پاورپوینت معرفی فرآیندهای لومینسانس و فوتولومینسانس

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

عنوان: معرفی فرآیندهای لومینسانس و فوتولومینسانس

اسلاید 3 :

نور
نور یکی از صورتهای انرژی است.
از آنجا که برای تولید نور, شکل دیگری از انرژی باید صرف شود، دو راه عمده برای آن وجود دارد:
فرآیند التهاب (Incandescence )
فرآیند لومینسانس (Luminescence )

اسلاید 4 :

نور و فرایند التهاب
در فرایند التهاب، نور از انرژی گرمایی
تولید می شود.
زمانی که جسمی تا دماهای بالا حرارت
داده می شود شروع به درخشیدن می کند.
التهاب، نور قرمز ساطع شده از فلزی است که در کوره یا شعله قرارگرفته است.
نور سفید حاصل از لامپهای معمولی نتیجه حرارت دادن رشته تنگستن درون آنهاست.
نور حاصل از خورشید و ستارگان نیز به دلیل فرایند التهاب ساطع می گردد.

اسلاید 5 :

نور و فرایند لومینسانس
در فرایند لومینسانس، الکترونهای ماده هدف که در شرایط معمول در حالت یا تراز انرژی پایه به سر می برند، با گرفتن انرژی از یک منبع مشخص به حالتهای پر انرژی تر برانگیخته می روند.
در بازگشت الکترونهای ماده از حالت بر انگیخته به حالت پایه، انرژی برانگیختگی به صورت نور (انرژی فوتونها) نشر می شود.
فرآیند لومینسانس نیازمند دماهای بالا نیست و در دماهای معمول و نسبتا پایین اتفاق می افتد، به نور ساطع شده، نور سرد هم گفته می شود.

اسلاید 6 :

انواع لومینسانس
از یک دیدگاه، لومینسانس به دو دسته ملکولی و اتمی تقسیم بندی می شود.
در لومینسانس اتمی، نشر نور از اتمها صورت می گیرد.
در لومینسانس ملکولی از ملکولها صورت می گیرد.
لومینسانس ملکولی به دو دسته طبقه بندی می شود:
بر اساس نوع منبع انرژی مورد استفاده برای برانگیخته کردن ملکول
نوع حالت برانگیخته

اسلاید 7 :

انواع لومینسانس

اسلاید 8 :

شیمی لومینسانس (Chemiluminescence):
نشر نور در نتیجه انجام یک واکنش شیمیایی است.
انرژی واکنش شیمیایی منجر به تولید محصولی در حالت برانگیخته می گردد که بعد از بازگشت به حالت پایه نور نشر می کند.

اسلاید 9 :

بیولومینسانس (Bioluminescence):
یکی از انواع شیمی لومینسانس است که در آن تولید نور توسط ارگانیسمهای زنده صورت می گیرد.
دو ترکیب شیمیایی لوسیفرین (رنگدانه) و لوسیفراز (آنزیم)، در این فرایند دخیل هستند.
واکنش لوسیفرین با اکسیژن توسط لوسیفراز کاتالیز شده و در نهایت منجر به تولید نور می گردد.

اسلاید 10 :

الکترولومینسانس ( (Electroluminescence:
بازترکیب ناگهانی الکترون و حفره در جامداتی مثل ترکیبات نیمه هادی و عایق که منجر به عبور جریان ناگهانی شده، شکست دی الکتریک نامیده می شود.
در الکترولومینسانس، فرآیند شکست دی الکتریک منتهی به نشر نور از جامد می گردد.

اسلاید 11 :

کاتدولومینسانس (Cathodoluminescence):
در نتیجه برخورد اشعه کاتدی به مواد لومینسانس کننده در حالت جامد صورت می گیرد.
الکترونهای پرانرژی در این حالت همانند یک منبع انرژی عمل کرده و موجب تحریک از طریق انتقالات الکترونی و در نتیجه انتشار فوتون می گردند.

