Цацраг туяа нь байгальд эрт дээр үеэс мэдэгдэж байсан бөгөөд энэ нь мэдэгдэж буй бүх төрлийн цацрагаас (дулааны цацраг, тусгал, гэрлийн тархалт гэх мэт) ялгаатай байдаг. Энэ цацраг нь гэрэлтдэг цацраг бөгөөд тэдгээрийн жишээ нь харагдахуйц, хэт ягаан туяа, рентген туяа, -цацраг гэх мэт цацраг туяагаар цацраг идэвхт биетүүдийн гэрэлтэлт байж болно. Янз бүрийн төрлийн өдөөлтүүдийн нөлөөн дор гэрэлтэх чадвартай бодисыг нэрлэдэг. фосфор.

Гэрэлтэх- өгөгдсөн температурт биеийн дулааны цацрагаас хэтэрсэн, гэрлийн хэлбэлзлийн хугацаанаас илүү үргэлжлэх хугацаатай тэнцвэрт бус цацраг. Энэхүү тодорхойлолтын эхний хэсэг нь гэрэлтэх нь дулааны цацраг биш (§ 197-г үзнэ үү) гэсэн дүгнэлтэд хүргэдэг, учир нь 0 К-ээс дээш температурт байгаа аливаа бие нь цахилгаан соронзон долгионыг ялгаруулдаг бөгөөд ийм цацраг нь дулааны шинж чанартай байдаг. Хоёрдахь хэсэг нь гэрэлтэх нь гэрлийн тусгал, тархалт, цэнэглэгдсэн бөөмсийн цацраг туяа гэх мэт гэрэлтэлтийн төрөл биш гэдгийг харуулж байна. Гэрлийн хэлбэлзлийн хугацаа нь ойролцоогоор 10 -15 секунд байдаг тул гэрлийн үргэлжлэх хугацааг ангилж болно. гэрэлтэх нь илүү урт байдаг тул ойролцоогоор 10 -10 сек байна. Гарын үсэг зурах

Гэрэлтэх хугацаа нь гэрэлтэлтийг бусад тэнцвэргүй үйл явцаас ялгах боломжийг олгодог. Тиймээс, энэ шалгуурт үндэслэн Вавилов-Черенковын цацрагийг (§189-ийг үзнэ үү) гэрэлтэлттэй холбож болохгүй гэдгийг тогтоох боломжтой болсон.

Өдөөлтийн аргуудаас хамааран дараахь зүйлүүд байдаг. фотолюминесцент(гэрлийн нөлөөн дор), Рентген туяаны гэрэлтэлт(рентген туяаны нөлөөн дор), катодолюминесцент(электронуудын нөлөөн дор), электролюминесцент(цахилгаан талбайн нөлөөн дор), радиолюминесцент(цөмийн цацрагаар өдөөгдсөн үед, жишээ нь -цацраг, нейтрон, протон), химилюминесцент(химийн өөрчлөлтийн үед), триболюминесцент(элсэн чихэр гэх мэт зарим талстыг нунтаглах, хугалах үед). Гэрэлтэх хугацаанаас хамааран тэдгээрийг дараахь байдлаар ялгадаг. флюресцент(t10 -8 сек) ба фосфоресценц- өдөөлт зогссоны дараа мэдэгдэхүйц хугацаанд үргэлжлэх гэрэлтэх.

Люминесценцийн анхны тоон судалгааг зуу гаруй жилийн өмнө хийжээ Ж.Стокс, 1852 онд дараах дүрмийг томъёолсон: гэрэлтэгч цацрагийн долгионы урт нь түүнийг өдөөсөн гэрлийн долгионы уртаас үргэлж их байдаг (Зураг 326). Квантын үүднээс Стоксын дүрэм нь энерги гэсэн үг юм hvОслын фотон хэсэгчлэн зарим оптик бус процессуудад зарцуулагддаг, өөрөөр хэлбэл.

hv=hv люмен +E,

хаанаас v lum , томъёолсон дүрмийн дагуу.

Гэрэлтэлтийн гол энергийн шинж чанар нь эрчим хүчний гаралт, 1924 онд С.И.Вавилов нэвтрүүлсэн - фосфорыг бүрэн гэрэлтүүлэх үед ялгаруулж буй энерги болон түүнд шингэсэн энергийн харьцаа. Ердийн органик фосфорын хувьд (флюресцеины уусмалын жишээг ашиглан) энергийн гаралтын  сэтгэл хөдөлгөм гэрлийн долгионы уртаас  хамааралтай болохыг Зураг дээр үзүүлэв. 327. Зурагнаас үзэхэд эхлээд  нь -тай пропорциональ өсөж, дараа нь хамгийн их утгад хүрч, цааш өсөхөд хурдан тэг болж буурдаг. TO(Вавиловын хууль).Төрөл бүрийн фосфорын энергийн гарц нь нэлээд өргөн хүрээнд хэлбэлздэг бөгөөд түүний хамгийн их утга нь ойролцоогоор 80% хүрч болно.

Гадны хольцтой зохиомлоор бэлтгэсэн талстыг үр дүнтэй гэрэлтүүлдэг хатуу бодисыг нэрлэдэг. болор фосфор.Кристал фосфорыг жишээ болгон ашигласнаар бид хатуу биетүүдийн туузан онолын үүднээс люминесценц үүсэх механизмыг авч үзэх болно. Кристал фосфорын валентын зурвас ба дамжуулах зурвасын хооронд идэвхжүүлэгчийн хольцын түвшин байдаг (Зураг 328). At

Идэвхжүүлэгч атом hv энергитэй фотоныг шингээх үед хольцын түвшнээс электрон дамжуулалтын зурваст шилжиж, идэвхжүүлэгч ионтой тулгарах хүртэл талст даяар чөлөөтэй хөдөлж, түүнтэй дахин нэгдэж, дахин хольцын түвшинд шилжинэ. Рекомбинац нь гэрэлтдэг квант ялгаруулалтыг дагалддаг. Фосфорын гэрэлтэх хугацаа нь идэвхжүүлэгч атомуудын өдөөгдсөн төлөвийн ашиглалтын хугацаагаар тодорхойлогддог бөгөөд энэ нь ихэвчлэн секундын тэрбумаас хэтрэхгүй байна. Тиймээс гэрэлтэх нь богино хугацаатай бөгөөд цацраг туяа зогссоны дараа бараг алга болдог.

