йале; поэтому Л. тела, находящегося в тепловом равновесии с окружающей средой, не может поддерживаться за счет тепловой энергии; отсюда следует, что законы равновесного теплового излучения (законы Кирхгофа, Вина, Стефана-Больцмана и Планка) не применимы к Л. С другой стороны, от рассеянного и отраженного света Л. отличается тем, что спектральный состав излучаемого света изменяется по сравнению с спектральным составом поглощаемого света и промежуток времени, отделяющий поглощение от излучения, сравнительно длителен; между этими моментами протекает значительный интервал времени — 10“9 сек. и более, в течение к-рого происходит преобразование поглощенной энергии в энергию Л., причем обычно из поглощенных лучей с нек-рой определенной длиной волны образуются лучи с другой длиной волны. Указанный интервал времени 10~9 сек. велик по сравнению с длительностью колебаний электрических зарядов внутри молекулы и с длительностью колебаний отдельных частей молекулы: последние суть величины порядка 10'12—10“15 сек.
Следует также иметь в виду, что указанная выше длительность Л. является величиной статистической; у отдельных же молекул она различна, так что молекулы, возбужденные одновременно, излучают в различные моменты.
В силу сказанного, даже для системы люминесцирующих молекул, возбужденных одновременно, отсутствует какое-либо соотношение между фазой колебаний света Л. различных молекул, а также и между фазами света Л. и фазой возбуждающего света. Поэтому свет Л., излучаемый отдельными молекулами, не когерентен и, следовательно, не интерферирует.
Способностью люминесцировать, говоря принципиально, должны обладать почти все вещества, однако на практике распространенность Л. ограничивается существованием весьма разнообразных и различных по своей природе явлений тушения Л. Поэтому исключительно важное значение для возникновения Л. имеет та физич. обстановка, в которой находится рассматриваемое вещество. В надлежащей обстановке весьма многие вещества удается заставить люминесцировать. Наиболее яркую Л. дают пары многих элементов, растворы некоторых анилиновых красителей (родомины, флуоринен и его производные и акридиновые красители), а также специально приготовляемые порошки (см. Фосфоресценция). Громадное число органич. соединений, в особенности ароматических, дает синюю и ультрафиолетовую Л.
Условия возникновения и механизм Л. Необходимым условием для возникновения Л. является предварительное поглощение частицами люминесцирующего вещества некоторых определенных порций (квантов) энергии, вследствие чего частицы, поглотившие энергию, переходят в особое состояние, называемое состоянием возбуждения. Через некоторое время возбужденные частицы возвращаются обратно в нормальное состояние: при этом избыточная энергия возбужденного состояния излучается ими в виде света Л. Согласно квантовым законам, частота света Л. определяется величиной кванта излучаемой энергии: Е2 — Er=hv (1), где левая часть равенства представляет собой разность между энергией возбужденного и нормального состояния, h — постоянная Планка, v — частота света Л.Для характеристики энергетич. состояния частиц вещества принято говорить об их энертетич. уровнях, к-рые графически изображаются в виде ряда горизонтальных линий, находящихся на определенных расстояниях от некоторого нолевого уровня энергии; расстояние между любой парой этих линий берется пропорциональным разности энергии, содержащейся в частице вещества, при соответствующих ее состояниях. Та часть энергии молекулы вещества, к-рая играет роль в явлении Л., в общем случае складывается из трех компонент: энергии электрона, зависящей от его положения, энергии колебаний отдельных частей молекулы и энергии вращения молекулы. На каждый из этих видов движений расходуются определенные, характерные для данного вещества кванты энергии. Кванты энергии, соответствующие переходу электрона, — наибольшие, кванты вращательной энергии — наименьшие.
В явлениях Л. эти различные виды молекулярной энергии могут комбинироваться друг с другом. Так, на рис. 1 изображены две системы энергетич. уровней. Нижняя система соответствует нормальному, невозбужденному состоянию вещества, верхняя — возбужденному состоянию. Каждая система со — ____ стоит из ряда отдельных уров- - - | * — г- — ---ней. Переход от нижней си — гтт-i-------стемы уровней к верхней соответствует возбуждению ча — Ц- . стицы, перемещению ее элек------- - И- — t--трона. Переход от одного уровРис> 1ф ня к другому внутри каждой отдельной системы соответствует изменению колебательного состояния молекулы. Энергия, затрачиваемая на переход от нек-рого уровня нижней системы к уровню верхней системы, складывается из энергии электронного перехода и изменения энергии колебания молекулы.
Величины поглощенной энергии определяются величинами стрелок, идущих снизу вверх.
Этими стрелками на рис. 1 отмечены нек-рые из переходов, возможные в данной системе.
При излучении происходит возвращение люминесцирующих молекул в исходное состояние.
Величина энергии, излучаемой при этом частицей, определяется разностью энергий тех двух уровней, между к-рыми происходит переход, т. е. на рис. 1 длинами стрелок, идущих сверху вниз. С каждого верхнего уровня можно провести стрелки на любой нижний и наоборот, однако не все эти теоретически возможные переходы осуществляются на практике. В приведенном примере вовсе не рассматривалось изменение энергии вращения.
Способы возбуждения Л. Необходимое для возникновения Л. предварительное поглощение энергии, вызывающее возбуждение люминесцирующего вещества, может производиться различными путями: оптическим, электрическим, химическим и механическим. При оптическом возбуждении люминесцирующее вещество предварительно освещается светом подходящей длины волны и поглощает лучистую энергию. Это явление, называемое фотолюминесценцией, наблюдается во всех трех агрегатных состояниях вещества. При возбуждении электрическим путем для возбуждения используется кинетическая энергия заряженных частиц (ионов и электронов), разогнанных электрич. полем. Соответствующее свечение называется электролюминесценцией; частным случаем электролюминесценции является катодо-
