Резонансная люминесценция

Опубликовано 12.05.2010 Ведущий Антон Панкратов

Эксперименты Вуда проходившие в 1903-1905 году ставились с целью выяснения возникновения света в газовой среде В стеклянный баллон, в котором был создан вакуум, Вуд помещал кусочек металлического натрия. После нагревания баллон наполнялся парами этого металла, линза концентрировала на парах натрия свет от горелки, в пламя которой вводилась поваренная соль. Такой источник света обильно испускал две желтые линии D1 и D2 натрия с длинами волн D1=589,6нм и D2=589,0нм. На пути падающего пучка пары натрия начинали светиться ярким желтым светом, распространявшимся во все стороны, а не только в направлении падающего света. Спектроскопическое исследование показало, что свечение состоит из тех же двух желтых линий натрия D1 и D2. Оказалось также, что линии D1 и D2 сильно поглощаются парами натрия.
В то время, когда Вуд наблюдал описанные явления, их, конечно, истолковывали классически. Атому свойственны определенные собственные частоты, с которыми он и излучает спектральные линии. При освещении атома монохроматическим светом определенной частоты в нем возбуждаются вынужденные колебания, и атом начинает переизлучать свет с той же частотой. Этот эффект должен быть выражен особенно сильно, когда частота внешнего излучения совпадает с одной из собственных частот атома, т.е. при резонансе. Поэтому явление получило название резонансного излучения или свечения.
Конечно, приходящий в колебание атом может не только переизлучать полученную энергию, но, например, передавать ее без излучения окружающим атомам. Эта часть энергии, в конце концов, выделяется в виде тепла. Такой эффект проявится в ослаблении или тушении резонансного свечения. Он будет выражен тем сильнее, чем сильнее взаимодействие между атомами рассматриваемого газа. В частности, это произойдет при увеличении плотности газа или при добавлении к нему атомов постороннего вещества. Так, в парах ртути при давлении 0,001 мм рт. ст. резонансное свечение хорошо выражено. Но при добавлении водорода под давлением 0,2 мм рт. ст. интенсивность свечения убывает вдвое, а при дальнейшем добавлении водорода ослабевает еще значительнее. Аналогично действует добавление и других газов.
Данные эксперименты и были первым шагом к созданию источников света, таким как энергосберегающие и люминесцентные лампы.