固体发光期末复习题.doc

固体发光材料与应用
概念、简答、论述、发挥
(包括简单、完整概念)
发光:即Luminescence一词,作为一个技术名词,是专指一种特殊的光发射现象。
发光:是物体内部以某种方式吸收的能量转化为光辐射的过程。
发光概念/内涵:当物质受到诸如光照、外加电场或电子束轰击等的激发后,吸收了外界能量,其电子处于激发状态,物质只要不因此而发生化学变化,当外界激发停止以后,处于激发状态的电子总要跃迁回到基态。
在这个过程中,一部分多余能量通过光或热的形式释放出来。这部分能量以光的电磁波形式发射出来,即称为发光现象。
概括地说,发光就是物质内部以某种方式吸收能量以后,以热辐射以外的光辐射形式发射出多余的能量的过程。
:是炽热物体的光辐射,又叫热辐射。
起因于物体的温度。T,热平衡(准平衡),相应热辐射。
热辐射体的光谱只决定于辐射体的温度及其发射本领。
:在某种外界作用激发下,物体偏离原来的热平衡态所产生的辐射。发光是其一种。
:
热辐射:温度在0K以上的任何物体都有热辐射,但温度不够高时辐射波长大多在红外区,人眼看不见。物体的温度达到5000℃以上时,辐射的可见部分就够强了,例如烧红了的铁,电灯泡中的灯丝等等。
开始不发光→暗红→橙色→黄白色
发光:叠加在热辐射之上的一种光发射。发光材料能够发出明亮的光,而它的温度却比室温高不了多少。因此发光有时也被称为“冷光”。
(知道谁是判据就行)
非平衡辐射有许多种,除了发光以外,还有反射、散射等。
光辐射的特征一般可用5个宏观光学参量描述:亮度、光谱、相干性、偏振度和辐射期间。
亮度:亮度高低不能区分各种类型的非平衡辐射;
光谱改变及非相干性:不仅在发光中存在,在联合散射和康普顿-吴有训效应中也有。而且,作为在特定条件下的发光,如激光(受激发射)及超辐射(特殊条件下的自发发射),具有相干性。
偏振度:在发光现象中并没有带普遍性的特点。
辐射期间:是判据。发光有一个比较长的延续时间(Duration),这个延续时间有长有短,总之都比反射、散射的持续时间长很多。
,发光学中称这种作用为激发。
,为什么?(没看懂)
发光与非发光材料并没有明显界限!
自然界中天然或合成的发光体数量很大。人体的牙齿、指甲,动物的脂肪、卵、奶、皮肤,植物的浆液、油、果实,又如蚕丝、树脂、叶绿体、纸张等………
无机固体发光材料,大致可分为:纯材料、掺杂材料

吸收光谱:吸收系数kλ随波长(或频率)的变化。
激发光谱:是指发光的某一谱线或谱带的强度随激发光波长(或频率)的变化。横轴代表所用的激发光波长,纵轴代表发光的强弱。
激发光谱反映不同波长的光激发材料的效果。表示对发光起作用的激发光的波长范围。
吸收光谱只说明材料的吸收,至于吸收后是否发光,则不一定。
把吸收光谱和激发光谱相互对比,就可判断哪些吸收对发光是有贡献的,哪些是不起作用的。
9. 激发光谱和发射光谱的区别联系
发光光谱(也称发射光谱):是指发光的能量按波长或频率的分布。通常实验测量的是发光的相对能量。发射光谱中,横坐标为波长(或频率),纵坐标为发光相对强度。
激发光谱:是指发光的某一谱线或谱带的强度随激发光波长(或频率)的变化。横轴代表所用的激发光波长,纵轴代表发光的强弱。
发射光谱是在某一光波激发下,材料发光的能量按波长分布,激发光谱是不同光波激发下材料选定某一波长对应的能量随激发光波长的分布,两者互相呼应。
(掌握现象之间的关系)
(一)离子被激发到较高能量状态情况
激发的离子处于高能态,它们就不是稳定的,随时有可能回到基态。
在回到基态的过程中,如果发射出光子,这就是发光,这个过程就叫做发光跃迁或辐射跃迁。
如果离子在回到基态时不发射光子,而将激发能散发为热(晶格振动),这就称为无辐射跃迁或猝灭。
激发的离子是发射光子,还是发生无辐射跃迁,或者是将激发能量传递给别的离子,这几种过程都有一定的几率,决定于离子周围的情况(如近邻离子的种类、位置等)。
(二)产生电子和空穴情况
由激发而产生的电子和空穴,不稳定,最终将会复合。
在复合以前有可能经历复杂的过程。如,它们可能分别被杂质离子或晶格缺陷所捕获,由于热振动而又可能获得自由,这样可以反复多次,最后才复合而放出能量。
一般而言,电子和空穴总是通过某种特定的中心而实现复合的。
若复合后发射出光子,这种中心就是发光中心(可以是组成基质的离子、离子团或有意掺入的激活剂)
有些复合中心将电子和空穴复合的能量转变为热而不发射光