zx“ Avis 1 4c)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SU’ PHAM TP HO CHi MINH
KHOA VAT LY cree of 2 * LUAN AN TOT NGHIEP De tad: VA Unie oyna NHOM NGANH: VAT LY ĐẠI CƯƠNG Re | ä 4ƯevIÊ tm rÀ ,¬)ị hœ@P Su c™ - bt
Thầy hướng dẫn : NGƠ DUY CHIU
Sinh viên thực hiện : NGUYÊN HUY ÁNH
lớp : 4A
Khoa : VẬT LÝ
Nam hoc 1993 -1994 _
Trang 3cai
, JZ > `
TOM TAT DE TAI
I.lý thuyết về hiên tưởng lân quang:
Nhu chúng ta đã biết, trong tư nhiên cĩ nhiều chất khi đước
kích thích bảng ánh sáng khả kiến tia tử ngoai, tia ronghen, tia
gamma sẽ phát ra theo tất ca các phưởng các bức xa riêng Các
chất này cĩ thê là chất hơi chất long, chất rấn Và nếu đững ở những gĩc đơ khác nhau ta cĩ những sử phân loại khác nhau
Trong đề tài này ta chú trong đến cách phân loại dưa vào thai
gian phát quang sau khi ngững kích thích Khi đĩ ta cĩ hai loai
phát quang là: hiên tưởng huỳnh quang (Fluorescence) và hiên
tưởng lân quang (phosphorescence) Hiện tượng là hiên tượng phát
quang sau khi ngừng kích thích và cĩ thi gian phát quang ngắn cở
I0-7->10-9 s và nhỏ hởn Hiện tưởng lân quang là hiên tưởng phát
quang cĩ thồi gian phát quang tưởng đối lớn cđ 10-7 s đến hàng
gid Tuy nhiên đĩ khơng phải là sử phân biệt ro rang ranh gidi
của hai loại phát quang trên mà để phân biết được hai lao¡i phát quang này ta đi khao sát sư phu thuộc cua chúng vào nhiệt đơ
Khi các chất phát quang hấp thu năng lưởng và phát quang,
để phan biét được phơ hấp thu và phỗ phát quang 3 day ta cũng
biết đước đính luật Stokes Lommen Ánh sáng phát quang cĩ bước
sĩng dài hớn bước sĩng của ánh sáng kích thích hay tồn bê phổ
phát qaung va cức đai của nĩ bao giả cũng dịch về phía bước sĩng đài so với tồn bơ phõ hấp thu và cức đai của nĩ
G day ta sé đi sâu vào lý thuvết hiện tưởng lân quang để xem
phổ hấp thu và phổ phát quang của các chất lân quang sẽ nhử thể
nào và sư phu thuộc cua lân quang vào nhiệt đơ, đồng thưi ta cũng biết được luât suy tàn cua cưởng đơ lân quang theo qui luật
l=In e*tc/
2.Cách đo thởi gian phát xạ trung bình
Khi khoa hoc kỷ thuât phát triển ta sẽ cĩ nhiều cách đo đồi sống trung bình của lân quang Bát biệt chú ý là lân quang nghiêm phổ anh ký của rousset Loai máy này thể hiện đước nhiều ưu điểm
trong viéc do dat đởi sống trung bình và đặt biệt là Ap dụng phép
tính vi tích phân để tính khá chính xác Sau đĩlà ting dung cua
lân quang nghiêm phố ảng ký để đo sinh của một vai chat nhd: chất
Trang 4-4-
CHUONG I; CAC HIEN TUONG PHAT QUANG
1-VAI NET VE SU PHAT QUANG CUA CAC CHAT
Nhiều chất khi được kích thích bằng ánh sáng khả kiến (tia tử
ngoai , tia Rdnghen hay tia Gamma) sẽ phát ra theo tất cả các phưởng các bức xa riêng,cĩ thành phần quang phổ khác với thành
phần quang phổ của ánh sáng kích thích và được xác định bởi thành
phần hĩa học.thành phần cấu tao của chất đĩ.Dang bức xa này goi là
bức xa phát quang
Sau đây là một vài thí nghiêm về sử phát quang của các chất
1.SU phat quang của chất hỏi:
Cho một miếng nhỏ natri vào mơt bình thủy tỉnh đã được hút hết khơng khí và đun nĩng lên,natri sẽ biến thành hởi Ta rọi vào bình hởi natri bằng đèn hởi natri hay đèn khí cĩ bỏ muối ăn vào
ngọn lửa của nĩ Khi đĩ hởi trong bình sẽ phát ánh sáng vàng Các
khí O:z.,Sz.1: .đều phát quang
2.Sử phát quang của chất lỏng:
Duới tác dung của ánh sáng dung dịch diệp luc sẽ phát sáng mau xanh luc, dung dịch rivanal trong nước sẽ phát ra màu lục vàng,
dung dich Kivin sunphat trong axit sunfuaric sẽ phát ra màu lam
vởi nguồn kích thích là ánh sáng của ngọn đèn điên cĩ cơng suất SO0W hay hồ quang điên
3.Su phat quang của chất rắn:
Khi được roi bằng ánh sáng đèn thủy ngân, kẽm sunfua sẽ phát
sáng màu lục cadimi sunfua (CdS) phat mau đỏ Hổn hớp hai chất nav phát màu da cam
-ĐỊNH NGHĨA SỰ PHÁT QUANG
* TỪ các thí nghiêm ở trên ngưửởi ta rút ra ba kết luân sau -Khơng phải các chất đều cĩ khả năng phát quang
-Muốn một chất phát quang phải truyền cho nĩ một năng lượng
nào đĩ
-Thành phần quang phổ của ánh sáng phát quang phu thuộc vào
bản chất của chất phát quang và khơng phu thuộc vào thành phần quang phổ của ánh sáng kích thích
* Định nghĩa:
Sử phát quang của một vật là sử phát nhửng bức xạ dư ngồi
những bức xa của vật đĩ ở cùng nhiệt độ, trong miền quang phổ cho
trước và cĩ thởi gian phát quang lớn hởn I10-109s tức là khơng ngừng sau khi bị kích thích
III-PHÂN LOẠI CÁC HIỆN TƯỞNG PHÁT QUANG
Cĩ nhiều cách phân loại khác nhau, đững ở một gĩc đơ ta cĩ một
sử phân loại
1.C4n cũ vào phưởng pháp kích thích phát quang cĩ các dạng phát quang sau:
a) Quang phát quang:
Là sử phát quang của một chất được kích thích bang ánh sáng thấy được hay tử ngoai các bức xạ do chất ấy phat ra cĩ độ dài sĩng biểu thị đặc trưng cho tính chất của chất ấy và cĩ thể khác
với đơ dài sĩng của ánh sáng kích thích
Vi du: Chất Cosin, tan trong nước kích thích bởi vach 0.365
phát ra một dai rộng và cức đai ở 0.545M b)Dién phát quang:
Là sử phát quang của một số chất do bị kích thích bằng điện
trường , xảy ra khi điện được phĩng ra trong khí kém hay trong
Trang 5IV-TÍNH CHẤT CỦA B
-5-
quang (NaNO¿z} Hiên tưởng kíÍch thích bởi tia X, các tia phĩng xạ
goi là xa phát quang Hiên tưởng catod phát quang gây nên bởi tia X chiếu vào màn plati nocianur barium hay stat cadinium làm cho chúng phát quang
c)Nhiệt phát quang và hàn phát quang:
Khi đun nĩng mơt số chất hay làm lanh một số chất khác, những
chất ấy cĩ thể phát quang Vi du: Sunfat quinin từ 100-180°c
chất này sáng xanh lên
Sử phát xa vì nĩng đỏ trong vật lý cổ điển, trước kia tưởng
khác biệt với hiên tưởng phát quang Nhửng gần đây nĩ dude so
sánh với hiên tưởng phát lân quang
đ)Cđ phát quang:
Đưởng bị nghiền trở nên phát quang đĩ là ma sát phát quang e)Pháất quang do tác dụng của siêu ầm là ầm phát quang
f)Hĩa phát quang:
Mơt vài phản tng hĩa học tỏa ra đủ năng lương để kích thích sử
phát quang (Thí du tác dụng của dung dịch amonhac vào nước brom
cua andehit formic vào một dung dịch hidroxid cadium trong rửợu ) Acid arscnicux phát quang khi kết tỉnh gọi là tỉnh thể phát quang
ø)ìSinh phát quang:
Đom đĩm, một số thủy sinh vật, một số loại nấm cĩ khả năng
phát quang
Thưc ra các loại phát quang trên khơng phải riêng biệt Ma sát phát quang là một dạng của điện phát quang Những sinh vật phát
quang là những sinh vât mà trong cơ thể xảy ra hĩa phát quang
Nhiệt phát quang cĩ thể đem so sánh với lân quang
Ta cĩ thể biểu thi sự liên quang của các dạng phát quang trên
qua bảng sau
-Quang phát quang : Huỳnh quang
(phát quang quang học) Lân quang ‘ -Phat quang dién hoc : Xa phát quang Điên phát quang Catod phát quang «——— -Phát quang nhiệt học : Nhiệt Phát quang(phát| quang vì nĩng đỏ) Hàn phát quang -Phát quang cở học : Ma sat phat quange— Am phát quang
-Phát quang hĩa học : Tinh phat quang
Hoa phat quang — -Phát quang sinh học: Sinh phát quang ¿ _——ˆ
2.Căn cÚ vào thỏi gian phát quang ngủi ta chia làm hai loại sau: -SỰ huỳnh quang : Là sử phát quang cĩ thởi gian phát quang
ngắn cổ 10-8->10-%s và nhỏ hởn
-SỰ lân quang : Là sư phát quang cĩ thởi gian phát quang tưởng
