19. Luminiscentā starojuma rašanās.
Starojumu, ko izraisa citi, ar ķermeņa temperatūru nesaistīti apstākļi (piemēram, spīdēšana pēc apgaismošanas), sauc par luminiscenci. Šī spīdēšana nepakļaujas Stefana-Bolcmaņa liumam un tai nav arī siltumstarojumam raksturīgā spektrālā sadalījuma.
Luminisciences veidi, bioluminiscience.
Luminiscences veidus iedala gan atkarībā no pēcspīdēšanas ilguma, gan pēc starojuma ierosinošā cēloņa.
Atkarība no vielas pēcspīdēšanas ilguma izšķir fluorescenci un fosforescenci. Fluorescence norisinās ātri. Fosforescences gadījumā spīdēšana var turpināties pat vairākas minūtes pēc ierosināšanas beigām. Daži fluorescenti šķīdumi spīd tad, kad tos apgaismo, bet tad, kad apgaismošanu pārtrauc, tie uzreiz vairs nespīd. Ja spīdēšana vēl turpinās, tad to sauc par fosforescenci.
Ja luminiscienci ierosina redzamā gaisma vai UV starojums, to sauc par fotoluminiscienci. Hemiluminisciences cēlonis ir vielu ķīmiskās pārvērtības. Tā spīd mitrumā trūdoša koksne.
Bioluminiscienci novero kā jāņtārpinu spīdēšanu. Enerģija spīdēšanai tiek ieguta procesos, kas norisinās dzīvajos organismos.
Katrai luminiscējošai vielai ir savs raksturīgais luminiscences spektrs, pēc kā var noskaidrot šīs vielas sastāvu. Šo sauc par luminiscento analīzi.
Luminisciences izmantošana medicīnā.
Luminiscentās mikroskopijas metode. Šī metode ir dārgāka, taču lielākas iespējās atrast tuberkulozes mikobaktēriju. Luminiscentās mikroskopijas pamatā izmantotas dažu bioloģisku objektu spēja spīdēt vai arī to spēja uzņemt luminiscentās krāsas. Tādu bioloģisku objektu, kuriem pašiem ir spēja spīdēt, ir maz. Arī mikobaktērijas pašas nespīd, tās jākrāso ar fluorohormām krāsām (auramīns, rodamīns). Apstarojot krāsoto preparātu ar ultravioletiem stariem, tuberkulozes mikobaktērija spīd zeltaini dzeltenā krāsā. Preparāts jāskata speciālā luminiscences mikroskopā.
Salīdzinot ar Cīl-Nīlsena metodi, luminiscentā mikroskopija dod līdz l3% lielāku atradi, tātad līdz ar to lielāku bakterioskopijas diagnostisko efektu.
20. Inducēta starojuma rašanās.
Inducētais starojums ir gaismas kvantu emisija no ierosinātiem enerģijas līmeņiem, kad kvantu pāreju inducē tādas pat frekvences un polarizācijas ārējs gaismas kvants. Inducētais starojums ir koherents un polarizēts.
Ja augstākā līmenī apdzīvotība lielāka nekā zemākā līmenī, tad inducētais starojums pārsniedz absorbciju un viela pastiprina primāro starojumu.
Ja tiek nodrošināti vajadzīgie apstākļi, tad divi kvanti inducē vēl divu kvantu izstarošanu. Procesam turpinoties, rodas vienādu inducēto kvantu lavīna.
Inducēto starojumu ģenerē optiskie kvantu ģeneratori – lāzeri. LASER – Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.
Lāzeri, to konstrukcija.
Lāzera galvenās sastāvdaļas ir enerģijas avots, aktīvā viela un pastiprinātajs (optiskais rezonators). Patērejot enerģijas avota enerģiju, tiek ierosināti aktīvās vielas atomi, kas ģenerē inducēta starojuma kvantus. Rezonātors pastiprina induceta starojuma kvantu plūsmu un veido lāzera staru.
Lāzeri darbojas dažādos gaismas viļņa diapazonos, sakot no infrasarkanā un beidzot ar ultravioleto starojumu.
Trīslīmeņu rubīna lāzera darbības princips: aktīvā viela ir mākslīgi izaudzēts rubīna kristāls, kurā ir neliels hroma jonu piejaukums. Šiem hroma joniem ir tada enerģijas līemņu shēma, lai varētu realizēt inducetā starojuma ģenerēšanas nosacījumus. Inducētā starojuma izraisīšanā iesaistās pamatlīmenis E1, ierosināšanas līemnis E3 un ģenerācijas līmenis E2. Hroma jonus no pamatlīmeņa uz ierosināšanas līemni paceļ gāzizlādes lampas zilzaļās gaismas kvanti, kuru enerģija ir E13 = hv13. Līmenis ir nestabils, elektroni nonāk ģenerācijas līmenī. Induceto kvantu ģenerēšana notiek no E2 līmeņa uz pamatlīmeni E1 un izstaroto kvantu enerģija ir E12 = hv12, kas atbilst sarkanās gaismas viļņa garumam.
Lāzeru klasifikācija.
…
