Калоресценция - Calorescence

Калоресценция это когда материя поглощает инфракрасный лучистая энергия и излучает видимый лучистая энергия на ее месте. Например, некоторые виды горючего газа выделяют большое количество лучистого тепла и очень мало видимого света при горении, и если кусок металла поместить в такое пламя, металл станет ярко раскаленным докрасна, т. Е. металл поглощает невидимое инфракрасное излучение и излучает видимое излучение. Слово калорийность был придуман в 1864 году по образцу слова флуоресценция который был придуман в 1852 году. В то время флуоресценция определялась как поглощение в ультрафиолетовой части спектра с последующим излучением в видимой части спектра. Калоресценцию дополнительно определяли как поглощение в инфракрасном диапазоне с последующим излучением в видимом.

Ниже приводится лабораторная демонстрация калоресценции. Обычная лампочка излучает много инфракрасного света. Сероуглерод представляет собой бесцветную жидкость, прозрачную как в инфракрасном, так и в видимом диапазоне. Йод легко растворяется в этой жидкости и заставляет жидкость приобретать черный цвет и становиться полностью непрозрачной для видимого света при наличии достаточного количества йода. В то же время, однако, йод практически не влияет на прозрачность жидкости по отношению к инфракрасному свету. Следовательно, когда свет от обычной лампочки проходит через тело этого раствора, с другой стороны выходит много инфракрасного излучения и только инфракрасное. Этот инфракрасный свет можно сфокусировать с помощью вогнутого зеркала (или оптической линзы, изготовленной из каменная соль, но не линзы из стекла, потому что стекло плохо передает инфракрасное излучение). В точке фокусировки с помощью хорошего инструмента для фокусировки инфракрасный луч достаточно силен, чтобы поджечь бумагу. Если поместить в фокус небольшой кусочек негорючего твердого материала, он будет заметно светиться от тепла; т.е. материал будет поглощать инфракрасное излучение и излучать видимый свет.

Ниже приводится еще одна лабораторная иллюстрация калоресценции. В пламени чистого водород при горении в кислороде водород химически соединяется с кислородом с образованием воды (H₂O) плюс выделяется много тепла. Эта жара - это лучистое излучение из новообразованных молекул воды. То есть тепло представляет собой тепловое излучение, чей конкретный набор частот излучения уникально характерен для молекул воды, как это определено эмиссионная спектроскопия. Молекулы воды имеют очень слабое излучение в видимой части спектра при любой температуре (см. спектральное поглощение воды ). Температура водородного пламени более 2000 градусов по Цельсию. Если кусок платина Помещенный в пламя, платина станет «раскаленной добела» и испустит яркий свет. Таким образом, платина поглощает излучение, имеющее спектральный профиль воды, и испускает излучение, имеющее спектральный профиль платины. (Платина также забирает тепло от столкновений с движущимися молекулами газа).

Термин калоресценция сегодня редко используется, тогда как термин флуоресценция широко распространен. Одна из причин заключается в том, что не существует физического объяснения калоресценции, специфичной для калоресценции. Соответственно, физические объяснения некоторых типов поведения флуоресценции также являются объяснением калоресценции, и слово флуоресценция было предпочтительным и расширено в обычном использовании, чтобы включить калоресценцию. Другая причина заключается в том, что не существует широко используемого практического приложения, связанного с словом калоресценция, в то время как для слова флуоресценция существует. Связанный с этим элемент современной терминологии физики - это так называемый "Антистоксов сдвиг ". А Стоксов сдвиг относится к молекулярному поглощению лучистой энергии более высоких частот с последующим излучением более низких частот; и антистоксов сдвиг относится к поглощению более низких частот с последующим излучением более высоких частот. С помощью этой терминологии к термину «антистоксовая фотолюминесценция» прилагаются практические приложения в материаловедении, включая полупроводники (посмотреть примеры ). В лазерной науке используется такая же терминология, как «инфракрасное преобразование с повышением частоты», «люминесценция с повышенным преобразованием» или просто «преобразование с повышением частоты " (посмотреть примеры ). Эта терминология обычно подразумевает свечение, в отличие от накал, в то время как слово Calorescence относится к 19 веку, когда единственными известными методами преобразования с повышением частоты были методы накаливания.

Ссылки и внешние ссылки

Слово калоресценция было придумано Джон Тиндалл и две лабораторные демонстрации, описанные выше, появляются в книге Тиндаля 1872 г. Вклад в молекулярную физику в области лучистого тепла (формат DjVu, 17 мегабайт).

В эту статью включен текст из публикации, которая сейчас находится в всеобщее достояние: Чисхолм, Хью, изд. (1911). "Калоресценция ". Британская энциклопедия (11-е изд.). Издательство Кембриджского университета.