đối dài cở 10-®s đến hàng gid
Tuy nhiên sử phân biệt huỳnh quang và lân quang như trên chỉ là qui ước, khơng cĩ ranh giới rỏ ràng
fic XA PHAT QUANG : ‘ ss
Buc xa phat quang cé nhing tinh chat sau:
Trang 6-6-
-§ cling nhiét 46 bic xa phdét quang cĩ cường độ lồn hởn so với cửưng độ bức xa nhiệt (Đối với cùng một khoảng quang phổ) Chẳng han nhiều chất phát quang phát ánh sáng thấy được và tử ngoai ở
nhiệt độ phịng trong khi đĩ ở nhiệt độ này bữc xa nhiệt thức tế khơng chữa ánh sáng thấy được và tử ngoai
-SỬ phát quang của một chất cịn tiếp tuc kéo dài một khoảng
thei gian nao đĩ sau khi ngừng kích thích Khoảng thởi gian nay goi là thởi gian phát quang dử hay thởi gian phát quang.Thởi gian phát quang của các chất khác nhau rất khác nhau nĩ thay đổi tù
I0-!0°s đến nhiều giở thâm chí nhiều ngày.Đối với các bức xa khơng
phải là bức xa nhiệt, nhử ánh sáng phản xạ hay tán xa do các nguyên tử được rọi sáng phát sáng sẽ ngừng tức khắc khi ngừng rọi
sảng
-Bc xa phát quang là bức xạ riêng MỔi chất phát quang cĩ
phổ phát quang đặt trưng riêng của nĩ
-Dù ánh sáng kích thích là ánh sáng tư nhiên hay ánh sáng phân
cức, ánh sáng phát quang cũng là ánh sáng phân cức, nhưng đơ phân cức rất vếu
V-HUỲNH QUANG VÀ LÂN QUANG:
Ngưởi ta phân biệt 2 dạng phát quang : Huỳnh quang và lân quang
Trước kia ngưởi ta định nghĩa huỳnh quang là sự phát quang chỉ
xảy ra trong thởi gian kích thích và chấm dứt ngay khi sử kích
thích chấm dữt Cịn trong hiện lân quang, SỰ phát xa van tiép
tuc một thởi gian sau khi sư kích thích chdm dit
Ngày nav định nghĩa trên khơng cịn đúng nửa Bằng nhủng phương pháp nghiển cữu hồn hảo của kỷ thuật hiện đại cho ta thấy rằng
huỳnh quang khơng phải là hiện tưởng hồn tồn tức thởi mà hiên tửởng này kéo dài trong một thồi gian cĩ thể đo được tuy rất ngắn, sau khi nguồn ánh sáng kích thích bị cúp đi Ví dụ: Bằng phưởng tiên hiên đai ngưửởi ta đo được thởi gian phát huỳnh quang của fluorescein 1A 10-%s Mat khác cĩ những hiện tưởng lân quang chỉ lâu cĩ vài phút nhưử sunfua kẽm Do đĩ khơng cĩ khả năng lập
đức một sự phân biệt rỏ ràng giủa hai hiên tưởng này trên can
bản sử lâu đài của chúng
Tuy nhiên cĩ một tính chất đặt trứng của lân quang mà huỳnh quang khơng cĩ đĩ là : Thưởi gian phát xạ của chất lân quang giảm đi khi nhiệt độ tăng lên và sử phát xa trở nên rất châm khi ta hạ
nhiệt độ Bằng cách ha nhiệt độ ta cĩ thể chấm đữt được sử phát
xa, khi đĩ năng lượng hấp thu trong lúc bị kích thích được tích
trử lại trong chất lân quang một thởi gian vơ hạn đỉnh (ánh sáng
Trang 7án
Nếu ha nhiệt độ xuống nửa đường biểu diển đi về Ot
Hình 2: ¡I là cưởng độ lân quang của Cdđl: theo nhiệt độ t
Kích thích Cdli: ở -196°c rồi tắt đi thì khơng cĩ phát xa Để Cdla
nĩng dần lên thì cĩ phát xa, mạnh nhất ở -100°c
Ngược lai đối với các chất huỳnh quang, thưi gian phát xa khơng phu thuộc vào nhiệt độ ngay cả những nhiệt độ thấp nhất
Ảnh hưởng của nhiệt độ đối với huỳnh quang hay lân quang ng
với một sử khác biệt trong cở chế hiện tưởng Sư phát huỳnh quang
khơng phụ thuộc vào điều kiện bên ngồi, trong khi sử phát lân
quang cĩ phu thuộc vào điều kiện bên ngồi, và chỉ xảy ra nếu lấy
đửớc năng lượng bên ngồi (khơng kể năng lượng kích thích) VI-DINII LUAT STOKES LOMMEN:
a) Trong hiện tưởng phát quang.phổ phát quang mang tính chất đặt trửng của chất khảo sát Với các chất hởi phổ phát quang thưởng
gồm nhiều dải Cĩ thể phân ly các vach nhửng đối với chất long va
chất rấn thì sư phân ly này khơng thể thức hiên được Nhửng
nghiên cứu đầu tiên trên quang phổ hấp thu và quang phổ phát
quang đã thu được bởi Stokes vào năm 1852 dưới danh nghĩa định
luật Stokes như sau: Ánh sáng phát quang cĩ bước sĩng dài hởn bước sĩng ánh sáng kích thích
Định luật này giải thích được vì sao ánh sáng đỏ ít gây được
sử phát quang ánh sáng thấy được, cịn ánh sáng xanh nhất là tủ
ngoai cơng hiệu hởn nhiều
b) Ngưửđi ta giải thích định luật Stokes bằng định luật bảo tồn
năng lưởng
.Nếu ánh sáng kích thích cĩ tần sốY ,năng lượng của photon là h.Mổi photon chuyển một phần năng lượng của mình cho kích thích
phát quang Phần cịn lại được nghiên cửu bằng phưởng pháp khơng quang học khác nhau .Nếu Ÿ là tần số của ánh sáng phát quang.Theo định luật bảo tồn năng lưởng: h? =h y+ Ae => Y= yp dt h
(AE là thành phần năng lương photon dudc nghiên cứu bằng các
phudng pháp khơng quang học khác nhau)
Theo định luật: At >0 => Y> ¥
=> : ss x
*Ngồi ra ta cũng cĩ thể giải thích định luật Stokes bằng cách
phân tích quá trình phát quang của vật dưới tác dụng của ánh sáng Mối quá trình phát quang gồm cĩ 3 giai đoạn sau:
-Giai đoạn !: Chất phát quang hấp thụ năng lượng ánh sáng
kích thích đưởi đạng photon cĩ năng lượng hỲ
-Giai đoạn 2: Năng lượng kích thích đước truyền từ chổ hấp thu (tâm hấp thu) đến chổ phát sáng (tâm phát sáng)một phần năng
lưởng kích thích sẽ bi tiêu hao dưởi dạng năng lượng nhiệt trong
quá trình đi chuyển
-Giai đoạn 3: các tâm phát sáng sau khi nhân được năng lưởng
sẽ chuyển lên trạng thái bị kích thích TÌ trạng thái đĩ trở về
trang thái bình thường chúng sẽ phát ra ánh sáng dứưởi đạng nhửng photon cĩ nang ludng hỲ „
Trang 8-8-
Sở đồ của quá trình phát quang đởn giản
A: Chất phát quang B: Tâm hấp thụ
C: Tam phat quang
hỶ: Photon hap thu hỲ: Photon phát quang Ta thấy ngay: hy>h > => y> y’ => À'> À
*Dịnh luật Stokes cũng cĩ thể giải thích bằng thuyết nguyên
lưởng Lấy trưởng hớp nguyên tử hydrogen mà Bohr đã khảo sát lý thuyết năm 1913 làm ví du Nguyên tử này cĩ vơ số gián đoạn mức năng lưởng mà E:i là mic cd ban, E2.E3, là những mức kích
thích.Vạch Ei->F4s là một vach hấp thu, Vạch Ea->Ei la ỳạch cong
hưởng (một vach Lyman), Vạch Fa->E3 là một vạch huỳnh quang (vạch
Paschen), vach Ea->E2 cũng là một vạch huỳnh quang (vach Balmer), vach E3->Ei,Ez->Ei cũng là vạch huỳnh quang Lynam, (Hình 4)
Trong trưởng hớp này định luật Stokes hồn tồn đúng Tần số các bức xa phát ra nhỏ hởn hay cùng lắm là bằng tần số bức xạ kích thích nghĩa là độ dài sĩng phát ra lớn hon hay ít ra là bằng đơ dài sĩng kích thích: L $l 7k Vt (Hinh 4)
c)Khi nghiên cửu phổ hấp thu va phổ phát quang ching to nhiéu
chất tuân theo đúng định luật Stokes Tuy nhiên cĩ nhiều trưởng
hợp phổ hấp thu và phổ phát quang chồng lên nhau Khi đĩ định
luật Stokes khơng thỏa nãm Thật vậy, nếu kích thích phát quang bằng ánh sáng cĩ bước sĩng nằm trong vùng 2 phổ chồng lên nhau,
thì theo định luật Stokes phổ phát quang chỉ gồm những bước sĩng
lớn hởn bưởc sĩng của ánh sáng kích thích Do Wĩ phần gạch trên
hình 5 sẽ khơng cĩ
han thụ, phat quang
Hình 5
Tuy nhiên trong thức tế ta vẫn quang sát được cả những bức xa
cĩ bước sĩng bé hởn bước sĩng của ánh sáng kích thích Phần phổ phát quang gồm nhủng bước xa cĩ bước sĩng bé hởn bước sĩng cua
ánh sáng kích thích gọi là phần đối Stokes, cịn lai phần kia là
phần Stokes
Như vây để cho định luật Stokes tổng quát hdn Lommem 44 dua ra
định luât cĩ nơi dung sau: Tồn bộ phổ phát quang và cực đại của nĩ bao giư cũng dịch về phía sĩng dai so với tồn bơ phổ hấp thụ
và cực đại của nĩ
