Kiến thức

Lân quang – Wikipedia tiếng Việt

Lân quang

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia

Bước tới điều hướng

Bước tới tìm kiếm

Lân quang ứng dụng trên một đồ vật trang trí

Nó đang phát sáng về đêm.

Lân quang hay gọi dạ quang là một dạng

phát quang

, trong đó các

phân tử

của chất lân quang hấp thụ

ánh sáng

, chuyển hóa năng lượng của các

photon

thành năng lượng của các

electron

ở một số

trạng thái lượng tử

mức năng lượng

cao nhưng bền trong phân tử để sau đó electron chậm chạp rơi về trạng thái lượng tử ở mức năng lượng thấp hơn, và giải phóng một phần năng lượng trở lại ở dạng các

photon

.

Lân quang khác với

huỳnh quang

ở chỗ việc electron trở về trạng thái cũ, kèm theo nhả ra photon, là rất chậm chạp. Trong huỳnh quang, sự rơi về trạng thái cũ của electron gần như tức thì; khiến photon được giải phóng ngay. Các chất lân quang, do đó, hoạt động như những bộ dự trữ ánh sáng: thu nhận ánh sáng và chậm chạp nhả ra ánh sáng sau đó.

Sở dĩ có sự trở về trạng thái cũ chậm chạp của các electron là do một trong số các trạng thái kích thích khá bền: chuyển hóa từ trạng thái này về trạng thái cơ bản bị cấm bởi một số quy tắc lượng tử. Việc xảy ra sự trở về trạng thái cơ bản chỉ có thể được thực hiện khi

dao động nhiệt

đẩy electron sang trạng thái không bền gần đó, để từ đó nó rơi về trạng thái cơ bản. Điều này khiến hiện tượng lân quang phụ thuộc vào

nhiệt độ

, nhiệt độ càng lạnh thì trạng thái kích thích càng được bảo tồn lâu hơn.

Đa số các chất lân quang có

thời gian

tồn tại của trạng thái kích thích chỉ vào cỡ

mili

giây

. Tuy nhiên thời gian này ở một số chất có thể lên tới vài

phút

hoặc thậm chí vài

giờ

.

Xem thêm: Tổng hợp dao động điều hòa cùng tần số, cùng phương

Chi tiết[

sửa

|

sửa mã nguồn

]

Trong phân tử, các electron thường nằm ở

trạng thái lượng tử

cân bằng bền

có mức

năng lượng

spin

xác định. Khi có

photon

bay vào phân tử, hay có các kích thích khác như các hạt (như

electron

,

hạt alpha

,…) có năng lượng thích hợp bay vào, electron trong phân tử sẽ có thể hấp thụ năng lượng của hạt bay vào và nhảy lên trạng thái có năng lượng cao hơn.

Việc di chuyển lên trạng thái mới, gọi là

trạng thái kích thích

, có thể diễn ra dễ dàng khi không có sự thay đổi

spin

, chỉ có sự thay đổi về năng lượng. Lúc đó trạng thái mới tồn tại không lâu và electron dễ dàng rơi trở về trạng thái cơ bản; giải phóng ra

photon

(hiện tượng

huỳnh quang

) hay nhả năng lượng ra ở dạng

dao động nhiệt

(sinh ra các

phonon

; đây là hiện tượng diễn ra trên đa số các vật màu tối: chúng hấp thụ ánh sáng và nóng lên).

Tuy nhiên, ở các chất lân quang, một phần nhỏ electron ở trạng thái kích thích có thể thay đổi

spin

chuyển sang trạng thái có spin khác nhưng năng lượng vẫn như vậy. Trạng thái này, có cả spin và năng lượng khác với spin và năng lượng của trạng thái cơ bản, không dễ dàng trở về được trạng thái cơ bản do bị cấm bởi quy tắc cơ học lượng tử.

Để trở về trạng thái cơ bản, các va chạm nhiệt giữa các phân tử sẽ khiến electron giải phóng bớt hay hấp thụ thêm năng lượng ở dạng nhiệt (năng lượng của các

phonon

) và chuyển sang trạng thái dễ dàng rơi về mức cơ bản. Khi rơi về mức cơ bản; năng lượng của electron có thể được nhả ra ở dạng các

phonon

(nhiệt năng) hoặc các

photon

(quang năng).

