Bài 32: Hiện tượng quang-phát quang

I. Hiện tượng quang - phát quang

1. Khái niệm

Hiện tượng một số chất có khả năng hấp thụ ánh sáng có bước sóng này để phát ra ánh sáng có bước sóng khác gọi là hiện tượng quang - phát quang.

Ví dụ:

• Chiếu chùm bức xạ tử ngoại vào một ống nghiệm đựng dung dịch fluorescence thì dung dịch nãy sẽ phát ra ánh sáng màu lục. Ở đây ánh sáng kích thích là bức xạ tử ngoại, ánh sáng phát quang là ánh sáng màu lục.
• Lớp bột ở thành trong của một đèn ống thông dụng có phủ một lớp phát quang. Lớp bột này sẽ phát quang ánh sáng trắng khi bị kích thích bởi ánh sáng tử ngoại (do hơi thủy ngân trong đèn phát ra lúc có sự phóng điện).

Đặc điểm của sự phát quang là ánh sáng phát quang còn kéo dài một thời gian sau khi tắt ánh sáng kích thích. Thời gian này dài hay ngắn phụ thuộc vào chất phát quang.

2. Huỳnh quang và lân quang

Tùy theo thời gian phát quang mà người ta chia quang - phát quang thành hai loại

• Huỳnh quang là sự phát quang có thời gian phát quang ngắn (dưới \(10^{-8}\) s). Nghĩa là ánh sáng phát quang hầu như tắt ngay sau khi tắt ánh sáng kích thích. Nó thường xảy ra với chất lỏng và chất khí.
• Lân quang là sự phát quang có thời gian phát quang dài (từ \(10^{-8}\) s trở lên), nó thường xảy ra với chất rắn.

​Sơn quét trên các biển báo giao thông hoặc các cọc chỉ giới đường là các chất lân quang.

II. Đặc điểm của ánh sáng huỳnh quang

Từ nhiều thí nghiệm, người ta rút ra nhận xét rằng: Ánh sáng huỳnh quang có bước sóng dài hơn bước sóng của ánh sáng kích thích.

\(\lambda_{hq}>\lambda_{kt}\)

Giải thích bằng thuyết lượng tử ánh sáng:

• Mỗi nguyên tử hay phân tử của chất huỳnh quang hấp thụ hoàn toàn một phôtôn của ánh sáng kích thích có năng lượng \(hf_{kt}\) để chuyển lên trạng thái kích thích
• Khi ở trạng thái kích thích, nó va chạm với các nguyên tử hay phân tử khác và bị mất một phần năng lượng 
• Khi trở về trạng thái bình thường nó phát ra một phôtôn \(hf_{hq}\) có năng lượng nhỏ hơn

​\(hf_{hq}< hf_{kt}\Rightarrow\lambda_{hq}>\lambda_{kt}\)