VII-VÀI ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG PHAT QUANG: -
Trang 9-9-
đởi sống
Phép phân tích phát quang được dùng để phát hiện những chổ nữt rất nhỏ trong các sản phẩm đúc bằng kim loại, đọc những dịng chử
mất thưởng khơng nhìn thấy đước, Xác định thành phần hĩa học của mơt chất Ngưởi ta thường phân chia làm hai loại phân tích phát
quang: Huỳnh quang phát hiên và phân tích bằng phổ huỳnh quang Huỳnh quang cĩ nhiều ting dung rộng rải trong nhiều lảnh vức
khác nhau: Phát hiện những bức xa khơng thấy được (Tia hồng ngoai,
tia tỬ ngoại, tia X, tiay ),phát hiện trong sinh vật y học (xác định vitamin, kích thích, sắc tố ),nghiên cữu các hoạt động của các đối tưởng (nhử nghiên cũu các trang thái hoạt động của vỏ đại
não của sinh vẬt)
Phép phân tích bằng phổ huỳnh quang cho phép ta xác định các thành phần hĩa học cĩ mặt trong các chất và hàm lưởng của nĩ với độ chính xác cao Âm cực phát quang được dùng rộng rải trong các
dụng cụ điện tử chân khơng (dao động ký điện tử, máy thu hình )
Trang 10I-QUANG PHỔ PHÁT XA VA QUANG PHO K{CH TH
pe
CHUONG II:LY THUYET VE LAN QUANG
CH:
-Trường hdp phAt quang của những sunfure kiềm thổ và của chất
sunfure được nghiên cũu nhiều nhất Những sunfure này ở trang
thái tử nhiên khơng phát quang và chỉ phát quang khi nĩ kết hợp vổi một số rất ít lượng kim loai nặng gọi là kim loại màu, chất sunfure kìm thổ goi là chất pha loảng (hịa tan) Ngưởi ta đỉnh
nghĩa nĩ bằng khái niệm cũng nhử Cabi để chỉ kim loại kim cod bản
sau đĩ là kim loa mau
-Những hiện tưởng phát quang đều được thí nghiệm bằng những
sunfure ở trang thái rắn, tồn tai những dung dịch đậm dac trong
chất rấn và lưởng phát quang phu thuộc vào nồng độ đâm đặc tuân
theo một qui luật mà chúng ta đã thấy bằng dung dịch màu trong
nước Hiện tưởng phát quang chỉ cĩ đối vởi những thấp hởn 1% va
cửồng độ cao tuyệt đối của dung dịch luơn luơn rất yếu theo từng trưởng hớp khoảng 1/1.000 va 1/100
-Quang phổ phát xa và quang phổ kích thích của những sunfure
lân quang đước Lenard nghiên cửu gồm nhiều băng mư (đám phát xạ)
tỦ 500-1000A về bề ngang và vi trí phụ thuộc vào kim loại mầu
(đất hiếm) và cũng phu thuộc vào trang thái chất hịa tan (tức là phu thuộc vào chất lân quang) Phổ cho mổi sunfure lân quang gồm
nhiều băng phát mà ơng ký hiéud p.¥.6 dé đặt, bước sĩng của các
bảng cĩ thể lang từ chiều này sang chiều khác (Tũc là cĩ thể dẩm
lên nhau) nhưửng độc lập từng sĩng một theo bản chất của nĩ Một băng mở được đỉnh nghĩa nhử mơt bức xạ lỡn cĩ những đặt tính
chung Tùy theo bước sĩng của những bũc xa kích thích, tùy thởi gian phát lân quang,tùy ảnh hưởng của nồng độ và nhiệt độ Theo Lenard mổi một băng mồ phải tưởng ững với một kiểu riêng biệt gắn liền vi nguyên tử của chất lân quang vởi các nguyên tử của mơi trưởng
Khi chất lân quang cĩ pha một chất đất hiếm (chất Sama,chất praseodym) quang phổ phát quang ở nhiệt độ bình thưởng gồm nhiều vệt và băng hẹp tưởng trưng cho chất lân quang ng với sự dịch
chuyển điện tử giửa những mức độ khác nhau cĩ thé xay ra trong
nguyên tử này Quang phổ phát xa cũng tồn tại trong dung địch màu
trong đĩ kim loại kìm là Cr của chất khĩ tan là oxyt alamin
trong trưởng hợp này, chúng ta cĩ thể phân biệt vởi quang phổ phát sáng của Cr nhân rỏ một vài biến đổi
Ở trường hợp thơng thưởng của những sunfure kìm thổ (chất lân
quang) mổi băng mồ cĩ thể được kích thích bằng nhiều cách khác
nhau Phát quang dài han cĩ thể kéo dài trong nhiều ngày, cĩ thể
bị kích thích bởi nhiều quang xa rải rác trên một số lượng băng tối đa là 4, bề ngang Khoảng tÙ 300A mà Lenard ký hiệu là di,dđ¿, d3,da Chúng trùng với những băng hấp thu của sunfure Ngồi những băng này tồn tai một băng trải dài rộng hởn ký hiệu là m và
gây ra mơt sư phát quang rất ngắn han Sau cùng là ảnh hưởng của những bức xa cĩ bước sĩng ngắn (tử ngoai) gây ra sư phát quang cĩ
han trung gian (kéo dài) giửa han phát qaung d và han phát quang
m (d bền khác với m trong khoảng khắc) Theo những thí nghiêm của
Lenard và những học trị của ơng mà hình vẽ sau mơ tả vị trí của
nhủng băng mở và những đám kích thích d và m tưởng lng vởia.p,š
của sunfure Ca, Cu và đối với nhiều phát xa , của sunfure Sr,Cu (Hình 6)
Trang 11-lÌ— dj & As h& Colu B or cụ Y H 4| dụ «<< SrCu ma | # F “56 i 40D (Hình 6) CA
Ngửởi ta thấy rằng những hiện tưởng ấy tuân theo định luật của Stokes.sĩng phát xạ bởi lân quang cĩ bửớc sĩng dai hdn bước
sĩng kích thích Tuy nhiên đám kích thích d lấn áp một ít sĩng
phat xa
11-ANH HUGNG CUA NHIET pO:
Ching ta via nĩi đến điều phức tạp được thí nhiệm từ sunfure
lân quang nhử thế nào Phát quang ánh sáng luơn là kết quả của nhiều phản ững liên tiếp của nhiều cách cấu tạo khác nhau đến nổi
khơng thể mơ tả sử giảm dần của nĩ theo thởi gian từ một cơng
thức đởn giản Sự phức tap đĩ tùy theo sự biến đổi của nhiệt độ, sử biến đổi này ảnh hưởng rất yếu với phát quang tạm thồi gây ra bởi băng m đước xem nhử sự phát huỳnh quang Trái lại nĩ rất quan trọng đối với những phát quang gây ra bởi băng d cĩ cấu tạo từ phát quang riêng biệt đĩ là những phát quang mà ta sắp nghiên cửu
Ta đã biết sự phát lân quang cĩ đặc tính sau: Khi ta tăng
nhiệt độ của nĩ, thởi gian phát quang giảm đi rất nhanh chĩng Sự giảm thởi gian của lân quang kèm theo sự tăng cưởng độ của chúng Do đĩ tổng số năng lượng phát ra bởi sử phát quang hồn tồn độc
lập với nhửng điều kiện trong đĩ sự phát quang xảy ra Sự độc lập
nay dudc Lenard thí nghiệm bằng cách đo quang thơng ánh sáng đã
phát ra trong nhiều giư liên tục do chất sunfure kẻm đước giủ ở điều kiện bình thường, và quang thơng ánh sáng phát ra trong 1/10
giây do cùng một chất sunfure được kích thích trong cùng điều
kiện và ở 300°c Hiệu suất lân quang độc lập với hiệu suất huỳnh
quang, độc lập với thởi gian phát xạ Năng lượng của lân quang cĩ
thể được do trong vài trường hợp và đơi khi ngửời ta tìm thấy
nhng giá trị rất gần với đớn vị
TÙ những thí nghiệm trênthì cách tính hiệu suất phải nghĩ đến ánh sáng lân quang trong cùng thời gian kích thích Chất sunfure
lân quang đỉ nhiên khơng cĩ vơ hạn định năng lượng, sự hạn chế cĩ
được khi số phân tử thụ động ở mổi trưởng hợp bằng với số phân tử
hiếu động do ánh sáng xúc tác Trong hiện tưởng huỳnh quang, thời
gian phát xạ rất ngấn thì ta cĩ thể cơng nhận rằng sử cân bằng này cĩ được ngay sau đĩ Trường hợp này khơng tồn tại khi thời gian phát xa kéo đài nhử thởi gian lân quang rất lởn và với
cudng 46 tia sáng kích thích rất thấp Trong những trưởng hợp
thơng thưởng nhất thởi gian lân quang rất dài sử cân bằng tưởng ling vGi một trạng thái mà tất cả các phân tử (cĩ thể hiếu động) hoạt động cĩ hiệu quả với cưởng độ kích thích thưởng dùng (ánh sáng mặt trời hay ban ngày) sự tiến hành của chúng địi hỏi thời
gian từ một vài giây đến một vài phút
Trang 12—]2—
dudc giủ ở nhiệt độ bình thưởng khơng phát quang và sẽ phát quang
trở lai khi ta làm nĩng nĩ hiện tượng này gọi là nhiệt phát
quang Phải nhấn manh rằng nếu nhiệt lưởng được cung cấp cho chất
sunfure để gây ra phát quang nĩ khơng phải là nguyên nhân đầu tiên Sử kích thích cịn phu thuộc vào sự phát quang trước của