Удаан хугацаанд гэрэлтэх (фосфоресценц) үүсэхийн тулд болор фосфор нь мөн агуулагдах ёстой. барих төв, эсвэл урхиэлектронуудын хувьд, дүүргэгдээгүй орон нутгийн түвшин (жишээ нь, Jl 1 ба L 2), дамжуулах зурвасын ёроолд ойрхон байрладаг (Зураг 329). Тэдгээр нь хольцын атомууд, завсрын атомууд гэх мэтээр үүсч болно.Гэрлийн нөлөөн дор идэвхжүүлэгч атомууд өдөөгдөж, өөрөөр хэлбэл, хольцын түвшингээс электронууд дамжуулалтын зурваст шилжиж, чөлөөтэй болдог. Гэсэн хэдий ч тэд урхинд баригддаг бөгөөд үүний үр дүнд тэд хөдөлгөөнгүй болж, улмаар идэвхжүүлэгч ионтой дахин нэгдэх чадвараа алддаг. Электроныг урхинаас гаргахын тулд электронууд, жишээлбэл, торны дулааны чичиргээнээс олж авах боломжтой тодорхой энерги зарцуулдаг. Хавхнаас гарсан электрон дамжуулагчийн зурваст орж, урхинд дахин баригдах эсвэл идэвхжүүлэгч ионтой дахин нэгдэх хүртэл болор дундуур хөдөлдөг.

Сүүлчийн тохиолдолд гэрэлтэгч цацрагийн квант гарч ирдэг. Энэ процессын үргэлжлэх хугацаа нь электронуудын урхинд байх хугацаагаар тодорхойлогддог.

Жишээлбэл, гэрэлтэх үзэгдлийг практикт өргөн ашигладаг гэрэлтэгч анализ -бодисын найрлагыг шинж чанараар нь тодорхойлох арга. Энэ арга нь маш мэдрэмтгий (ойролцоогоор 10-10 г/см 3) тул бага зэргийн хольц байгаа эсэхийг илрүүлэх боломжийг олгодог бөгөөд биологи, анагаах ухаан, хүнсний үйлдвэр гэх мэт хамгийн нарийн судалгаанд ашиглагддаг. Гэрэлтэгч согог илрүүлэхмашины эд анги болон бусад бүтээгдэхүүний гадаргуу дээрх хамгийн нарийн хагарлыг илрүүлэх боломжийг олгодог (шалгаж буй гадаргуу нь гэрэлтэгч уусмалаар хучигдсан бөгөөд арилгасны дараа ан цавд үлддэг).

Фосфорыг флюресцент чийдэнд ашигладаг, оптик квант генератор (§ 233-ыг үзнэ үү) ба сцинтиллятор (доор авч үзэх болно), электрон оптик хөрвүүлэгчид (§ 169-ийг үзнэ үү) идэвхтэй орчин болдог, онцгой байдлын болон өнгөлөн далдлах гэрэлтүүлгийг бий болгоход ашигладаг. төрөл бүрийн төхөөрөмжийн гэрэлтэгч индикатор үйлдвэрлэхэд зориулагдсан.

Дулааны цацраг ба гэрэлтэлт.

Гэрэлтдэг биетийн цацрагт зарцуулсан энергийг янз бүрийн эх үүсвэрээс нөхөж болно. Агаарт исэлддэг фосфор нь химийн хувирлын явцад ялгарах энергийн улмаас гэрэлтдэг. Энэ төрлийн гэрэлтэлтийг химилюминесценц гэж нэрлэдэг. Төрөл бүрийн бие даасан хийн ялгаруулалтын үед гарч ирдэг гэрэлтэлтийг электролюминесцент гэж нэрлэдэг. Электронуудын бөмбөгдөлтөөс үүссэн хатуу биетүүдийн гэрэлтэлтийг катодолюминесценц гэж нэрлэдэг. Биеийн тодорхой долгионы урттай цацрагийн ялгаралт λ 1 нь энэ биеийг долгионы урттай цацрагаар цацрагаар (эсвэл өмнө нь цацрагаар цацаж байсан) үүсгэж болно. λ 1-ээс бага λ 2. Ийм процессыг фотолюминесценц гэдэг нэрээр нэгтгэдэг (Люминесценц гэдэг нь тухайн температурт биеийн дулааны цацрагаас хэтэрсэн цацраг туяа бөгөөд ялгарах долгионы хугацаанаас ихээхэн давсан үргэлжлэх хугацаатай байдаг. Гэрэлтэгч бодисыг фосфор гэж нэрлэдэг ).

Зураг 8. 1 Химилюминесценц

Зураг 8. 2 Фотолюминесценц

Зураг 8. 3 Электролюминесценц.

Хамгийн түгээмэл нь халаалтаас болж биеийн гэрэлтэх явдал юм. Энэ төрлийн гэрэлтэлтийг дулааны (эсвэл температурын) цацраг гэж нэрлэдэг. Дулааны цацраг нь ямар ч температурт тохиолддог боловч бага температурт бараг л урт (хэт улаан туяаны) цахилгаан соронзон долгион ялгардаг.

Цацрааж буй биеийг төгс цацруулагч гадаргуутай үл нэвтрэх бүрхүүлээр хүрээлүүлье (Зураг).

Бие дээр унасан цацраг нь түүнд шингэдэг (хэсэгчилсэн эсвэл бүрэн). Үүний үр дүнд бие болон бүрхүүлийг дүүргэх цацрагийн хооронд эрчим хүчний тасралтгүй солилцоо явагдах болно. Хэрэв бие ба цацрагийн хоорондох энергийн хуваарилалт долгионы урт бүрт өөрчлөгдөөгүй хэвээр байвал биеийн цацрагийн системийн төлөв байдал тэнцвэрт байдалд байх болно. Туршлагаас харахад цацрагийн биеттэй тэнцвэртэй байж болох цорын ганц төрлийн цацраг нь дулааны цацраг юм. Бусад бүх төрлийн цацраг нь тэнцвэргүй болж хувирдаг.

Дараа нь биеийн дотоод энерги буурч, улмаар температур буурах болно. Энэ нь эргээд биеэс ялгарах энергийн хэмжээ буурахад хүргэдэг. Бие махбодоос ялгарах энерги нь шингэсэн энергитэй тэнцэх хүртэл биеийн температур буурах болно. Хэрэв тэнцвэрт байдал нөгөө чиглэлд алдагдах юм бол, өөрөөр хэлбэл ялгарах энерги нь шингэсэн хэмжээнээс бага байвал тэнцвэрт байдал дахин тогтох хүртэл биеийн температур нэмэгдэнэ. Тиймээс биеийн цацрагийн системийн тэнцвэргүй байдал нь тэнцвэрийг сэргээх үйл явц үүсэх шалтгаан болдог.

Ямар ч төрлийн гэрэлтэлтийн хувьд нөхцөл байдал өөр байна. Үүнийг химилюминесценцийн жишээн дээр харуулъя. Цацраг үүсгэх химийн урвал явагдаж байх үед цацраг идэвхт бие нь анхны төлөвөөсөө улам бүр холддог. Бие махбодид цацрагийг шингээх нь урвалын чиглэлийг өөрчлөхгүй, харин эсрэгээр анхны чиглэлд илүү хурдан (халаалтын улмаас) урвалд хүргэдэг. Зөвхөн урвалд орж буй бодисууд болон Гялалзагч бодисыг бүхэлд нь хэрэглэж дууссаны дараа тэнцвэрт байдал бий болно.

