1. Вопросы для проверки исходного (базового) уровня знаний:
1. Понятие люминесценции.
2.Отличие люминесценции от теплового излучения.
3.Виды люминесценции.
4.Применение люминесценции.
2. Целевые задачи:
| Студент должен знать: · Физическую природу явления люминесценции · Классификацию люминесценции по типу возбуждения и по временным характеристикам свечения · Понятие спектра люминесценции · Классификацию люминесценции по механизму элементарных процессов · Понятие квантового выхода люминесценции · Применение люминофоров и люминесцентного анализа в фармации и медицине Студент должен уметь: · Объяснять механизм люминесценции, пользуясь схемой квантовых переходов · Графически интерпретировть правило Стокса · Вычислять квантовый выход фотолюминесценции | Литература 1. Ремизов А.Н., Максина А.Г., Потапенко А.Я. Медицинская и биологическая физика.М., «Дрофа», 2004, §§ 24.5-24.7 2. Ремизов А.Н., Потапенко А.Я.Курс физики. М., «Дрофа»,2004, §§ 28.3.-28.5. 3.Физики и биофизика.(под ред. Антонова В.Ф.). М., «ГЭОТАР-Медиа», 2008, § 9.1. 4.Антонов В.Ф., Коржуев А.В. Физика и биофизика. М., «ГЭОТАР-Медиа», 2004, §§ 7.1, 7.2. 5. Боциев И.Ф., Катаев Т.С., Газданова Р.Ю., Кумалагова З.Х., Мацкова О.А. Руководство к практическим и лабораторным занятиям по физике с математикой. Владикавказ, 2008, с. 202-208. |
3. Задания для самостоятельной работы по изучаемой теме:
1. Дайте определение люминесценции.
2. Почему люминесценцию часто называют холодным свечением?
3. Перечислите типы люминесценции по виду возбуждения, длительности свечения и механизму элементарных процессов.
4. Приведите природные явления люминесценции.
5. Что такое люминофоры? Каких видов они бывают?
6. Допишите недостающие сведения в нижеследующем тексте:
· Чтобы вещество было способно люминесцировать, его спектры должны носить ……характер, т.е. его уровни должны быть разделены зонами ……..энергий;
· Для возникновения люминесценции необходимо, чтобы вероятность…….переходов была больше вероятности……переходов.
7. Приведите примеры использования люминофоров и люминесцентного анализа в медицине, молекулярной биологии и фармации.
8. Перечислите основные физические характеристики люминесценции.
9.Запишите формулу для квантового выхода фотолюминесценции.
10. Решите задачу.
Оптическая плотность вещества равна 0,06, а интенсивность люминесценции в 5 раз меньше интенсивности возбуждающего света. Найти квантовый выход люминесценции вещества.
11. Как можно отличить люминесценцию от теплового излучения?
12. Как изменится интенсивность фотолюминесценции, если увеличить оптическую плотность образца от 0,1 до 1 при фиксированной длине волны возбуждающего света?
Тесты для самоконтроля
1. Излучение света веществом происходит при переходе его атомов (молекул):
a) из состояния с большей энергией в состояние с меньшей энергией;
b) из основного энергетического состояния в возбуждённое;
c) из состояния с меньшей энергией в состояние с большей энергией.
2. На приведенной схеме квантовых переходов при элементарном процессе люминесценции переход 3→2 соответствует:
a) безызлучательному переходу;
b) резонансной люминесценции;
c) спонтанной люминесценции;
d) метастабильной люминесценции.
3. Необходимым условием для люминесцирования является наличие у вещества:
a) дискретного энергетического спектра;
b) непрерывного энергетического спектра.
4.Повышение вероятности безызлучательных переходов влечет за собой:
a) возрастание интенсивности люминесценции;
b) тушение люминесценции.
5. Свечение, наблюдаемое у живых организмов, называется:
a) фотолюминесценцией;
b) биолюминесценцией;
c) триболюминесценцией;
d) катодолюминесценцией.
6. Атомы и молекулы могут конечное время находиться в стационарных состояниях, в которых они:
a) излучают энергию с постоянной интенсивностью;
b) излучают энергию в виде фотонов одной частоты;
c) не излучают и не поглощают энергии.
7. На приведенной схеме квантовых переходов при элементарном процессе люминесценции переход 2→1 соответствует:
a) безызлучательному переходу;
b) резонансной люминесценции;
c) спонтанной люминесценции;
d) метастабильной люминесценции.
8. Энергия фотона пропорциональна:
a) частоте;
b) длине волны;
c) скорости фотона.
9.Излучение, представляющее собой избыток над тепловым излучением тела при данной температуре, называется:
a) ионизирующим излучением;
b) люминесценцией;
c) рентгеновским излучением;
d) лазерным излучением.
10. Люминесценция, происходящая в результате возбуждения атомов, при рекомбинации электронов и ионов в газе, электронов и дырок в полупроводниках, называется:
a) резонансной;
b) рекомбинационной;
c) спонтанной;
d) вынужденной.
11. Свечение газов при электрическом разряде называют:
a) электролюминесценцией;
b) биолюминесценцией;
c) катодолюминесценцией;
d) триболюминесценцией.
12. Если на внутренние стенки горлышка стеклянного пузырька положить немного сахарного песка, вставить в горлышко пришлифованную стеклянную пробку и поворачивать ее, мы увидим в темноте свечение. Что это за явление?:
a) холодное свечение;
b) фотолюминесценция;
c) триболюминесценция;
d) биолюминесценция.
1) bc 2) ab 3) ac 4) cd
13. Приведенный на рисунке график соответствует:
a) антистоксовой люминесценции;
b) стоксовой люминесценции.
14. На приведенной схеме квантовых переходов при элементарном процессе люминесценции переход 3→1 соответствует:
a) безызлучательному переходу;
b) резонансной люминесценции;
c) спонтанной люминесценции;
d) метастабильной люминесценции.
Тема: «Лазеры. Свойства лазерного излучения.