chất sunfure: Nếu ngưửởi ta đã làm lạnh trong bĩng tối sau khi tân
dung sử lân quang và nếu ta làm nĩng nĩ trở lại mà khơng chiếu
các bức xa kích thích thì sự phát quang nhiệt sẽ khơng xuất hiện Khi nhắc đến chất sunfure (Tất nhiên là loại kích thích ở những bữc xạ hồng ngoai) cửưởng độ phát sáng tăng dần theo thời
gian Phải ghi nhân rằng sử làm rỏ thêm của quang trach đã kéo
theo mơt nghịch biến nhanh chĩng đến khi số lưởng ánh sáng hồi
phục tồn bộ thấp hởn số ánh sáng hồi phục trong lúc đang ngững chuyển động Tác dụng của bức xa hồng ngoại là gấp đơi, chúng
va tạo ra SỬ gia tăng và sủ mất dần về huỳnh quang
Chúng ta đã nghiên cữu thởi gian lân quang với giả thiết rằng
kích thích luơn xảy ra trong cùng nhiệt độ Nhửng hiện tượng lân quang đĩ cũng phu thuơc vào nhiệt độ trong khi kích thích chất
lân quang Sư kích thích của mổi băng phát quang chỉ cĩ thể thức
hiện được trong một nhiệt đơ khá thu hẹp, giới hạn bởi hai nhiệt
đơ ti va tr cách nhau khoảng 200°C Nếu ta kích thích chất
sunfure ở nhiệt độ thấp hơn tị sẽ cĩ sử hấp thu các băng d nhửng
sử kích thích vẫn cĩ hiêu lức và sử phát quang chỉ cĩ thể xuất
hiên khi ta làm nĩng chất lân quang Nếu sự kích thích xảy ra
trong một nhiệt độ cao hởn giới hạn tz ta chi thu được một sự
phát quang tức thởi (m) Trong khoang ti va t2 cĩ một số tuyệt đối về nhiệt độ trong đĩ người ta quan sát tối đa sự lân quang.Ở
một vài quan điểm người ta phân biệt với mức độ tối đa nồng độ
của dung dịch Phần lớn những băng phát tưởng ững với một phạm vi
nhiệt độ nhất định cĩ cả nhiệt độ bình thường, nhứửng ta chỉ thấy nhủng "băng nĩng" chỉ cĩ thể kích thích được trên 300 - 500°c và những "băng nguội” chỉ cĩ thể kích thích ở nhiệt độ khơng khí
lỗng Phải phân biệt rằng những băng phát khác nhau của một
sunfure thưởng Ung với những mức nhiệt độ khác nhau đến nổi màu
phát quang (lân quang) phụ thuộc vào nhiệt độ
Điểm chính về mặt lý thuyết huỳnh quang và lân quang khác nhau là :Sử phát lân quang khơng thể giải thích bằng một chu trình
hồn tồn nội về phân tử độc lập với nhiệt độ nhửng nhất thiết
phải được khởi mào bằng những tác động bên ngồi Hởn nửa các
chất sunfure mất bản chất khi đước nghiền thành bột tưởng đối mịn
ngudi ta cơng nhận sư phát lân quang cĩ liên quan với cấu trúc
tỉnh thể Một sự việc khác khơng kém phần quan trọng là các hiện tưởng lân quang thưởng dính líu với các hiện tượng điện Do đĩ ngudi ta nghiên cửu sử tăng giảm tác dụng quang điện với bước
sĩng của bức xa kích thích, sự tăng giảm cĩ mức tối đa đối với nhing bang "d" da gây ra sử kích thích của sự phát lân quang Do đĩ, các sunfure tiếp nhân được một dạng dẫn điện trong khi bị đặt
đướởi nguồn sáng kích thích Nhng hiện tưởng này dưỡng như nĩi lên sư liên hệ của sư phát lân quang với "sự ion hĩa"
Ngồi ra một sunfure khi bị kích thích, một điện tử rời khỏi
nguyên tử quang sinh, và sử phát xạ kèm theo sự trở về nguyên tử
của điện tử Điên tử ly khai cĩ một vị trí cân bằng ở trong điện
trưởng liên ion của chất nền Các sử đụng nhiệt cĩ thể lấy điện tử ra khỏi sự cân bằng đĩ khiến cho điện tử lại trở về nguyên tử
Cưởng độ và thởi gian phát lân quang phự thuộc vào xác suất mất
cân bằng đĩ :Ở trên nhiệt độ tz các su đụng nhiệt nhiều và mạnh
Trang 13cĩ tính cách tức thưi ở dưỡi nhiệt đơ tị các sự va cham khơng đủ
manh để bữc điện tử ra khỏi điện trưởng và sự phát quang khơng
thể xảy ra Phần tác dung của bức xa hồng ngoại, chúng ta giải thích và cơng nhận rằng: do quang điện những bức xạ rút điện tử
khỏi trưởng liên ion Tác động này vào thởi điểm kích thích cĩ
nhiều điện tử tự đo trong chất sunfure giải thích được hiện tượng
dẫn điện của chúng
Lý thuyết của Lenard phải được tu chỉnh để phù hợp với những
cấu tao điên tử tinh thể và sự đốn nhận của chúng ở viện cở học
ba động Nhửng những qui tắc chính vấn cịn nguyên vẹn Và nếu lý
thuyết khơng đat đến độ tin tưởng trong tất cả hiện tưởng phức
tap đước quan sát những dudng gach lưn khĩ cĩ thể đước xem nhử
võ han định
III-LY THUYET VE LAN QUANG
1.Đ"nh nghĩa va phân loại:
a)Định nghĩa: Theo Francis Perrin ơng đửa ra định nghĩa về su
phát lân quang nhử sau: Các phân tử bị biến đổi đi qua giửủa hấp thu và phát xa một trang thái trung gian cố định hay giới ẩn và
lúc đĩ khơng thể đạt đến trang thái phát xa mà khơng nhân thêm tì
mơi trường một gia tăng năng lưởng nào hoặc cĩ thể xảy ra một su
phân hĩa được tiếp nối bằng sử tập hợp lại thì cĩ hiện tưởng lân
quang
b)Phân loại: cĩ 2 loại lần quang
-Loai I (Ngudi ta gọi là phát quang Perrin): Giủa hai quá
trình hấp thu và phát xạ các phân tử trải qua một trang thái
trung gian và chỉ phát lân quang khi nhận được một sử cung cấp
năng lượng của mơi trưởng
-Loai II (Phát lân quang của Becquerel Lenard): Chỉ hiện hửu
đối với chất rắn tính thể hĩa Trong quá trình phát lân quang này
cĩ một sự "ion hĩa nội"
2.Luật suy tân của các lân quang:
Hệ thống được kích thích từ Ei đến E4, rớt xuống E3 là một mũc gigi ẩn và cĩ thể cử ở đây mãi, khi rởt xuống nhử vậy hệ thống
khơng phát ra một quang tử mà phát ra một photon Hệ thống chỉ cĩ thể ra khỏi E3 nếu nhân một năng lưởng kích động W (mang nĩ từ Ea lên E4) rồi rởt xuống E: Thành ra sử phát lân quang châm hởớn sử
so với sử kích thích vì trong một thưồi gian hệ thống ở mức giới n Ea â (b) ơ (nh) A at? (xế) ` _ * NS ‘
Hình 7 Lượt đồ biểu diển một sử lân quang
Ta cần phân biệt rỏ hiên tưởng phát quang mà trong cĩ sư tham
gia của mức năng lương giới ẩn đĩ là hiện tưởng phát huỳnh quang
châm hay lân quang
Một hạt khơng thể từ mữc năng lượng cod bản Ei nhảy lên mữc
nang lưởng gidi ấn Es được mà phải qua trung gian một mức năng
lửởng hích thích E4 cao hởn TỪ mữc năng lưởng giới ẩn cĩ 2 cỏ
chế xây ra:
Trang 14-14-
quang chậm Thodi gian phat huynh quang trung bình ững với hiện tưởng phát huỳnh quang chậm thởi gian vào khoảng tử 10-4s -> 1 phút Trong thởi gian này ững với hiện tưởng phát huỳnh quang đĩn giảnthỏởi gian vào khoảng 10-10 -> 10-4 giây
-Hộc hat do tác động bên ngồi nhảy lên mức kích thích E4 rồi tử đồng trở về mức cán bản Đĩ là hiện tượng phát lân quang.Trong
trudng hdp nay mức năng lưởng gidi ẩn được coi là hồn tồn bền nếu khơng cĩ tác động bên ngồi Ngồi ra ta thấy từ mức can ban lên mức kích thích xuống mức giới ấn đều xảy ra một cách gián
tiếp Thời gian hat nằm ở mức năng lượng giới ẩn cĩ thể kéo dài
vơ han Ta thấy mức này nhử cái bẩy năng lưởng Nếu ta hạ nhiệt
đơ xuống thấp để làm giảm tần số dung giủa các hat, thởi gian
phát lân quang sẽ tăng lên Đồi sống trung bình của các hạt ở mức
giới ẩn cĩ thể kéo đái vơ han nếu ta ha nhiệt độ xuống tới một
mức nào đĩ
Lân quang cĩ cùng tần suầt với huỳnh quang, cưởng độ của nĩ
tùy thuộc vào dân số ở mữc E4 và E3 tức là phụ thuộc vào đởi sống trung bình ø; và œ3, nếu đưởi sống trung bình ở mức E4 ngắn hởn đời sống trung bình ở mức Es đồi sống này sẽ thấp hởn Vậy su dua dân
số vào mữc E4 sẽ châm nhửng xác suất giải phĩng các hạt điện tử
tùy thuộc vào nhiệt độ và ta sẽ thu được kết quả càng rỏ rệt khi ở nhiệt đơ cho trước và khoảng cách giửa Ex và E4 càng nhỏ