химийн процессын улмаас үүссэн нь дулааны цацрагаар солигдоно.

Тиймээс бүх төрлийн цацрагуудаас зөвхөн дулааны цацраг л тэнцвэрт байдалд байж болно. Термодинамикийн хуулиуд нь тэнцвэрийн төлөв, процесст хамаарна. Тиймээс дулааны цацраг нь термодинамикийн зарчмуудаас үүдэлтэй зарим ерөнхий хуулиудыг дагаж мөрдөх ёстой. Одоо бид эдгээр хэв маягийг авч үзэх болно.

8.2 Кирхгофын хууль.

Дулааны цацрагийн зарим шинж чанарыг танилцуулъя.

Эрчим хүчний урсгал (ямар ч давтамж), бүх чиглэлд нэгж хугацаанд цацрагт биеийн нэгж гадаргуугаас ялгарах(хатуу өнцгийн дотор 4π), дуудсан биеийн энергийн гэрэлтэлт (Р) [Р] = Вт/м2 .

Цацраг нь янз бүрийн давтамжийн (ν) долгионоос бүрдэнэ. ν-ээс ν хүртэлх давтамжийн мужид биеийн нэгж гадаргуугаас ялгарах энергийн урсгалыг тэмдэглэе. + dν, d-ээр дамжуулан Рν. Дараа нь өгөгдсөн температурт.

Хаана - спектрийн нягт эрчим хүчний гэрэлтэлт, эсвэл биеийн ялгаруулалт .

Туршлагаас харахад биеийн ялгаруулах чадвар нь биеийн температураас хамаардаг (температур бүрийн хувьд хамгийн их цацраг нь өөрийн давтамжийн мужид байдаг). Хэмжээ .

Ялгаралтыг мэдсэнээр бид энергийн гэрэлтүүлгийг тооцоолж болно.

dν интервалд давтамж нь агуулагдах цахилгаан соронзон долгионы улмаас үүссэн биеийн гадаргуугийн энгийн хэсэгт dФ цацрагийн энергийн урсгал унана. Энэ урсгалын нэг хэсэг нь биед шингэх болно. Хэмжээгүй

дуудсан биеийн шингээх чадвар . Энэ нь бас температураас ихээхэн хамаардаг.

Тодорхойлолтоор энэ нь нэгээс их байж болохгүй. Бүх давтамжийн цацрагийг бүрэн шингээх биеийн хувьд, . Ийм биеийг нэрлэдэг туйлын хар (энэ бол идеализаци юм).

Үүний төлөө бие мөн бүх давтамжийн хувьд нэгдмэл байдлаас бага,дуудсан саарал бие (энэ нь бас идеализаци юм).

Биеийн ялгаруулах болон шингээх чадварын хооронд тодорхой холбоо байдаг. Дараах туршилтыг оюун ухаанаараа хийцгээе.

Битүү бүрхүүл дотор гурван биетэй байг. Бие нь вакуумд байдаг тул эрчим хүчний солилцоо нь зөвхөн цацрагаар явагддаг. Туршлагаас харахад ийм систем хэсэг хугацааны дараа дулааны тэнцвэрт байдалд хүрнэ (бүх бие ба бүрхүүл нь ижил температуртай байх болно).

Энэ төлөвт илүү их ялгаруулах чадвартай бие нь нэгж хугацаанд илүү их энерги алддаг боловч энэ бие нь илүү их шингээх чадвартай байх ёстой.

Густав Кирхгоф 1856 онд боловсруулсан хууль мөн санал болгосон хар биеийн загвар .

Шингээх чадварын харьцаа нь биеийн шинж чанараас хамаардаггүй; энэ нь бүх биед ижил байдаг(бүх нийтийн)давтамж ба температурын функц.

хаана f(- Кирхгофын бүх нийтийн функц.

Энэ функц нь бүх нийтийн буюу үнэмлэхүй шинж чанартай байдаг.

Тус тусад нь авч үзвэл, нэг биеэс нөгөөд шилжих үед хэмжигдэхүүн нь маш хүчтэй өөрчлөгдөж болох боловч тэдгээрийн харьцаа байнгабүх биед (өгөгдсөн давтамж, температурт).

Үнэмлэхүй хар биеийн хувьд =1, тиймээс, түүний хувьд f(, өөрөөр хэлбэл. Кирхгофын бүх нийтийн функц нь бүрэн хар биений ялгаруулах чадвараас өөр зүйл биш юм.

Хар биет байгальд байдаггүй. Хөө тортог эсвэл цагаан алтны хар нь 1 шингээх чадвартай боловч зөвхөн хязгаарлагдмал давтамжийн мужид байдаг. Гэсэн хэдий ч жижиг нүхтэй хөндий нь шинж чанараараа бүрэн хар биетэй маш ойрхон байдаг. Дотор нь орж ирж буй цацраг олон тусгалын дараа заавал шингэдэг бөгөөд ямар ч давтамжтай цацраг туяа.

Ийм төхөөрөмж (хөндий) ялгаруулах чадвар нь маш ойрхон байна е(ν ,Т). Тиймээс хэрэв хөндийн хана нь температурыг хадгалж байвал Т, дараа нь цацраг нь нүхнээс гарч ирдэг бөгөөд спектрийн найрлага нь ижил температурт туйлын хар биетийн цацрагт маш ойрхон байдаг.

Энэ цацрагийг спектр болгон задлах замаар функцийн туршилтын хэлбэрийг олж болно е(ν ,Т)(Зураг 1.3), өөр өөр температурт Т 3 > Т 2 > Т 1 .

Муруйгаар бүрхэгдсэн талбай нь хар биетийн эрч хүчийг харгалзах температурт өгдөг.

Эдгээр муруй нь бүх биед ижил байдаг.

Муруйнууд нь молекулын хурдыг хуваарилах функцтэй төстэй. Гэхдээ тэнд муруйгаар бүрхэгдсэн талбайнууд тогтмол байдаг боловч энд температур нэмэгдэхийн хэрээр талбай нь мэдэгдэхүйц нэмэгддэг. Энэ нь эрчим хүчний нийцтэй байдал нь температураас ихээхэн хамааралтай болохыг харуулж байна. Температур нэмэгдэхийн хэрээр хамгийн их цацраг (ялгаралт) ээлжилүү өндөр давтамж руу.

Цахилгаан соронзон цацраг. Спектрийн шинжилгээний аргуудын хэрэглээ.

Цацрагийн энерги.

