Люмінесценція

Люмінесценція - холодне світіння тіл, не пов'язане з їх нагріванням до високої температури. Люмінесценція може бути викликана дією на тіла світла (фотолюмінесценція), потоку електронів (катодолюмінісценція), енергії хімічної реакції (хемолюминесценция) та ін Світіння деяких бактерій, риб, комах називають биолюминесценцией. Люмінесценцію, зникаючу одночасно з припиненням порушення люмінофора (речовини, здатного люмінесціювати), називають флуоресценцією, а триває протягом помітного проміжку часу після припинення порушення - фосфоресценцією. См. також Люмінесцентний аналіз, Люмінесцентна мікроскопія.

Люмінесценція (від лат. lumen, залишившись - випромінювання, світло) - надмірне випромінювання речовини понад його нормального при даній температурі теплового випромінювання і за тривалістю перевищує період коливання світлових хвиль. Причиною люмінесценції є яке-небудь вплив на дану речовину, що приводить до переходу його молекул у збуджений стан. Частина поглиненої при цьому речовиною енергії виділяється потім у вигляді енергії люмінесцентного світіння (ця частина, виражена у відсотках, називається енергетичним виходом люмінесценції). За способом збудження люмінесценція підрозділяється на фотолюминесценцию (возбуждаемую світлом), хемілюмінесценцію (возбуждаемую за рахунок енергії екзогенних хімічних реакцій; окремий випадок її - біолюмінесценції, наприклад, світіння світляків). Крім того, відомі рентгенолюминесценция, радиолюминесценция, катодолюмінісценція, електролюмінесценція. По тривалості люмінесценцію поділяють на флюоресценцію, при якій світіння триває практично поки діє збуджуючу дію, і фосфоресценцию, коли світіння триває і після припинення збудливого впливу.
Властивістю люмінесціювати можуть мати тверді, рідкі і газоподібні речовини. Під дією невидимого оком ультрафіолетового випромінювання фотолюминесцируют багато речовини, даючи ультрафіолетове або видиме світіння різних кольорів. Під дією видимого світла, головним чином фіолетового, синього і зеленого, можуть помітно фотолюминесцировать лише деякі класи сполук. До них належать ароматичні з'єднання з спряженими подвійними зв'язками, барвники, порфірини та їх похідні. Властивість люмінесценції використовується в люмінесцентному аналізі (див.).
Світіння при фотолюмінесценції можна спостерігати, як показано на рисунку. Якщо замість ока спостерігача встановити фотоелемент з підсилювачем, вийде флюориметр. Флюориметр придатний і для кількісного визначення концентрації люминесцирующего речовини в розчині чи в прозорій твердій фазі при поглинанні збудливого Л. світла не більше ніж на 20 - 30%.
Світло люмінесценції можна розкласти в спектр, який, як і спектр поглинання, визначається молекулярним складом речовини. Реєстрація спектрів Л. проводиться спектрофлюориметрами. У газів спектри зазвичай гістограми, а у складних сполук у розчині або у твердому стані - це широкі розпливчасті смуги (або смуга), зміщені в довгохвильову частину спектра по відношенню до смуги поглинання. Інтенсивність Л. може значно знижуватися і навіть падати до нуля при додаванні до розчину або суспензії, які містять флуоресцентну речовина, деяких сполук-тушителей внаслідок взаємодії молекул тушителя з молекулами люминесцирующего речовини внаслідок зіткнень, або утворення комплексів. Перехід люминесцирующего з'єднання в агреговане стан (що має місце в концентрованих розчинах або в багатокомпонентних біологічних об'єктах) істотно змінює все люмінесцентні характеристики речовини. Л. знаходить практичне застосування у виробництві, фізики, хімії, геології, біології, судової експертизи, медицині і харчовій промисловості.

Фотолюмінесценція (схема спостереження); 1 - джерело збуджуючого світла; 2 - око спостерігача; 3 - світлофільтр, що пропускає тільки світло, що збуджує люмінесценцію; 4 - прозорий світлофільтр тільки для світла люмінесценції; 5 і 6 - лінзи; 7 - флюоресцирующий об'єкт.