Điều trên đước minh họa bằng hình 8: B BN 72 | \ TM aD A Hinh 8 A: Mức năng lưởng cơ bản PB: Mức năng lượng kích thích C: Mức năng lưởng giới ẩn BC: Năng lưởng kích động BD: Nang lượng phát xạ
Gọi a.b,c là ba hệ số ng với ba địch chuyển
-a: Ung vGi sử dịch chuyển tìi E3->FE4 -b: Ung vởi sư dịch chuyển tÙừ Ea->E¿ -c: Ứng với sự dịch chuyển từ Ea->Ea
Trong một đởn vị thời gian, sử xuất hiện của an' phân tử ở mic
E4 và sử mất dang của (b+cìn'"
Trong cùng thời gian đĩ, mức E3 mất an' phân tử và nhận cn°
Trang 15-15-
= -abn* - (a+b+c)dn* /dt
d?]1* /dt? + (a+b+c)dn° /dt + abn° = 0 (1)
Giải phưởng trình (I1):
phương trình đăc trưng là:
r2 + (a+b+c)r + ab =0 (2)
A= (a+b+c)? -đab
Nếu khơng cĩ sư gày bẩy lai (cz0) thì A của phưởng trình đặc
trưng là:
A=(a+b)? - đab = (a-b)?2 >0
Nghiêm (2) là hai số thức âm là -Mvà -X(M=b, À=a)
Nghiêm tổng quát của (1) là tống hai hàm mũ giảm cĩ mũ thức
n° = Ae~ Mt + Be~ At Khi t=0 thi A+B=0 => A=-B
Cudng dé phat sang là:
I = bn' = bA(e- #t -e- At ) sút
Đồ thi (Hình 9)
Đồ thi cho thấy cưởng độ lúc đầu là khơng rồi tăng theo thời gian qua một cức đại rồi giảm dần , cĩ một cưởng độ tối hảo
theo thởi gian (Đưởng ở gida là hiệu số hai đưởng trên dudi
Nếu lúc ngừng kích thích sử phát xa sẽ tiếp tục theo
dn° /dt =-bn*
=> đn?¿n' =~ bdt
=>Inn*® -Inno* =-bt
ssn" = ne*e
Ý nhgĩa cât lý của hệ số b trong n° =no* e trong khoảng thởi gian dt theo sau t là cĩ bdtn' hạt trở về trạng thái căn bản và mổi hạt
ở trang thái kích thích trong t giây
Trang 16=e
kich thich
n’ = no* e->t znea° e-t/6
Trang 17cải Fis
CHUONG III: CÁCH B0 THỞI GIAN PHAT XA
Trong phần trước chúng ta đã biết là kể từ khi tắt ánh sáng kích thích cưởng độ I của ánh sáng phát quang giảm theo một qui
luật lủy thửa
I= lo e"t/ư
=>InI = Inlo -t/#
© 1a thỏi gian trung bình phát xa
t là thởi gian tính từ lúc ngửng kích thích
Vấn đề đặt ra trong chương này là ta đi đo thời gian trung
bình phát xa Dé do thưi gian trung bình phát xa cĩ rất nhiều
cách Ta lần lượt khảo sát các cách sau đây:
I-MAY LAN QUANG NHIEM CUA BECQUEREL (1850)
Máy đầu tiên để do thời gian lân quang là lân quang nghiệm _ Becquerel.Máy này đo đước trong trưởng hợp tưởng đối lỡn, nghĩa
là khoảng một phần giây Máy gồm hai đĩa trịn A và B trên mối
đĩa cĩ đục các lổ thủng đều nhau các lổ trên hai đĩa khơng đối điện nhau mà xen kẻ nhau Hai đĩa A và B gắn trên cùng một trục
quay Chất phát quang để giửa hai đĩa và là lưp mỏng để ánh sáng
truyền qua đước Chất phát quang được kích thích qua một lổ của
đĩa này (giả sử đĩa A) và được quan sát qua một lổ của đĩa kia
(đĩa B).(Hình 10)
Giã sử mổi đĩa cĩ n lổ và quay với vận tốc N vịng/giây
Chất phát quang được kích thích khi một lổ thũng của đĩa A
quay đến trước nĩ và được quan sát khi lổ thũng của đĩa B đến trước nĩ Bề rộng của các 16 thing khá hẹp để sự kích thích và
sử quan sát được coi nhử tức thởi
Thởi gian từ lúc kích thích đến lúc quan sát là:
t = 1/2nN
=>InI = InIo - 1/2nNG
Cho N thay đổi một loạt trị số và đo các cứửờng độ I tưởng ting bằng phưởng pháp quang kế học thơng thường rồi vẽ đường biểu diển
InI theo 1/N ta được một đường thẳng mà hệ số gĩc là -1/2n§cho
ta biết trị số của œ (Hình 11)
tnd A ee
Hinh 11
Thức ra Inle ững vi 1/N=0 => N->oo là khơng thể xác định bằng
thức nghiệm mà do ngoại suy ,
Vi n=16, N=200 vịng/giãây 7
Trang 18—18-
II-PHƯƠNG PHAP WOOD (1900)
Các thí nghiệm sau này thức hiện bởi Wood cĩ thể đo đước những
thồi gian ngắn hởn nhiều Wood để chất phát quang trên một đĩa
quay và tạo trên chất này ảnh điểm của nguồn sáng kích thích Nếu sử phát quang xảy ra tức thởi, khi quan sát đĩa ta chỉ thấy một điểm sáng Nếu phát quang kéo dài,ta quan sát một cung sáng Dứa vào chiều dài của cung này, Wood xác định được thởi gian Thí dụ,
trong một thí nghiệm với platino cyanua barium, Wood đo được =1/400.000 giây
II I-PHUGNG PHAP GAVIOLA:
Nhing théi gian phát quang cực ngắn của các chất lỏng cĩ thể đo bằng phưởng pháp của Gaviola các dụng cụ thiết bị nhứ hình 12? (h Ss C’ ha Pp | —x J — I : A, E Hinh 12 (+)
Ánh sáng kích thích phát xa từ nguồn 5S, đi qua té bao Kerr C chữa nitrobenzen đặt giữa hai nicol chếo gĩc Ni và N:, tới chất
phát quang P Áng sáng phát ra tÌừ P đi qua tế bào Kerr C' (chữa nitrobenzen) đặt giửa hai nic1 chéo gĩc N’1 va N’2 tdi quan sát
viên 6 0 các tế bào kerr C và C' được đặt đồng bộ với một điện trưởng cao tần, giã sử cĩ tần số N=5.106 Hertz.Nhử vậy đối với chùm tia kích thích và chùm tia phát quang các hệ thống (I) và
(II) cho ánh sáng đi qua một cách đồng bộ, với chu kỳ là T=1/2N=10-?giây.Gọi o là thời gian ánh sắng đi qua quảng đưởng CPC’
(Ð<T nhứửng khơng phải là khơng đáng kể so với T)
Nếu sự phát quang xảy ra tức thưi thì sẽ khơng cĩ ánh sáng tới O Nếu hiện tượng phát quang kéo dài thì ánh sáng phát ra bởi P, sau khi P bị kích thích một thưi gian t=T-@ , sé tdi C' sau khi ánh sáng kích thích tới C một thởi gian là T Do đĩ đi qua đước
hệ thống II tới O Bằng cách giảm quảng đường CPC'(nghia là giảm
@),ta lam tang t Khi khơng cịn ánh sáng tởi O, ta cĩ t=p Với phưởng pháp này ta cĩ thể đo đước các thởi gian khá nhỏ so vỡi chu kỳ T
IV-LÂN QUANG NGHIỆM ĐIỆN TỬ:
Gồm một máy quang nhân PM đật rất gần vật C€ khảo sát Vật
này được chiếu sáng bằng ánh sáng kích thích Giửa vật và máy
quang nhân cĩ một kính lọc khơng để cho ánh sáng kích thích đi
qua Một tế bào quang điện khiến cho máy quang nhân khơng tác
động khi ánh sáng kích thích tác động Khi ngửởi ta ngứng ánh sáng kích thích thì máy quang nhân mởi tác động Dịng điện phát ra tu may quang nhân đi vào một dao động ký và màn huỳnh quang
ghi được đưồng suy giảm lần quang
V-LÂN QUANG NGHIEM PHO ẢNH KÝ ROUSSET (1968)
Nam 1968 Rousset da dda ra một loại may mdi cĩ tên là lân quang nghiệm phổ ảnh ký, loại máy này thể hiện được nhiều udu điểm
trong việc đo đạt đời sống trung bình và đặt biệt là biết áp dụng
Trang 19-]9-
dudc đục lổ theo hình vành khăn
Muốn do đởi sống của phát quang chậm trể cĩ cưởng độ yếu
Người ta dùng dung cu lân quang nghiệm phổ ảnh ký cĩ độ sáng manh
rất cần cho sư nghiên cữu những phát quang của tỉnh thể phân tử
tinh khiết hay cĩ pha chế kết hợp bởi nhiều phổ khác nhau cĩ
cửởng độ yếu Cái đĩa duy nhất của dụng cụ phát lân quang cĩ tốc độ thay đổi đồng thưủi cắt ngang một kích thích cĩ cưởng độ nhất
định Nếu E chỉ độ sáng nhân được bởi tâm nhân hình người ta sẽ
thay là sư giảm sút của InE/N theo 1/N là tuyến tính và cho phép
tính được tỉ số tàn lui
Sử kích thích bằng những lĩc sáng ngắn ngủi và sư phát hiện
bằng quang điện kết hớp với dung cụ máy đơn sắc cấu tạo thành một phưởng pháp rất nhay để đo tỉ suất tàn lui của phát lân quang trong trường hớp được rắn hĩa dung dịch ở nhiệt độ thấp Đởi sống
cao hởn 10-3 giây Người ta cĩ thể sử dụng những chớp sáng của Troboscope loại thưởng mải cĩ chiều rộng khơng quá 3Ms Nhởỡ kính
lọc màu và máy đơn sắc ngưởi loai sử kích thích và phát huỳnh
quang ra khỏi nguồn phát sáng và người ta khơng bi vudn mắc bởi
cái đuơi của hai phát xa ấy Chúng ta khơng thể coi thưởng cái