Гэрлийн эх үүсвэр нь эрчим хүч зарцуулах ёстой. Гэрэл гэдэг нь 4·10-7 - 8·10-7 м долгионы урттай цахилгаан соронзон долгион юм. Цахилгаан соронзон долгион нь цэнэгтэй бөөмсийн хурдасгасан хөдөлгөөнөөс үүсдэг. Эдгээр цэнэглэгдсэн хэсгүүд нь атомын нэг хэсэг юм. Гэхдээ атом хэрхэн бүтэцтэй болохыг мэдэхгүй бол цацрагийн механизмын талаар найдвартай юу ч хэлж чадахгүй. Төгөлдөр хуурын утсанд ямар ч дуу байхгүйтэй адил атом дотор гэрэл байхгүй гэдэг нь тодорхой. Алханд цохиулсны дараа л дуугардаг утас шиг атомууд догдолсныхоо дараа л гэрэл төрдөг.
Атомыг цацруулж эхлэхийн тулд энергийг түүнд шилжүүлэх ёстой. Явах үед атом нь хүлээн авсан энергийг алддаг бөгөөд бодис тасралтгүй гэрэлтэхийн тулд гаднаас түүний атом руу энерги орох шаардлагатай байдаг.

Дулааны цацраг. Цацрагийн хамгийн энгийн бөгөөд хамгийн түгээмэл төрөл бол дулааны цацраг бөгөөд гэрэл ялгаруулахын тулд атомуудын алдсан энерги нь атомууд эсвэл (молекулууд) ялгардаг биеийн дулааны хөдөлгөөний энергиэр нөхөгддөг.
19-р зууны эхэн үед. Үзэгдэх гэрлийн спектрийн улаан хэсэг дээр (долгионы уртаар) нүдэнд үл үзэгдэх спектрийн хэт улаан туяаны хэсэг, харагдах гэрлийн спектрийн ягаан хэсгийн доор үл үзэгдэх хэт ягаан туяа байдаг болохыг олж мэдсэн. спектр.
Хэт улаан туяаны долгионы урт нь 3·10-4-ээс 7.6·10-7 м-ийн хооронд хэлбэлздэг бөгөөд энэ цацрагийн хамгийн онцлог шинж чанар нь дулааны нөлөө юм. IR туяаны эх үүсвэр нь аливаа бие юм. Биеийн температур өндөр байх тусам энэ цацрагийн эрч хүч нэмэгддэг. Биеийн температур өндөр байх тусам атомууд илүү хурдан хөдөлдөг. Хурдан атомууд (молекулууд) хоорондоо мөргөлдөхөд тэдний кинетик энергийн нэг хэсэг нь атомуудын өдөөх энерги болж хувирч, дараа нь гэрэл ялгаруулдаг.

Хэт улаан туяаны цацрагийг термопар, болометр ашиглан судалдаг. Шөнийн харааны төхөөрөмжүүдийн ажиллах зарчим нь хэт улаан туяаны цацрагийг ашиглахад суурилдаг.
Цацрагийн дулааны эх үүсвэр нь нар, түүнчлэн ердийн улайсдаг чийдэн юм. Дэнлүү нь маш тохиромжтой, гэхдээ бага өртөгтэй эх үүсвэр юм. Дэнлүүнд цахилгаан гүйдлээр ялгарах нийт энергийн ердөө 12 орчим хувь нь гэрлийн энерги болж хувирдаг. Гэрлийн дулааны эх үүсвэр нь дөл юм. Түлшний шаталтын явцад ялгарах энергийн улмаас тортогны ширхэгүүд халж, гэрэл ялгаруулдаг.

Электролюминесцент. Атомуудад гэрэл гаргахад шаардагдах энерги нь дулааны бус эх үүсвэрээс ч гарч болно. Хийн ялгарах үед цахилгаан орон нь электронуудад илүү их кинетик энерги өгдөг. Хурдан электронууд атомуудтай мөргөлддөг. Электронуудын кинетик энергийн нэг хэсэг нь атомыг өдөөдөг. Өдөөгдсөн атомууд гэрлийн долгион хэлбэрээр энерги ялгаруулдаг. Үүнээс болж хий дэх ялгадас нь гэрэлтэх дагалддаг. Энэ бол электролюминесцент юм.

Катодолюминесцент. Электронуудын бөмбөгдөлтөөс үүссэн хатуу биетүүдийн гэрэлтэлтийг катодолюминесценц гэж нэрлэдэг. Катодолюминесценцийн ачаар катодын цацрагийн хоолойн дэлгэц нь гэрэлтдэг.

Химилюминесцент. Эрчим хүч ялгаруулдаг зарим химийн урвалын үед энэ энергийн нэг хэсэг нь шууд гэрэл цацруулахад зарцуулагддаг. Гэрлийн эх үүсвэр нь сэрүүн хэвээр байна (энэ нь орчны температурт байдаг). Энэ үзэгдлийг химилюминесценц гэж нэрлэдэг.

Фотолюминесцент. Бодис дээр туссан гэрэл хэсэгчлэн тусч, хэсэгчлэн шингэдэг. Шингээсэн гэрлийн энерги нь ихэнх тохиолдолд зөвхөн биеийг халаахад хүргэдэг. Гэсэн хэдий ч зарим биетүүд цацрагийн нөлөөн дор шууд гэрэлтэж эхэлдэг. Энэ бол фотолюминесценц юм.

Гэрэл нь бодисын атомыг өдөөдөг (дотоод энергийг нь нэмэгдүүлдэг), дараа нь тэд өөрсдөө гэрэлтдэг. Жишээлбэл, зул сарын гацуур модны олон чимэглэлийг бүрхсэн гэрэлтдэг будаг нь цацраг туяагаар цацруулдаг. Хатуу бодисын фотолюминесценц, түүнчлэн тусгай зориулалтын фосфор нь зөвхөн харагдахуйц биш, хэт ягаан туяа, хэт улаан туяаны мужид ч байж болно. Фотолюминесценцийн үед ялгарах гэрэл нь дүрмээр бол гэрэлтэлтийг өдөөдөг гэрлээс илүү урт долгионы урттай байдаг. Үүнийг туршилтаар ажиглаж болно. Хэрэв та ягаан шүүлтүүрээр дамжсан гэрлийн туяаг флюресцент (органик будаг) бүхий сав руу чиглүүлбэл энэ шингэн нь ногоон-шар гэрлээр гэрэлтэж эхэлдэг, өөрөөр хэлбэл ягаан гэрлээс илүү урт долгионы урттай гэрлээр гэрэлтэж эхэлдэг.
Фотолюминесценцийн үзэгдлийг флюресцент лампуудад өргөн ашигладаг. Зөвлөлтийн физикч С.И.Вавилов гадагшлуулах хоолойн дотоод гадаргууг хийн ялгаралтаас богино долгионы цацрагийн нөлөөгөөр тод гэрэлтэх чадвартай бодисоор бүрхэхийг санал болгов.

Спектрийн энергийн хуваарилалт.

