《发光原理》基本概念

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1、1发光的定义：发光就是物体不经过热阶段而将其内部以某种方式吸收的能量直接以光能的形式释放出来的非平衡辐射过程2发光特点：一。冷光:1发光体和周围环境的温度几乎是相同的，并不需要加温2只有个别中心得到能量，周围大量的中心仍处于未被激发的状态二衰减（余辉）1从外界吸收能量到放出光来，花费一定时间。2发出的光既有反映这个物质特点的光谱，又有一定的衰减规律与反射光、散射光、契连科夫辐射等区分发光与热辐射的区别：热辐射：任何高于0K的物体都会向外辐射能量2连续光谱（光强随波长的变化关系）3随着温度的升高，辐射的总功率增大，辐射

2、的光谱分布向短波方向移动平衡辐射：效率低（白炽灯10%，主要为红外辐射）发光：不需要将发光材料加热到高温（如日光灯、显像管等常温下就可产生光发射）原因：电子在不同高能态上的分布偏离热平衡分布从这些高能态的跃迁而来的光就会比相应温度下同样波长的发射强很多需要以某种方式把能量交给物体使电子到一定高能态——激发过程只是在少数中心进行，不会影响物体的温度可以更有效地把外界提供的能量转化成我们所需要的可见光发光所经历的主要物理过程：1激发过程：发光材料从外界吸收能量，将发光中心从基态激发到激发态2辐射跃迁过程：发光中心从激发态

3、跃迁回基态，多余的能量以光子的形式释放出来3无辐射跃迁过程：发光中心从激发态跃迁回基态，多余的能量一声子的形式释放到晶格中，导致材料温度的升高4能量传输过程：输入的激发能在基质与发光中心间、发光中心与发光中心间进行传递主要参数发射光谱激发光谱3种效率互换：1、激发光谱（发光材料特定波长的发光强度与激发光波长的关系。）横坐标吸收光谱，纵坐标吸收强度2.发射光谱：在一定激发源的激发下，发光材料的发光能量或发光强度按波长的分布，横坐标发射光谱，纵坐标相对强度。发光效率：1发光效率反映了材料吸收激发能量后转变为光能的比例2能

4、量效率（功率效率）：发光辐射能量与吸收能量之比量子效率：辐射出的量子数与吸收的量子数之比4流明效率：发射的光通量与吸收的能量之比分立发光的衰减规律：发光衰减的规律是指数式的，只要始态能级相同，相应的发光就有相同的衰减时间余辉区间的定义：实用上将荧光粉的亮度下降到激发停止的瞬间亮度的10%所经历的时间称作余辉时间发光的分类:1机械发光——机械能（ZnS:Mn在振动时发光）2物理发光——物理能（进一步划分）3化学发光——化学能（荧光棒）4生物发光——生物化学能（萤火虫5常用发光器件的发光类型：玻尔假设：（1）定态假设：原

5、子的能量状态是分立的，不连续的可分别以E1、E2、E3、…来表示处于一定能量状态的原子是稳定的即使电子绕原子核作加速运动也不发生电磁辐射量子力学对此进行了解释玻尔频率规则：当原子从一个定态跃迁到另一个定态时，原子发射或吸收电磁辐射所发射或吸收的电磁辐射的频率为角动量量子化：电子绕原子核作圆周运动的角动量的值为2氢原子:基态时的电子轨道半径，称为玻尔半径(0.53A)基态能量（-13.6ev）结合，电离能。能量简并：对于同一能量，可以对应有几个不同的波函数（简并）氢原子的能量对量子数l和ml是简并的单电子原子的势能只与

6、r有关，与r-1成正比多电子原子的能量不再对量子数l简并对于同一个n值，有n2个波函数即：与主量子数n相应的能级是n2重简并的宇称：波函数的宇称就是波函数空间反演的对称性。即对坐标原点是否具有反演对称性l是偶数——偶宇称l是奇数——奇宇称跃迁选律：服从选择定则的跃迁称为允许跃迁，否则就称为禁戒的跃迁电偶极跃迁选择定则跃迁选择定则泡利原理：在多电子原子中，任何两个电子都不可能处在相同的量子态原子的能量状态主要取决于L和S，通常用符号2S+1L来表示，称为光谱项不同状态的能量不仅与量子数L和S有关，还与J有关对给定的L和

7、S，能量按J值分裂为一系列的精细结构成分若L>=S，J可能有2S+1个值，所以，分裂为2S+1个精细成分若L

8、2、3P1、3P0L=1，S=0时，J=1，光谱支项为1P1n、l都相同的电子称为等价电子如2p2、2p3、4f5、3d4等以2p2为例，按照LS偶合直接计算将得到错误的结果l1=1，l2=1所以：L=2，1，0，S=1，0所以：2p2组态所对应的光谱项为：3D，3P，3S，1D，1P，1S光谱支项为3D3，2，1、3P，1，0、3S1、1D2