đuơi này dù một phần nghìn giây sau sự hích thích cức đai
Cĩ một khĩ khăn xuất hiện, Máy đơn sắc sẽ khơng hoạt động nửa
nếu người ta nghiên cữu sự phát xa chấm trể cĩ thành phần phổ giống nhử sử phát huỳnh quang trực tiếp nhứửng vỡi cưởng độ nhỏ hởn nhiều.Vì vây phải loại bỏ cái đuơi của cái chớp kích thích và
sử dung một miếng chấn cở động để cất ngang ánh sáng tới, đĩ sé là loai đĩa duy nhất của máy phát lân quang loại Becquerel, cĩ
hai loai hổng điều biến lần luợt ánh sáng kích thích và ánh sáng
phát quang Với phần lồn tinh thé pha chế cĩ nhiều phát xạ chậm
trể mà phổ cĩ thể chập với nhau Vây phải phân tích phổ phát xạ đĩ là đối với mổi phát xa phải dùng máy đởn sắc cách ly một dai hep mà ảnh của nĩ nhân đước, trong nhiều trưởng hợp, người ta đat tới giởi han của độ nhạy cảm của việc dị tìm bằng quang điện Và cuối cùng ngưởi ta dị tìm bằng cân ảnh và bằng cách đặt trước quang phổ ký một máy phát lân quang cĩ tốc độ điều chỉnh tởi 6000 vịng /phút Người ta đã xác đỉnh đởi sống của các phát xạ chậm trể của rất nhiều tỉnh thể tinh khiết hoặc pha chế khi đởi sống của nĩ khơng dưởi 10-* s Nhu thé kỷ thuật chụp anh cĩ lâu hởn
việc dị tìm bằng quang điên nhứng cĩ hai việc lợi:
- Cĩ thể dùng với các phát xa cĩ cường độ rất yếu để cĩ thể đo được một ảnh nhân lên
- Trong những điều kiện kích thích nhử nhau, cho phép đo đồng
thỏi các đời sống của những phát xa khác nhau, và đối với những
phát xa được thực hiện trên mồi dải quang phổ khác nhau 1 cấu tao máy:(Hình 13)
Một điểm căn bản trong lân quang nghiệm là nguồn kích thích
khơng được thay đổi VÌ thế khơng được dùng những đèn thủy ngân
cao áp biến điêu theo dịng điện xoay chiều của khu vực điện Chỉ cĩ thể dùng đước nếu đĩa lân quang nghiệm D' quay theo động cơ
đồng bồ hộc là đèn thủy ngân chạy bằng điện một chiều Trong thí
nghiệm này, ngưởi ta dùng hồ quang xenon ( XBO 450W) Gương M cho
Trang 20` ———-ˆ-¬ ` dễ xocc Hình 13
Ánh sáng hồng ngoại bị chăn lại bằng một chậu nước dày 5cm cĩ mặt bằng silic, một dịng nước làm nguội chậu D là đĩa giới quang để giỏi hạn khẩu độ hữu Ích của chùm tia tởi theo khẩu độ của
gứởng chuẩn trực MS: của máy đớn sắc Độ lệch đúng bằng 180° Các ống kính là loại kính hình cầu cĩ đưởng kính 420 mm Lăng kính bằng silic cĩ chiều cao 9cm và các mặt cĩ chiều dai 15cm liền ngay khe ra Fz đát đồng trục tâm cua kinh hinh cau MSE
Chùm lĩ qua khe Fz chiếu xuống gưởng MSe, TOi gudng MP: kích
thích một mẫu bột phát quang O'.Ảnh của Fz hiện đúng trên O' Ảnh
sáng phát quang như gướng MPo, qua hổng O của lân quang nghiệm D' rồi tới khe F3 của quang phổ ký Nhờ sự quay vịng của bộ lăng kính, kính phẳng của máy đởn sắc mà ngửởi ta chỉnh được chiều đài của sĩng kích thích
Ơng nghiệm lạnh được cấu tạo đớn giản bởi một bình Deward Azote lỏng nâu đưỡi lớp azote khí khơ lạnh chặt và liên tục đầy
tràn và tráng thành lớp đơng trên mẩu và trên đường đi của tia sáng Bằng cách nhận chìm gần nhứử hồn tồn trong chất azote lỏng
Trang 21-21i-
mot lang trụ nhơm cĩ chữa bột tỉnh thể, nhiệt độ của mẩu nằm
trong khoảng 77°k, bình Deward xuống nửa thì nhuệt độ cân bằng
mdi dat được nhiệt độ càng cao thì chiều dài lăng trụ lĩ lên càng nhiều
Để làm ảnh hưởng của nhiệt độ rỏ rệt hởn phụ thuộc vào sự di
đổi mức cao của azote lỏng, người ta cĩ thể cho bình đưng mẩu cĩ đang hình chớp nĩn mà đỉnh hưởng xuống dưới
Quang phổ ký rất sáng: Ống kính của nĩ được ở độ f/0,65 với đưởng kính là 35mm Mặt dù kích thước tâm ảnh rất nhỏ, ta cĩ thể
được 8 phổ trên cùng một cuộn phim cĩ đưởng kính 18mm Thành quả
này rất quan trọng cho các việc đo bảng hình ảnh
Thửủi gian đĩng : khe của máy đơn sắc và đĩng khe của quang phổ
ký đước cơng vào thởi gian chết giửa lúc kết thúc kích thích và bất đầu quan sát phải càng ngắn càng tốt Vậy người ta phải thí
nghiêm với vận tốc lớn, ngưởi ta dùng những đĩa cĩ đường kỉnh lớn
(320mm) được quay vdi van tốc cao 6000 vịng/phút
Các đĩa này gia cơng bằng nhơm rất mỏng (1mm) được căn và định tâm cần thận trên truc của một may manh (1/6HP) điện một chiều và tốc đơ ổn định cho mọi trị số cho trước
Máy được chay bằng điên một chiều: Một hiệu điện thế điều
khiển tửởng ng với độ quay mong muốn và cho biết bởi một điện
thế kế, ngược lại một điện thế kế khác do máy phát tốc độ cung
cấp máy phát này đước căn trên truc của máy Sử khác biệt giửa hai điên thế này được khuếch đai rất nhiều Hiệu báo nhận được
sau khi chuẩn bị đàng hồn định vị pha của một kích thích để cĩ thể thay đổi theo chiều hưởng mong muốn trong một phân số thồi
gian (giây) sư ổn định của tốc độ quay gần tới 0,25%
2.Nguyên tắc tiệc do đủi sống:
Ca
_L đa
[win 14 OT 6% do 4p ~ % >t
Đĩa D'mang hai loai hồng, một loại để cho ánh sáng kích thích đi qua, một loai để cho ánh sáng phát quang đi qua.Vì sự cân bằng của đĩa nên số hổng mổi loại đều chắn Hình 14 biểu diển một cái
đĩa được đục bốn hổng kích thích và bốn hổng quan sát cĩ gĩc ở tâm là gần bang TI/4
Goi to=0 IA thdi điểm khởi đầu kích thích.te là thời gian kích
thích t¡ là thởi điểm bắt đầu quan sát, tz là thời điểm hết quan
sát Các thởi gian ấy cĩ liên quan tới gĩc ở tâm tưởng tng tinh
theo radian bằng ` a
te = AQB/2TIN , ti = ANC/2TIN , t2 = AQD/2TIN
N là số vịng quay trong một giây
Giã sử chùm kích thích và chùm phát quang vơ cùng hẹp Chùm
kích thích cĩ cứởng độ khơng đổi Io
Phân tích một tia chp (tữc là suốt khoảng thdi gian mà hổng
kích thích đi qua chùm kích thích trong khoảng thời gian tc) thành các tia chớp vi cấp ứng với khoảng thưởi gian dài là dẹ ,
Trang 22—_—17_
MỐi tia chép mang nang luởng là Ilodơ@và mổi tia chớp vi cấp này
sẽ kích thích một phân tử của chất phát quang tƯ trang thái căn bản lên trang thái kích thích và xem như các tia chớp vi cấp này đều cĩ năng lưởng bằng nhau (Điều này chấp nhận được nếu ta chấp
nhân rằng số phân tử trong trang thái mức ba chỉ là một phần
nhỏ đối vỏi số phân tử ở trang thái căn bản)
Nhu vay thi: một số phân tử vừa bi ánh sáng của tia chớp vi cấp cĩ năng luởng là lod@ kích thích mang lên mức năng luợng thu ba Ta biết nĩ tư suy giảm đi bằng cách trở về trang thái căn
ban va phat xa Ta dat cho sử suy giảm của chúng một sinh thởi là § :
Như vây ở một thưi điển t lúc ta quan sát cưởng đơ ánh sáng phat xa sé ti lê VvỚi:
Io đe ext⁄ (Theo lý thuyết)
Phân tử này phát xa trong khoảng thởi gian "ti -> t2" va cho thêm một thơng lydgr Anh sang ti 1é
Iodo/ ec '% dt = lade e% (e-t)/G - ev t2/t )
Và hê thống các tia chớp nam trong khoảng thdi gian tc nghia
là gĩc thởi gian là lúc chấm đũt kích thích nĩ sẽ kích thích chất
phát quang và cho ta một thơng lượng ánh sáng phát xa:
a lole-'1/& -e-'2/z ) (te% de
= Glole"t1/G -e-'2/G )l(etc/t -1)
&lo(e-ttị-tc)/5)(1I-e-tc/€)(I-e"tt2-ti)/E)
= Ebloe"tti-te}/ư (I-e-tec/ư )(lI-e"tt3-ti)/5) Ta đặt tt:=tc(l1+⁄) =tc +.ưíftc
.Tích số «#tc nĩ biêu diển thưi gian chết giủa thỏi điểm
chất dđữt kích thích và thởi điểm bắt đầu quan sát Nếu như thơng
thưởng các gĩc mở của kích thích và quan sắt bằng nhau Nghĩa là nếu:
t2-ti = te thi ta cĩ:
© = Gloe"“tc/Ð (I-e-tc/5 )?