Аль ч эх үүсвэр нь монохромат гэрэл үүсгэдэггүй, өөрөөр хэлбэл тодорхой долгионы урттай гэрлийг үүсгэдэг. Призм ашиглан гэрлийг спектр болгон задлах туршилтууд, түүнчлэн интерференц ба дифракцийн туршилтуудаар бид үүнд итгэлтэй байна.
Эх үүсвэрээс гэрэл авч явдаг энерги нь гэрлийн туяаг бүрдүүлдэг бүх урттай долгион дээр тодорхой байдлаар тархдаг. Долгионы урт ба давтамжийн хооронд энгийн хамаарал байдаг тул энерги нь давтамжаар тархдаг гэж хэлж болно: ђv = c.
Цахилгаан соронзон цацрагийн урсгалын нягтрал буюу эрчмийг бүх давтамжийн эрчим хүчээр тодорхойлно. Цацрагийн давтамжийн тархалтыг тодорхойлохын тулд шинэ хэмжигдэхүүнийг нэвтрүүлэх шаардлагатай: нэгж давтамжийн интервал дахь эрчим. Энэ хэмжигдэхүүнийг цацрагийн эрчмийн спектрийн нягт гэж нэрлэдэг.

Эрчим хүчний хуваарилалтыг тооцоолохын тулд та нүдэндээ найдаж болохгүй. Нүд нь гэрэлд сонгомол мэдрэмжтэй байдаг: түүний хамгийн их мэдрэмж нь спектрийн шар-ногоон бүсэд оршдог. Бүх долгионы урттай гэрлийг бараг бүрэн шингээхийн тулд хар биений өмчийг ашиглах нь хамгийн сайн арга юм. Энэ тохиолдолд цацрагийн энерги (жишээ нь гэрэл) нь биеийг халаахад хүргэдэг. Тиймээс биеийн температурыг хэмжиж, нэгж хугацаанд шингэсэн энергийн хэмжээг үнэлэхэд хангалттай.
Энгийн термометр нь ийм туршилтанд амжилттай ашиглахад хэтэрхий мэдрэмжгүй байдаг. Температурыг хэмжихийн тулд илүү мэдрэмтгий багаж хэрэгтэй. Та мэдрэмтгий элементийг нимгэн металл хавтан хэлбэрээр хийсэн цахилгаан термометр авч болно. Энэ хавтанг нимгэн тортогоор бүрсэн байх ёстой бөгөөд энэ нь ямар ч долгионы урттай гэрлийг бараг бүрэн шингээдэг.
Төхөөрөмжийн халуунд мэдрэмтгий хавтанг спектрийн нэг эсвэл өөр газар байрлуулна. Улаанаас ягаан туяа хүртэлх l урттай харагдах бүх спектр нь IR-ээс хэт ягаан туяа хүртэлх давтамжийн мужтай тохирч байна. Өргөн нь Av жижиг интервалтай тохирч байна. Төхөөрөмжийн хар хавтанг халааснаар нэг давтамжийн интервал дахь цацрагийн урсгалын нягтыг дүгнэж болно. Спектрийн дагуу хавтанг хөдөлгөхөд бид энергийн ихэнх хэсэг нь нүдэнд харагдаж байгаа шиг шар-ногоон биш харин спектрийн улаан хэсэгт байгааг олж мэдэх болно.
Эдгээр туршилтуудын үр дүнд үндэслэн цацрагийн эрчмийн спектрийн нягтын давтамжаас хамаарах муруйг байгуулах боломжтой. Цацрагийн эрчмийн спектрийн нягт нь хавтангийн температураар тодорхойлогддог бөгөөд гэрлийг задлахад ашигласан төхөөрөмжийг тохируулсан, өөрөөр хэлбэл спектрийн өгөгдсөн хэсэг ямар давтамжтай тохирч байгаа нь мэдэгдэж байгаа бол давтамжийг олоход хэцүү биш юм. руу.
Абсцисса тэнхлэгийн дагуу Av интервалын дунд цэгүүдэд тохирох давтамжийн утгууд ба ординатын тэнхлэгийн дагуу цацрагийн эрчмийн спектрийн нягтралыг зурснаар бид гөлгөр муруй зурах боломжтой хэд хэдэн цэгийг олж авдаг. Энэ муруй нь эрчим хүчний хуваарилалт болон цахилгаан нумын спектрийн харагдах хэсгийг дүрслэн харуулдаг.

Спектрийн төрлүүд.

Төрөл бүрийн бодисын цацрагийн спектрийн найрлага нь маш олон янз байдаг. Гэсэн хэдий ч туршлагаас харахад бүх спектрийг бие биенээсээ ялгаатай гурван төрөлд хувааж болно.

Тасралтгүй спектрүүд.

Нарны спектр буюу нумын гэрлийн спектр нь тасралтгүй байдаг. Энэ нь спектр нь бүх долгионы урттай долгионыг агуулдаг гэсэн үг юм. Спектр дэх тасалдал байхгүй бөгөөд спектрографийн дэлгэц дээр тасралтгүй олон өнгийн туузыг харж болно.
Давтамж дээрх энергийн хуваарилалт, өөрөөр хэлбэл цацрагийн эрчмийн спектрийн нягтрал нь өөр өөр биетүүдэд өөр өөр байдаг. Жишээлбэл, маш хар гадаргуутай бие нь бүх давтамжийн цахилгаан соронзон долгионыг ялгаруулдаг боловч цацрагийн эрчмийг давтамжтай харьцуулах спектрийн нягтын муруй нь тодорхой давтамжтай үед хамгийн их байдаг. Маш бага, маш өндөр давтамжийн цацрагийн энерги нь маш бага байдаг. Температур нэмэгдэхийн хэрээр цацрагийн хамгийн их спектрийн нягт нь богино долгион руу шилждэг.
Туршлагаас харахад тасралтгүй (эсвэл тасралтгүй) спектрийг хатуу эсвэл шингэн төлөвт байгаа биетүүд, түүнчлэн өндөр шахсан хий өгдөг. Тасралтгүй спектрийг олж авахын тулд биеийг өндөр температурт халаах шаардлагатай.
Тасралтгүй спектрийн мөн чанар, түүний оршин тогтнох нь зөвхөн бие даасан атомуудын шинж чанараар тодорхойлогддоггүй, мөн атомуудын харилцан үйлчлэлээс ихээхэн хамаардаг.
Тасралтгүй спектрийг мөн өндөр температурт плазмаар үүсгэдэг. Цахилгаан соронзон долгион нь электронууд ионуудтай мөргөлдөх үед ихэвчлэн плазмаас ялгардаг.

Шугамын спектрүүд.

