Антистоксова люминесценция. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Антистоксова люминесценция - фотолюминесценция, длина волны к-рой меньше длины волны возбуждающего света (т. е. фотолюминесценция, не подчиняющаяся Стокса правилу). При А. л. излучённые кванты обладают энергией большей, чем кванты возбуждающего света. Увеличение энергии квантов происходит за счёт энергии теплового движения атомов.

Для люминесцирующих молекул при изменении длины волны возбуждающего света в пределах электронной полосы поглощения спектр люминесценции не зависит от длины волны возбуждающего света. Эта независимость обусловлена быстрой (по сравнению с временем жизни возбуждённого электронного уровня) релаксацией энергии по колебат--вращат. подуровням электронного состояния. В частности, при возбуждении в длинноволновой части спектральной полосы поглощения некрая часть энергии люминесценции приходится на более коротковолновую антистоксовую область.

Схема возбуждения А. л.

- квант возбуждающего фотолюминесценцию излучения;

-квант антистоксовой люминесценции 1 и 2- основной и возбуждённый электронные уровни энергии.

В этом случае возбуждающий квант hn_в атом поглощает из возбуждённого колебат. состояния основного электронного уровня 1 (рис.). На возбуждённом электронном уровне 2 энергия распределяется по колебат. подуровням в соответствии с температурой вещества. При обратном переходе молекула может перейти на нижний колебат. подуровень основного электронного уровня и испустить кванты с энергией T.

к. при антистоксовой люминесценции в световую энергию переходит энергия теплового движения атомов, происходит охлаждение вещества (эффект оптич. охлаждения).

Этот эффект становится существенным в разреженном газе при возбуждении фотолюминесценции лазерным излучением с частотой, соответствующей длинноволновой части доплеровского контура спектральной линии поглощения. Такие кванты благодаря эффекту Доплера будут поглощаться атомами, летящими навстречу лучу света; при этом атомы получают импульс квантов и тормозятся. При люминесценции эти атомы испускают кванты с частотой, соответствующей центру доплеровского контура линии, т. е. с большей энергией, чем кванты возбуждающего света. С помощью оптич. охлаждения за счёт антистоксовой люминесценции можно понизить кинетич. энергию отд. ионов до величин, соответствующих температурам до 10^-2K [3].

Передача кинетич. энергии атомов излучению не противоречит второму началу термодинамики, т. к. излучение люминесценции не является равновесным. Происходящее при этом понижение энтропии вещества меньше, чем рост энтропии излучения вследствие расширения спектра и телесного угла, в к-ром распространяется излучение люминесценции [2].

Антистоксова люминесценция иногда может возникать также при поглощении квантов света двумя центрами люминесценции и передачей энергии обоих возбуждений на один центр (кооперативная люминесценция).

Литература по антистоксовой люминесценции

Знаете ли Вы, что такое "усталость света"?
Усталость света, анг. tired light - это явление потери энергии квантом электромагнитного излучения при прохождении космических расстояний, то же самое, что эффект красного смещения спектра далеких галактик, обнаруженный Эдвином Хабблом в 1926 г.
На самом деле кванты света, проходя миллиарды световых лет, отдают свою энергию эфиру, "пустому пространству", так как он является реальной физической средой - носителем электромагнитных колебаний с ненулевой вязкостью или трением, и, следовательно, колебания в этой среде должны затухать с расходом энергии на трение. Трение это чрезвычайно мало, а потому эффект "старения света" или "красное смещение Хаббла" обнаруживается лишь на межгалактических расстояниях.
Таким образом, свет далеких звезд не суммируется со светом ближних. Далекие звезды становятся красными, а совсем далекие уходят в радиодиапазон и перестают быть видимыми вообще. Это реально наблюдаемое явление астрономии глубокого космоса. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.