Thơng lưởng trung bình trong một giây là năng lưởng E nhân bởi
kính ảnh (trong quang phổ ký) trong một đơn vi thởi gian là: E =_% = lIop€e-“tc/6 (I-e-tc/Ð )?
tạ tử
Nhử vây Ez f(£,tc)
Vi một vân tốc định trước của đĩa lân quang nghiệm cưởng độ
sáng nhân được bởi gương ảnh được nối kết với a và tc bằng một hàm số đởn giản nhử trên Vì Weta oe ^ tị /tc=l++s¿ =AQ()/AQB A =(AQC/AOB)- 1 Tom lại:
Sử xác định ø thu lai là đo gĩc ở tâm mà người ta cĩ thể lấy càng nhỏ càng tốt, nếu ngưởi ta muốn tăng cưởng độ sáng E trong
trưởng hợp sư phát quang cĩ ¿, ngắn
Những bề rộng của chùm tia kích thích và chùm tia phát xạ xác đinh vào khoảng Imm, dẩn đến sự sai lầm cĩ hệ thống trong sự tính
tốn œ« SỰ sai lầm này độc lâp vGi van tốc quay của đĩa
Ta cĩ thể làm giảm sai số nay theo tri số tưởng đối bảng cách
tange lén,nghia la (ti-t2) cức châm,do đĩ ngưửởỡi ta nhân được trên
quang phổ ký một phần rất yếu thơng lương ánh sáng
Chúng ta vẽ mơt loat đưởng biểu diển
In(tEte/Ðl = £lte /G) = In(Ete/B) = - te/G + lInlo + 2ln(li-e-tc/Đ )
Trang 233-
của lân quang nghiêm với gĩc tâm của các đĩa thay đổi Ta thấy
ở ngồi điểm cức đại, sử suy giảm gần nhu thang với độ dĩc œ( (Hình 15) Nếu ta giú cố định trị số tc/⁄ø (nghĩa là C cĩ trị số xác định) 41e(E-)a 5 4D { ` é ve S VN G, dc > a _ Or to -5L
Thí du: tc/¿=2 với tốc độ quay khơng đổi thì tung đơ biểu diển
thơng lượng phát sáng nhận được bởi quang phổ ký càng yếu khi khi œ« lớn
NguGi ta đã chững minh đước rằng cưởng độ nhận được bởi quang phố ký càng lớn nếu „ càng giảm xuống
Nhửng người ta nhận thấy khơng thể giảm o& xuống quá 0,2 nếu người ta định cho gidi hạn của sai số tưởng đối của thơng số dy
là dưới 10/100
.Bây giở nếu ta vẽ đường biểu diển InEte=f(te)
Thì người ta thấy một sử suy giảm thẳng nhưng theo trị số
tuyệt đổi của độ dĩc tuyệt đối bằng
Với cái đĩa mà ta sử dụng =0,2 thì thời gian kích thích tính
ra giây,theo vận tốc quay là n vịng/phút cho bởi hệ thức: Đĩa quay một vịng trong thởi gian là 60/n giây
VGi cái đĩa ta sử dụng:
(2tec +œ(te )4=60/n ( =1 x„Z)
=> tc = 6.,8/n giây
Sau cùng ta vẽ đồ thị In(E/n)=f(1/n)
Và nếu gọi P là trị số tuyệt đối của độ dốc của phần thẳng thì ta cĩ được hệ thức của g nhử sau:
G =0,55/p
Khơng cĩ sự mở hồ nếu điểm thực nghiệm (In(E/n),1/n) nằm trên đường thẳng cĩ độ dốc âm nhửng khơng phải là trưởng hợp cho một vài trường hớp mà chúng ta ở gần cực đại của đường biểu diển lý thuyết Hoặc bởi vì vận tốc quay của đĩa quá nhanh hoặc bởi vì sinh thỏi tưởng đối dài, nghĩa là te/s<3 Ngưửởi ta cĩ thể suy ngay ra trị số gần đúng của sinh thdi và chọn cho vận tốc của đĩa các trị số tưởng đối với phần thẳng của đường biểu diển
Trang 24Aa => A= 2/(etc/6 -1) <=> (etc /& -1)=2/ et /t =2/4L +] => te/ø = In[(2+œ%) /4] d?(InEtec/6) =-2_ etc/P <0 d(te/G)? (etec/6 -1)2 Nên ta cho cức điểm cức đai cĩ được ững với: te/øw= In[(2+d)/ưv] Nếu =0;2 Thi ta /Ow 2,5 Nếu vân tốc quay của đĩa là ns vịng/phút thì Wẽg6.R/Z3,S5R šŠ?,7/2Nã Chú ý: Phần trên ta đã xét đến sử kích thích và sự phát xạ trong khoảng thưi gian quay của đĩa chỉ qua một hồng kích thích và một hổng phát xa
Nhửng trên thực tế thí nghiệm đĩa quay đến 6000 vịng /phút Nhử vậy ta phải để ý tởi tính tuần hồn của hiện tưởng cĩ chu kỳ
T, 2T, 3T xem nĩ cĩ ảnh hưởng lên nhau hay khơng
Nếu ta xét tới các chu kỳ T của hiện tưởng bang cách chấp nhận rằng sử tắt phát quang khơng được hồn tồn trước một kích thích
mdi, noi cho ro nia là ta quan sát trong thởi gian tz-ti khơng những kể sự phát quang tao ra bởi các tia chởp trưởc mà cịn phải kể luơn sử phát quang tạo ra bởi các tia chớp bắt đầu ở thưởi điểm T, 2T 3T, ,nT trước cái sau cùng
Nhu vậy thì hê thức tính$ chỉ xét cho mối chu kỳ T đầu mà thơi
là
$ =bIlo(ete/C -1)(e-ti/G -e t2/6 )
Nếu kể các tia chớp kể tiếp cho đến các tia chớp sau cùng thì
ta phải viết thơng ludngdcua ánh sáng phát xạ nhân được trên phim
quang phổ ký là:
$= =ð6lo(ete/6-1)2 [e*tti+iT)/b -eTxtt2+IT)/B]
=Gle (ete /6-1) Cer * 1/6 se" 42/6) 3 eŸ 11/6 b= en it/G y e-iT/6= 1 - (Ap dung céng thiic tinh t6éng chudi) L IỶe-!1/Đ => = 1 = @ (1+e-T/B) (Áp dụng cơng thic gần đúng) I-e-T/5 °
T = te +dte + (t2-t1) = 2te (BO qua tc)
Nhu vay yếu tế ảnh hưởng ở đây là: © = $(1 + e-?tc/Ð) Ngửởi ta nhân thấy sư say biệt gitia > va + chỉ đạt tới 10% nếu tc/G <<l Ta cĩ : $= @ (I + e?tc/Ð) = {1 +_1 ) A e2tc/G SP = 10% $ *UNG DUNG LAN QUANG NGHIỆM PHO ANG KÝ ĐỂ ĐO SINH THỜI CUA MOT VÀI CHẤT TINH THỂ:
1.Nghiên cữu sử phát quang của chất phenzởphenon tỉnh thể cĩ màu
xanh lở để xác định tỷ suất tàn lụi và thành phần phổ của chúng ở
nhiệt độ 779k Mẩu khảo sát ở dạng tỉnh thể bột Với cách sắp xếp
lan quang nghiệm đĩa quay cởi vận tốc n=2000 vịng /phút Khe cua quang phổ ký được md 100Ms ta đước một quang phổ tốt sau gần ba
phút để phim ăn ánh sáng phát xạ Ta dược “quang phổ nhử hình vẽ
16
Trang 25—-25~
vây ta sẽ cĩ nhiều sinh thởi ng với mổi số sĩng và cưởng độ, Tùy theo mẩu sử dung, người ta đươc mức I hoặc mức II
Phổ I giống như phd D.S Mre Lure va PL Harst đã cĩ được ở 202k
mà khơng cĩ lân quang ký, giống nhứử phổ của sử phát xa của
benzdphenon trong dung dịch ran trong LAPA hộc trong xyclokunane ở 77#K Các dỉa của phổ II, cĩ thể duy tri cdc day
của phổ I bằng mơt sự chuyển dịch 1.000cm về hưởng chiều dài sĩng
lớn
Đo: Vi các mầu của phổ I nều người ta nghiên cửu cường độ
của day tùy theo tốc độ quay của đĩa Người ta được các đưởng cong ở hình 17aCác đưởng cong này tưởng ng thuộc với mỗi dải của hai dai 22425 va 24410 cm! chi ra đối với hai phát xa ấy hai
tiến trình đởi sống khác nhau:
ty = 1 1.8.10 g - 4 5 g Gi : = 1, a 10 -3 S
HINH 46
Các tung đơ ở gốc ngoai suy cho n cức đại tỉ lệ với:
Trong đĩ I¡ và I1: là những thơng lượng mà ta sẽ nhận được
từửng giây khi khơng cĩ máy phát lân quang vì ở đây:
In(Eo/n) - In(E’o/n) ~ 1
Ngưởi ta suy ra ra dude l'o = 2/300 Io, nghia là cưởng độ
thành phần châm trể thể hiện ít hớn 1% của cưởng độ tổng quát của
phát xa
Thí nhgiêm trên mầu cho phổ II người ta tăng tốc độ cho các
kính ảnh ở tốc độ cao Phổ I xuất hiện ở dải phổ II, lúc đĩ người
ta cĩ thể như lân quang ký nghiên cilu đồng thởi dải 24110 cm-! của phổ I và các dai 21475 cm! của phổ II (hinh 175)
Từ đoan thẳng của đường biểu diển của các dai của phổ II,
người ta suy ra được đởi sống trung bình:
i = 2.6 I10*3 @
Luu ý: Hồnh đơ 1/no với no=1000 vong /phit của điểm cức đại của đưởng cong dẩn đến cùng tri số của đởi sống trên cùng một