Хийн шатаагчны цайвар дөл рүү ердийн хоолны давсны уусмалаар норгосон асбестын нэг хэсгийг нэмье. Спектроскопоор дөлийг ажиглах үед дөлийн бараг харагдахгүй тасралтгүй спектрийн дэвсгэр дээр тод шар өнгийн шугам анивчина. Энэхүү шар шугам нь давсны молекулуудыг дөлөөр задлахад үүсдэг натрийн уураар үүсдэг. Спектроскоп дээр та өргөн бараан судлуудаар тусгаарлагдсан янз бүрийн тод өнгийн өнгөт шугамын палисадыг харж болно. Ийм спектрийг шугамын спектр гэж нэрлэдэг. Шугаман спектр байгаа нь тухайн бодис зөвхөн тодорхой долгионы уртад (илүү нарийн, тодорхой спектрийн интервалаар) гэрэл цацруулдаг гэсэн үг юм. Мөр бүр хязгаарлагдмал өргөнтэй.
Шугаман спектр нь зөвхөн атомын төлөвт байгаа бодисуудад тохиолддог (гэхдээ молекулын хувьд биш). Энэ тохиолдолд гэрлийг бие биетэйгээ бараг харьцдаггүй атомууд ялгаруулдаг. Энэ бол спектрийн хамгийн үндсэн, үндсэн төрөл юм. Шугаман спектрийн гол шинж чанар нь өгөгдсөн химийн элементийн тусгаарлагдсан атомууд долгионы уртын нарийн тодорхой, давтагдахгүй дарааллыг ялгаруулдаг явдал юм. Хоёр өөр элемент нь долгионы уртын ижил дараалалтай байдаггүй. Спектрийн зурвас нь спектрийн төхөөрөмжийн гаралт дээр эх үүсвэрээс ялгарах долгионы уртын байршилд гарч ирдэг. Дүрмээр бол шугаман спектрийг ажиглахын тулд дөл дэх бодисын уурын гялбаа эсвэл судалж буй хийгээр дүүргэсэн хоолой дахь хийн ялгарлын гэрэлтэлтийг ашигладаг.
Атомын хийн нягтрал нэмэгдэхийн хэрээр бие даасан спектрийн шугамууд өргөжиж, эцэст нь маш өндөр хийн нягтралтай үед атомуудын харилцан үйлчлэл мэдэгдэхүйц болоход эдгээр шугамууд хоорондоо давхцаж, тасралтгүй спектр үүсгэдэг.

Судалчлагдсан спектрүүд.

Туузан спектр нь харанхуй орон зайгаар тусгаарлагдсан тусдаа туузуудаас бүрдэнэ. Маш сайн спектрийн аппаратын тусламжтайгаар тууз бүр нь маш олон тооны маш ойр зайтай шугамуудын цуглуулга болохыг олж мэдэх боломжтой. Шугаман спектрээс ялгаатай нь судалтай спектрийг атомууд биш, харин бие биентэйгээ холбоогүй эсвэл сул холбогддог молекулууд үүсгэдэг.
Молекулын спектрийг ажиглах, түүнчлэн шугаман спектрийг ажиглахын тулд дөл дэх уурын туяа эсвэл хийн ялгарлын туяаг ихэвчлэн ашигладаг.

Ялгарал ба шингээлтийн спектр.

Атомууд нь өдөөгдсөн төлөвт байгаа бүх бодисууд гэрлийн долгионыг ялгаруулж, энерги нь долгионы уртад тодорхой байдлаар тархдаг. Бодисын гэрлийг шингээх нь долгионы уртаас хамаарна. Тиймээс улаан шил нь улаан гэрэлд тохирох долгионыг дамжуулдаг (l»8·10-5 см), бусад бүх зүйлийг шингээдэг.
Хэрэв та хүйтэн, ялгардаггүй хийгээр цагаан гэрлийг дамжуулвал эх үүсвэрийн тасралтгүй спектрийн дэвсгэр дээр бараан шугамууд гарч ирдэг. Хий нь өндөр халах үед ялгаруулдаг долгионы урттай гэрлийг хамгийн эрчимтэй шингээдэг. Тасралтгүй спектрийн дэвсгэр дээрх бараан шугамууд нь шингээлтийн спектрийг бүрдүүлдэг шингээлтийн шугамууд юм.
Үргэлжилсэн, шугаман болон судалтай цацрагийн спектрүүд ба ижил тооны шингээлтийн спектрүүд байдаг.

Спектрийн шинжилгээ ба түүний хэрэглээ.

Бидний эргэн тойрон дахь бие махбодь юунаас бүтдэгийг мэдэх нь чухал юм. Тэдний найрлагыг тодорхойлох олон аргыг зохион бүтээсэн. Гэхдээ од ба галактикийн найрлагыг зөвхөн спектрийн шинжилгээгээр тодорхойлж болно.

Бодисын спектрээс чанарын болон тоон найрлагыг тодорхойлох аргыг спектрийн шинжилгээ гэнэ. Хүдрийн дээжийн химийн найрлагыг тодорхойлоход спектрийн шинжилгээг ашигт малтмалын хайгуулд өргөн ашигладаг. Аж үйлдвэрийн хувьд спектрийн шинжилгээ нь тодорхой шинж чанартай материалыг олж авахын тулд метал руу орсон хайлш, хольцын найрлагыг хянах боломжийг олгодог. Шугаман спектр нь онцгой чухал үүрэг гүйцэтгэдэг, учир нь тэдгээрийн бүтэц нь атомын бүтэцтэй шууд холбоотой байдаг. Эцсийн эцэст эдгээр спектрийг гадны нөлөөнд автдаггүй атомууд бий болгодог. Тиймээс шугамын спектртэй танилцсанаар бид атомын бүтцийг судлах эхний алхамыг хийдэг. Эрдэмтэд эдгээр спектрүүдийг ажигласнаар атомын доторх "харах" боломжтой болсон. Энд оптик нь атомын физиктэй нягт холбоотой байдаг.
Шугаман спектрийн гол шинж чанар нь аливаа бодисын шугамын спектрийн долгионы урт (эсвэл давтамж) нь зөвхөн энэ бодисын атомын шинж чанараас хамаардаг боловч атомын гэрэлтэлтийг өдөөх аргаас бүрэн хамааралгүй байдаг. Аливаа химийн элементийн атомууд нь бусад бүх элементийн спектрээс ялгаатай спектрийг үүсгэдэг: тэдгээр нь нарийн тодорхойлогдсон долгионы уртыг ялгаруулах чадвартай байдаг.
Энэ нь спектрийн шинжилгээний үндэс юм - бодисын химийн найрлагыг спектрээс нь тодорхойлох арга юм.