اسلاید 12 :

کاتدولومینسانس روشی شناخته شده و مؤثر و ابزاری حساس برای تعیین مشخصات توصیفی به ویژه در محدوده مواد نیمه رسانا و زمین شناسی است.
برخورد پرتو الکترونی پرانرژی به نیمه رسانا موجب انتقال الکترون از لایه ظرفیت (Valance Band) به لایه هدایت (Conduction Band) شده و یک زوج الکترون-حفره تشکیل می شود.
باز ترکیب زوج الکترون-حفره تولید فوتون نور می کند.

اسلاید 13 :

الکتروشیمی لومینسانس (Electrochemiluminescence):
واکنشهای الکتروشیمیایی در اصل، واکنشهای اکسایش/کاهش ناهمگن می باشند.
این واکنشها بر اثر انتقال الکترون در سطح مشترک الکترود و محلول صورت می پذیرند.
در الکتروشیمی لومینسانس، عامل تحریک انرژی واکنش الکتروشیمیایی است.

اسلاید 14 :

تریبولومینسانس (Triboluminescence):
نشر نور در نتیجه اعمال تنش مکانیکی (Mechanical Stress) بر ترکیبات کریستالی و یا شکست کریستال (Crystal Fracture) می باشد.
اسامی دیگر این فرایند:
(Mechanoluminescence, Fractoluminescence, Piezoluminescence).
مکانیزم این پدیده به طور کامل شناخته شده نیست ولی به نظر می رسد که علت آن جدایی و بازترکیب مجدد بارها در ماده است.

اسلاید 15 :

سونولومینسانس (Sonoluminescence):
منبع تحریک، امواج ماورای صوت است.

اسلاید 16 :

فوتولومینسانس (Photoluminescence):
یکی از معروفترین انواع لومینسانس است که در آن تحریک به وسیله فوتونها صورت می گیرد.
به لحاظ مکانیک کوانتوم، در این فرایند برانگیختگی به سطوح انرژی بالاتر و سپس بازگشت به سطح انرژی پایینتر با جذب و نشر فوتون همراه است.

اسلاید 17 :

حالتهای برانگیخته الکترونی
الکترون مثل هر ذره بارداری که حول یک محور می چرخد، به دور خود یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند.
یک اسپین ظاهری برای الکترون تعریف می شود.
اسپین ظاهری صرفا یک مفهوم کوانتوم مکانیکی بوده و می تواند یکی از دو مقدار ½+ و یا ½- باشد.
براساس اصل طرد پاولی (Pauli Exclusion principle) در شیمی، دو الکترون تنها هنگامی می توانند در یک اوربیتال قرار گیرند که اسپین مخالف با یکدیگر داشته باشند.

اسلاید 18 :

حالتهای برانگیخته الکترونی
حالتهای برانگیخته الکترونی به دو دسته تقسیم می شود:
یکتایی (Singlet)
سه تایی (Triplet)
حالت یکتایی پایه: در حالت یکتایی اسپین الکترونها جفت شده است (هر دو الکترون اسپین مخالف یکدیگر دارند).
در این حالت اسپین کل با توجه به مخالف بودن جهت اسپین الکترونها، صفر است.
حالت یکتایی برانگیخته: در این مورد جفت بودن اسپین الکترون برانگیخته با اسپین الکترون در حالت پایه حفظ می شود.

اسلاید 19 :

حالتهای برانگیخته الکترونی
حالت سه تایی (Triplet)
در این حالت اسپین الکترون برانگیخته هم جهت با اسپین الکترون پایه می باشد.
به دلیل خنثی نشدن اسپینها، اسپین کل صفر نخواهد بود.

اسلاید 20 :

مقدمه ای بر فوتولومینسانس
فلورسانس یکی از انواع فوتولومینسانس است.
در فلورسانس اتمها یا ملکولها امواج الکترومغناطیس را جذب کرده، برانگیخته می شوند و در بازگشت به حالت پایه، انرژی اضافی خود را در قالب فوتون از دست می دهند.
فلورسانس اتمی شامل نشر نور از توده ای بخار شکل شامل ماده به صورت اتمی است که به وسیله جذب فوتون تحریک شده است.
طول موج نور نشر شده از ویژگیهای مشخصه اتم مورد نظر است.