ảnh, ngưởi ta tìm được dải 24110 cm! đưi sốngư = 1,5 10s của thành phần thẳng của phổ | Tu các tung đơ ở gốc của đường thẳng ngưởdi ta suy ra được cùng một cơng thức nhưử trước là khi khơng cĩ
máy phát lân quang phổ I sáng hớn 20 lần phổ II Kết quả này giải
thích là trong nhủng điều kiện Ấy ngưửưi ta that khĩ quan sát ro
rằng các dải của phổ II bên canh các dải của phổ I Cưởng độ của
phổ !I thay đổi rất nhiều từ mẩu này qáư mẩu kia, và đăt biệt,
nếu người ta sử dung một vài phần đơn tinh thể nào ở đầu cột, phổ
II sẽ biến mất Nhưng nếu các mẩu ấy được làm chảy ra và được làm
lanh đột ngột trong azote lỏng phổ II xuất hiện với cưởng độ
manh : -
Tu đĩ chúng ta suy ra là sự phát xa liên hệ chặt chẻ với các
Trang 26.?38<~
biến thành chất ran Vay đĩ là đởi sống ư=1,8.10-4 s cho exciton
triplet của benzởphenon tinh thể hĩa ở 77°K tnt E t w(=} „ta(£ ) \\ \ 3 | (1) i 2 + +4AT5 LỘ (HE) ab 1 aa \Œ) 4L al AAt40 ° + A i 4 > *-Ư ah rae ~ > -4 BOOT { -4 500" 4 +s0 nh O00ˆ % 4000" ‘ 500! 4s! n Ow HINH AZ b
2 Trưởng hớp của anthracene tinh thé héda:
Chúng ta đã thí nghiém trén anthracene tinh thể hĩa tỉnh khiết mà ở nhiêt độ bình thường nĩ khơng cịn cho trên máy phát lân quang sức phát xa màu xanh §* -> S§ của naphbacene bẩn
Dù ở nhiệt độ nào 300°K hay 77°K và dù sử dụng kích thích tím
hay vàng, chúng ta luơn luơn thí nghiệm trên các dải lở Đặc điểm của sư chuyển tiếp E° -> E của anthracene giống nhưử các dải của
sưử phát huỳnh quang trưc tiếp (của tỉnh thể) ở cùng nhiệt độ
Do: G 300°K với một dải kích thích tập trung trên 380mpta thấy
sử phát quang cĩ đởi sống là O.75ms Kết quả này trùng hợp với
kết quả của sư phát xa của naphbacene hịa tan trong anthracene
trong giả thuyết năng lướng điện tử cịn bị bẩy trước khi lên dải
kích thích singulet (hinh 42)
G 77°K vdi cing một kích thích tÙ sự nghiên cữu sử giảm sút của phát xa, người ta suy ra được hai đởi sống G= 1,2 104s và
#Ø= 5,5.10-* s sử ngoại suy từ các đường thẳng In(E/n) =f(1/n)
cho thấy cưởng độ của sử phát xa ấy S* -> S chỉ cĩ được từ sự
triệt tiêu của các kích thích tử mức ba, ngửởi ta suy ra đước
Bi=2,4.1074s Va lai ngưỡ ¡ ta thường tìm được cùng một đưi sống
ấy với anthracene tỉnh thể hĩa ở 77°K tử một dải kích thích tập
trung trên S800 A (tring với điểm cức đai thu hút bị cấm T<-S) Tiếp theo sử phát quang cĩ đởi sống ngắn ấy là một phát xạ ma đổi sống đat được phần ngàn giây
G 300°K và luơn luơn với kích thích vàng, người ta chỉ cịn
quan sát được sử phát xạ II qua máy lân quang vì ở nhiệt độ bình
thường đồi sống của kích thích tử mức ba (exction triplet) trở
nên quá ngắn
Nếu ngưửởi ta cho vân tốc quay của máy phát lân quang bằng 6000
vịng /phút Khi đĩ sử phát quang được kích thích bởi các tia cức
tím cĩ độ sáng hởn 80 lần ở nhiệt độ thưởng so với nhiệt độ
thấp Trái lai, với sử kích thích vàng nếu người ta giới hạn
trong sự nghiên cữu phát xa cĩ đời sống lâu, cưởng độ khơng thay đổi với nhiệt độ, nhủng chúng yếu hởn khoảng 1000 lần so với
Trang 28-28-
+CHUNG TA CAN GIGI THI&U VE HIEN TUGNG NHIET PHAT QUANG LA MOT
DANG CUA LAN QUANG:
Khi ta chiếu vào một vật ở nhiệt độ To một bức xa nảng lượng W
(kích thích) một phần nảng lưởng này cĩ thể tái hiên tức thời
dudi dang huỳnh quang mơt phần cĩ thể ở lai trong vật Nếu kích
đơng vat nay bằng cách tăng nhiệt độ từ Tes tới T phần năng lưởng cịn lai cĩ thể đước phĩng thích dưới đang ánh sáng Đĩ là nhiệt phát quang, là mơt dang cua l&n quang
D.Curie goi bề sâu bể là nắng lượng kích động E lấy 6 chung quanh tinh thé để cho điên tử ở trong bể đước tha tu do Thưởng
thưởng E là khoảng cách năng lướng từ bẩy tới mat dudi dai dan
điên Hiêu sế nhiệt đồ T-Ts tưởng đương với E nghĩa là ở nhiệt
đơ Ta điên tử ở trong bẩy ở nhiệt đơ T điện tủ lên dải dẩn điên E - be Sdu bay é 7 ` °: 6 ca oak ` 58 a ,
l.€o nhiều diễn tiền về sử nhiệt phạt quang:
a)Diễn tiên qua “dai dan điên” IJuựMMM WMI = ft _?— 6
(NI hức xa kích thích phát hiên một điện tử và TTT một lỗ trong dài
hĩa tri Điên tử lên dải dẩn điên rồi rởi vào bẩy, lễ rởi vào bẩy
1d
Khi đun vật nhiệt phát quang điện tử trở lại dải dẩn điện rồi
rưi vào lỗ phát quang
b)Diển tiến "đưởng hầm"
biển tiến này cũng tưởng tự nhử trên, chỉ khác một điểm là khi
bị kích đơng điên tủ qua đải dẩn điện rồi rớt vào một bẩy khác
Trang 29-2?9-
a)Phưửơởng pháp F.urback (1930): ơng này đã đề nghỉ một cơng thức thức nghiệm để tính bề sâu E của bẩy: E= T° /500 E tinh ra eV, T* là nhiệt độ kenvil Ung vdi cực đai cưởng đơ phát quang | ' ' 4 | | D sa“ —> T
b)Phudng phap A.H.Booth (1945)
Ơng này dùng mơt cơng thúc do Randall va wilkins đề nghi để
tính E
Goi n là số bẩy lấp kín bảng điện ư thồi điểm t là đởi sống
trung bình của điên tử ở trong bẩy Đơ biến thiên của n trong
khoảng thởi gian dt tỉ lệ với ndt và tỉ lệ nghịch với
dn = - _] ndt
Š
a
Và cưởng độ phát quang ở thưi điểm t tỉ lệ với tri tuyệt đối cua vân tốc biến thiên n:
I =1 dn_
at)
Goi To 1a nhiệt độ ban đầu (t=0) va B la van tốc (đun nĩng vật
phát quang) giả sử đều Nhiệt độ của vât ở thưi điểm t là: T = pt + To dT = pdt cũng là một hàm số của T các ơng đã cho là: 1/& = Se-E/kT k: hang sé Boltzmann S: một hằng số dn = - l1 dt = -S e~E/kT n 6 t T Inn/no = | - | dt = Sử Se* — dT 24 G n = "ah un = Lắng: dT I =| dn |= n = Se- noe -E/kT dT dt | 6
A.H Booth (1954) tính đao hàm dI/dT khi TzT° tine vdi I cue đai vây đao hàm trên lúc đĩ triệt tiêu EL = Mo.Se~F/kT*_ | em Fea yk dT.(-S eer dT* + no S.e7§ ET T e-E/kT» Fe = 0 = => -S œ TE/kT* + E 1_ = 0 P k TT? Hay : E = § e7EskT* kT*2 Ð
Vì cĩ hai ae số khơng biết là E va S nén Booth đã dùng hai
vận tốc đun he a fh để cĩ hai phudng trinh:
Trang 30EF = k T;' Tị" (2In TY - In  )
T2* ~ TI° Ti * Br
Một khi đã biết đước E ta cĩ thể suy ra S
Tất nhiên Ệỹ và ụ nhai khác nhau nhiều thì E mới đươc xác định
Trang 31MỤC LỤC
Chưởng I: CÁC HIỆN TƯỞNG PHÁT QUANG
I-Vài¡ thí nghiêm về sử phát quang của các chất
[I-Đinh nghĩa sự phát quang
I[II-Phân loai các hiền tương phát quang
IV-Tính chất của bức xa phát quang
V-Huỳnh quang và lân quang
VI-Binh luât Stokes Lommen
VỊII-Vài ứng dung cua hiên tưởng phát quang
Chưởng II: LÝ THUYET LAN QUANG
I-Quang phổ phát xa và quang phổ kích thích
II-Anh hưởng của nhiệt 46 III-Lý thuvết về lân quang
“hưởng III: CÁCH ĐO THỞI GIAN PHẤT XA
I-May lân quang nghiêm cua PRecquerel [I-Phưởng phap Wood
I[II-Phưởng pháp Gaviola
IV-Lân quang nghiêm điện tử
V-Lân quang nghiêm phơ ảnh ký của Rousset
*Ung dung cua lân quang nghiêm phơ ảnh ký
*Gidi thiêu về hiên tưởng nhiệt phát quang là mơt dang cua