Хүний хурууны хээтэй адил шугамын спектр нь өвөрмөц шинж чанартай байдаг. Хурууны арьсан дээрх хэв маягийн өвөрмөц байдал нь ихэвчлэн гэмт хэрэгтнийг олоход тусалдаг. Үүнтэй адилаар спектрийн өвөрмөц байдлын ачаар биеийн химийн найрлагыг тодорхойлох боломжтой. Спектрийн шинжилгээг ашиглан энэ элементийг масс нь 10-10-аас ихгүй байсан ч цогц бодисын найрлагаас илрүүлэх боломжтой. Энэ бол маш эмзэг арга юм.
Бодисын шугаман спектрийг судлах нь тухайн бодист ямар химийн элементүүдээс бүрдэх, элемент бүр ямар хэмжээгээр агуулагдаж байгааг тодорхойлох боломжийг олгодог.
Судалж буй дээж дэх элементийн тоон агуулгыг энэ элементийн спектрийн салангид шугамын эрчмийг дээж дэх тоон агууламж нь мэдэгдэж байгаа өөр химийн элементийн шугамын эрчимтэй харьцуулах замаар тодорхойлно.
Спектрийн шугамын тод байдал нь зөвхөн бодисын массаас гадна туяаг өдөөх аргаас хамаардаг тул түүний спектр дээр үндэслэн бодисын найрлагын тоон шинжилгээ хийхэд хэцүү байдаг. Тиймээс бага температурт олон спектрийн шугамууд огт харагдахгүй байна. Гэсэн хэдий ч гэрлийг өдөөх стандарт нөхцлийн дагуу тоон спектрийн шинжилгээг хийж болно.
Спектрийн шинжилгээний давуу тал нь өндөр мэдрэмж, үр дүнд хүрэх хурд юм. Спектрийн шинжилгээг ашиглан 6·10-7 г жинтэй дээжинд алт байгаа эсэхийг илрүүлэх боломжтой бөгөөд түүний масс нь ердөө 10-8 г бөгөөд спектрийн шинжилгээгээр гангийн агууламжийг хэдэн арван секундын дотор тодорхойлох боломжтой .
Спектрийн шинжилгээ нь дэлхийгээс хэдэн тэрбум гэрлийн жилийн зайд байрлах селестиел биетүүдийн химийн найрлагыг тодорхойлох боломжийг олгодог. Гариг, оддын агаар мандлын химийн найрлагыг, од хоорондын орон зай дахь хүйтэн хийг шингээлтийн спектрээр тодорхойлдог.
Эрдэмтэд спектрийг судалснаар селестиел биетүүдийн химийн найрлага төдийгүй температурыг тодорхойлох боломжтой болсон. Спектрийн шугамын шилжилтээр селестиел биетийн хөдөлгөөний хурдыг тодорхойлж болно.

Одоогийн байдлаар бүх атомын спектрийг тодорхойлж, спектрийн хүснэгтүүдийг эмхэтгэсэн. Спектрийн шинжилгээний тусламжтайгаар олон шинэ элементүүдийг нээсэн: рубидий, цезий гэх мэт. Элементүүдэд спектрийн хамгийн хүчтэй шугамын өнгөний дагуу нэр өгдөг байв. Рубидиум нь хар улаан, бадмаараг зураас үүсгэдэг. Цезий гэдэг үг нь "тэнгэр цэнхэр" гэсэн утгатай. Энэ бол цезийн спектрийн гол шугамын өнгө юм.
Нар, оддын химийн найрлагыг спектрийн шинжилгээний тусламжтайгаар олж мэдсэн. Шинжилгээний бусад аргууд энд ерөнхийдөө боломжгүй юм. Одууд нь дэлхий дээр байдаг ижил химийн элементүүдээс бүрддэг нь тогтоогдсон. Гели анх наранд нээгдсэн бөгөөд зөвхөн дараа нь дэлхийн агаар мандлаас олдсон нь сонин юм. Энэ элементийн нэр нь түүний нээлтийн түүхийг санагдуулдаг: гелий гэдэг үг нь "нар" гэсэн утгатай.
Харьцуулсан энгийн, олон талт байдлаас шалтгаалан спектрийн шинжилгээ нь металлурги, механик инженерчлэл, цөмийн үйлдвэрлэлийн салбарт бодисын найрлагыг хянах үндсэн арга юм. Спектрийн шинжилгээг ашиглан хүдэр, эрдсийн химийн найрлагыг тодорхойлно.
Нарийн төвөгтэй, голчлон органик хольцын найрлагыг молекулын спектрээр нь шинжилдэг.
Спектрийн шинжилгээг зөвхөн цацрагийн спектрээс гадна шингээлтийн спектрээс хийж болно. Нар, оддын спектрийн шингээлтийн шугамууд нь эдгээр селестиел биетүүдийн химийн найрлагыг судлах боломжийг олгодог. Нарны хурц гэрэлтдэг гадаргуу - фотосфер нь тасралтгүй спектрийг үүсгэдэг. Нарны агаар мандал нь фотосферээс гэрлийг сонгон шингээж авдаг бөгөөд энэ нь фотосферийн тасралтгүй спектрийн дэвсгэр дээр шингээлтийн шугам үүсэхэд хүргэдэг.
Харин нарны уур амьсгал өөрөө гэрэл цацруулдаг. Нар хиртэлтийн үед нарны диск нь сараар бүрхэгдсэн үед спектрийн шугамууд урвуу байдаг. Нарны спектр дэх шингээлтийн шугамын оронд ялгаралтын шугамууд анивчдаг.
Астрофизикийн хувьд спектрийн шинжилгээ гэдэг нь од, хийн үүл гэх мэт химийн найрлагыг тодорхойлох төдийгүй спектрээс эдгээр объектын температур, даралт, хөдөлгөөний хурд, соронзон индукц зэрэг бусад олон физик шинж чанаруудыг олохыг хэлнэ.
Астрофизикээс гадна хэргийн газраас олдсон нотлох баримтыг судлахад спектрийн шинжилгээг шүүх эмнэлгийн шинжлэх ухаанд өргөн ашигладаг. Түүнчлэн шүүх эмнэлгийн спектрийн шинжилгээ нь хүн амины зэвсгийг олж тогтоох, гэмт хэргийн зарим нарийн ширийн зүйлийг ерөнхийд нь илрүүлэхэд маш их тустай.
Спектрийн шинжилгээг анагаах ухаанд илүү өргөн ашигладаг. Энд түүний хэрэглээ маш сайн байна. Үүнийг оношлох, хүний биед байгаа гадны бодисыг тодорхойлоход ашиглаж болно.
Спектрийн шинжилгээ нь тусгай спектрийн багажийг шаарддаг бөгөөд бид үүнийг цаашид авч үзэх болно.

Спектрийн төхөөрөмж.

