场或电流激发产生的发光。电致发光有两种类型:

  1.注入式电致发光:半导体p-n 结在较低正向电压之下注入少数载流子,然后少数载流子与 多数载流子在结区附近相遇复 合而发光或者通过局域中心而 发光。例如: 发光二极管(LED), 半导体激光器(LD)等都是注入式发光。

  2.本征型电致发光:又分为高场电致发光与低能电致发光。其中高场电致发光是荧光粉中的电子或由电极注入的电子在外加强电场的作用下在晶体内部加速,碰撞发光中心并使其激发或离化,电子在回复到基态时辐射发光。是1936年由法国科学家德斯特里奥发现的,又称为德斯特里奥效应。

  二、光致发光(Photoluminescence)

  用光激发产生的发光叫做光致发光。光致发光大致经过吸收、能量传递和光发射三个阶段。光的吸收和发射都发生于能级之间的跃迁,都经过激发态;而能量传递则是由于激发态的运动。

  光致发光最广泛而又重要的两种应用是固体激光器和日光灯,也就是作为光源。荧光灯——紫外线作为激发光源。

  三、 阴极射线发光(Cathodeluminescence)

 

 

  高速电子入射到发光材料中将离化原子中的电子,使其获得很大动能,成为高速运动的次级电子,这些高速的次级电子又可产生次级电子,最终次级电子会激发发光物质发光。

  主要用于电视显示屏,包括计算机、电子显微镜和各式各样的电子仪器的显示器,其主要部件是阴极射线管。

  四、射线和高能粒子发光(Radioluminescence)

  X射线, γ射线, α粒子, β粒子, 质子或中子等激发下所产生的发光叫做射线和高能粒子发光。

 

 

 

  利用射线和高能粒子发光做成的辐射剂量计,以及在核物理领域的重要应用的闪烁计数器。

  五、化学发光(Chemical luminescence)

  由化学反应过程中释放出来的能量激发发光 物质产生的发光,称作化学发光。

 

 

 

  紫外线做为激发化学发光用于免疫测定技术,将具有高灵敏度的化学发光测定技术与高特异性的免疫反应相结合的化学发光免疫分析仪,用于各种抗原、半抗原、抗体、激素、酶、脂肪酸、维生素和药物等的检测分析技术。

  六、生物发光(Bioluminescence)

  生物体内,由于生命过程的变化产生的发光现象,由细胞合成的化学物质,在一种特殊酶的作用下,使化学能转化为光能。是一种特殊类型的化学发光,化学能转变为光能的效率几乎为100%。例如我们熟知的萤火虫就是生物发光。

 

 

 

  七、 声致发光(Sonoluminescence)

  当声波穿过液体的时候,如果声音足够强,而且频率也合适,那么会产生一种“声空化”现象:在液体中会产生细小的气泡。气泡随即坍塌到一个非常小的体积,内部的温度超过10万摄氏度,在这一过程中会发出瞬间的闪光。这种现象被称为声致发光。

 

 

 

  声致发光的物理机制可归纳为二大类,即电学机制与热学机制。电学机制的理论模型认为,在声空化过程中产生的电荷在一定条件下通过微放电而发光。热学机制主要包括黑体辐射模型及化学发光模型。

  八、摩擦发光(Sonoluminescence)

  摩擦发光是指某些固体受机械研磨、振动或应力时的发光现象。

 

 

 

  例如蔗糖、酒石酸等晶体受挤压时发出闪光。图中所示为撕胶带产生的X射线。

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文案 | 刘 震  排版 | 冯少华  校对 | 宋金伟