Спектрүүдийг нарийвчлан судлахын тулд гэрлийн туяаг хязгаарлах нарийн ан цав, призм зэрэг энгийн төхөөрөмжүүд хангалтгүй болсон. Тодорхой спектрийг хангадаг хэрэгсэл, өөрөөр хэлбэл өөр өөр урттай долгионыг сайн салгаж чаддаг, спектрийн бие даасан хэсгүүдийг давхцуулахгүй байх хэрэгсэл хэрэгтэй. Ийм төхөөрөмжийг спектрийн төхөөрөмж гэж нэрлэдэг. Ихэнх тохиолдолд спектрийн аппаратын гол хэсэг нь призм эсвэл дифракцийн тор юм.
Призмийн спектрийн аппаратын дизайны диаграммыг авч үзье. Судалж буй цацраг нь эхлээд коллиматор гэж нэрлэгддэг төхөөрөмжийн хэсэгт ордог. Коллиматор нь хоолой бөгөөд нэг төгсгөлд нарийн ангархайтай дэлгэц, нөгөө талд нь цуглуулах линз байдаг. Хагархай нь линзний фокусын уртад байрладаг. Тиймээс ангарлаас линз дээр туссан гэрлийн туяа түүнээс параллель туяа болон гарч ирэн призм дээр унадаг.
Янз бүрийн давтамжууд нь өөр өөр хугарлын индекстэй тохирч байгаа тул призмээс чиглэлд давхцдаггүй зэрэгцээ цацрагууд гарч ирдэг. Тэд линз дээр унадаг. Энэ линзний фокусын уртад дэлгэц байдаг - царцсан шил эсвэл гэрэл зургийн хавтан. Линз нь дэлгэцэн дээр параллель туяаг төвлөрүүлдэг бөгөөд ангархайн нэг зургийн оронд бүхэл бүтэн цуврал зургийг олж авдаг. Давтамж бүр (нарийн спектрийн интервал) өөрийн гэсэн дүр төрхтэй байдаг. Эдгээр бүх зургууд хамтдаа спектрийг бүрдүүлдэг.
Тодорхойлсон төхөөрөмжийг спектрограф гэж нэрлэдэг. Хэрэв хоёр дахь линз ба дэлгэцийн оронд дурангаар спектрийг нүдээр ажиглавал уг төхөөрөмжийг спектроскоп гэж нэрлэдэг. Призм болон спектрийн төхөөрөмжүүдийн бусад хэсгүүд нь шилээр хийгдсэн байх албагүй. Шилний оронд кварц, чулуулгийн давс гэх мэт тунгалаг материалыг бас ашигладаг.

Биеийн цахилгаан соронзон долгионыг ялгаруулах (биеийн гэрэлтэх) нь янз бүрийн төрлийн энергийн тусламжтайгаар хүрч болно. Хамгийн түгээмэл нь дулааны цацраг, өөрөөр хэлбэл биеийн дотоод энергийн улмаас цахилгаан соронзон долгионы ялгаралт юм. Дотоод (дулаанаас бусад) ямар ч төрлийн эрчим хүчээр өдөөгдсөн бусад бүх төрлийн гэрэлтэлтийг "люминесценц" гэсэн ерөнхий нэрээр нэгтгэдэг.

Агаарт исэлддэг фосфор нь химийн хувирлын явцад ялгарах энергийн улмаас гэрэлтдэг. Энэ төрлийн гэрэлтэлтийг химилюминесценц гэж нэрлэдэг. Цахилгаан талбайн нөлөөн дор хий болон хатуу биетүүдэд гарч ирдэг гэрэлтэлтийг электролюминесценц гэж нэрлэдэг. Электронуудын бөмбөгдөлтөөс үүссэн хатуу биетүүдийн гэрэлтэлтийг катодолюминесценц гэж нэрлэдэг. Бие махбодид шингэсэн цахилгаан соронзон цацрагаас өдөөгдсөн туяаг фотолюминесценц гэж нэрлэдэг.

Дулааны цацраг нь ямар ч температурт тохиолддог боловч бага температурт бараг л урт (хэт улаан туяаны) цахилгаан соронзон долгион ялгардаг.

Цацруулагч биеийг төгс цацруулагч гадаргуутай бүрхүүлээр хүрээлүүлье (Зураг 1.1).

Бүрхүүлээс агаарыг зайлуул. Бүрхүүлээс туссан цацраг нь биед унаснаар түүнд шингэдэг (хэсэгчилсэн эсвэл бүрэн). Үүний үр дүнд бие болон бүрхүүлийг дүүргэх цацрагийн хооронд эрчим хүчний тасралтгүй солилцоо явагдах болно. Хэрэв бие ба цацрагийн хоорондох энергийн хуваарилалт долгионы урт бүрт өөрчлөгдөөгүй хэвээр байвал биеийн цацрагийн системийн төлөв байдал тэнцвэрт байдалд байх болно. Туршлагаас харахад цацрагийн биеттэй тэнцвэртэй байж болох цорын ганц төрлийн цацраг нь дулааны цацраг юм.

Бусад бүх төрлийн цацраг нь тэнцвэргүй болж хувирдаг.

Дулааны цацраг нь цацрагийн биетэй тэнцвэртэй байх чадвар нь температур нэмэгдэх тусам түүний эрчим нэмэгддэгтэй холбоотой юм. Бие болон цацрагийн хоорондын тэнцвэрт байдал алдагдаж, бие нь шингээхээс илүү их энерги ялгаруулдаг гэж бодъё. Дараа нь биеийн дотоод энерги буурч, улмаар температур буурах болно. Энэ нь эргээд биеэс ялгарах энергийн хэмжээ буурахад хүргэдэг. Бие махбодоос ялгарах энерги нь шингэсэн энергитэй тэнцэх хүртэл биеийн температур буурах болно. Хэрэв тэнцвэрт байдал нөгөө чиглэлд алдагдах юм бол, өөрөөр хэлбэл ялгарах энерги нь шингэсэн хэмжээнээс бага байвал тэнцвэрт байдал дахин тогтох хүртэл биеийн температур нэмэгдэнэ. Тиймээс биеийн цацрагийн систем дэх тэнцвэргүй байдал нь тэнцвэрийг сэргээх үйл явц үүсэх шалтгаан болдог.

Гэрэлтүүлгийн хувьд нөхцөл байдал өөр байна. Үүнийг химилюминесценцийн жишээн дээр харуулъя. Цацраг үүсгэх химийн урвал явагдаж байх үед цацраг идэвхт бие нь анхны төлөвөөсөө улам бүр холддог. Бие махбодид цацрагийг шингээх нь урвалын чиглэлийг өөрчлөхгүй, харин эсрэгээр анхны чиглэлд илүү хурдан (халаалтын улмаас) урвалд хүргэдэг. Урвалж буй бодисын нөөцийг бүхэлд нь хэрэглэж, химийн процессын улмаас үүссэн туяаг дулааны цацрагаар сольж байж тэнцвэрт байдал бий болно.

Тиймээс бүх төрлийн цацрагуудаас зөвхөн дулааны цацраг л тэнцвэрт байдалд байж болно. Термодинамикийн хуулиуд нь тэнцвэрийн төлөв, процесст хамаарна. Тиймээс дулааны цацраг нь термодинамикийн зарчмуудаас үүдэлтэй тодорхой ерөнхий хуулиудад захирагдах ёстой. Одоо бид эдгээр хэв маягийг авч үзэх болно.