Ứng dụng[

sửa

|

sửa mã nguồn

]

Các chất lân quang được ứng dụng để tạo ra nguồn sáng cho các tình huống tạm thời thiếu ánh sáng nhưng không cần tiêu thụ

năng lượng

để nuôi. Năng lượng phát sáng đã được tích trữ từ lúc chất này được chiếu sáng tự nhiên. Ví dụ như chúng được gắn trên mặt

đồng hồ đeo tay

, giúp đọc thời giờ trong bóng tối; gắn trên kim chỉ

la bàn

, để xác định phương hướng trong bóng đêm; hoặc gắn trên công tắc đèn điện, cho biết vị trí công tắc đèn khi chưa bật đèn.

Chúng cũng được dùng để làm đồ trang trí, chế tạo

mực

phát sáng (tuy rằng các loại mực phát sáng hay dùng chất

huỳnh quang

hơn).

Việc chế tạo

laser

cũng có thể sử dụng các chất lân quang. Lý do là các electron có thể tồn tại trên trạng thái kích thích lâu, đủ để đợi các photon khác đi qua và gây ra

phát xạ kích thích

đồng pha

.

Các chất lân quang cũng đã được dùng trong

màn hình tia âm cực

. Sau khi dòng electron đập lên một điểm ảnh của màn hình, điểm này, chứa các chất lân quang, bị kích thích và tiếp tục phát sáng một thời gian ngắn sau đó. Tuy nhiên các vật liệu huỳnh quang cũng có thể được dùng, nhờ vào hiệu ứng lưu ảnh trên

võng mạc

.

Tương tự như màn hình tia âm cực, màn hình ghi nhận các dòng hạt (

electron

,

tia X

,

neutron

,…) năng lượng cao cũng có thể chứa các chất lân quang; dù rằng các chất

huỳnh quang

cũng có thể được dùng.

Xem thêm: 8 App Ứng Dụng Phần Mềm Giải Bài Tập Toán Tốt Nhất

Từ nguyên[

sửa

|

sửa mã nguồn

]

Nguồn gốc của tên gọi “lân quang” là do ánh sáng phát ra trong bóng tối bởi hiện tượng lân quang giống như ánh sáng

lân tinh

, phát ra bởi các hợp chất của

phốtpho

khi

phản ứng hóa học

ôxi hóa

trong không khí.

Tên gọi này được dùng để miêu tả các chất phát sáng trong bóng tối mà không cần

cháy

, từ khi nhà giả kim thuật người Đức là

Hennig Brand

phát hiện ra

phốtpho

năm

1669

thông qua việc điều chế

nước tiểu

. Ông nhận thấy chất mình mới điều chế được phát sáng trong bóng tối. Bản thân chữ phốtpho có gốc từ tiếng Hy Lạp phosphoros, có nghĩa là “vật mang ánh sáng”.

Tuy nhiên bản chất vật lý của hai hiện tượng là khác nhau; trong đó ánh sáng của phốtpho lấy năng lượng từ phản ứng hóa học. Sự phát sáng của phốtpho mà Brand đã thấy thực ra là do phốtpho cháy âm ỉ và chậm trong không khí.

Vật liệu lân quang[

sửa

|

sửa mã nguồn

]

Các vật liệu lân quang thường là

hợp chất hóa học

của

kim loại chuyển tiếp

hoặc

đất hiếm

. Chúng thường được pha trộn thêm các hoạt chất từ một chất nền. Chất nền có thể là

ôxít

,

sunfua

,

selenua

,

silicat

của

kẽm

,

cadmi

,

mangan

,

nhôm

,

silic

, hay các kim loại

đất hiếm

. Các hoạt chất, giúp gia tăng thời gian phát sáng có thể là các kim loại như

đồng

,

bạc

. Nếu pha thêm

niken

có thể làm giảm thời gian phát sáng.

Sulfua kẽm

(ZnS) với 5

ppm

đồng

thường được dùng làm đồ chơi lân quang. Hỗn hợp

sulfua kẽm

sulfua cadmi

(CdS) có thể tạo ra màu sắc tùy theo nồng độ trộn; và có thể phát sáng từ 1 đến 10 giờ.

Sr

Al

O

3 pha với

Eu

là lân quang xanh sáng lâu. Hỗn hợp

Ca

S

Sr

S

pha thêm

Bi

có thể sáng 12 tiếng đồng hồ

[1]

. Các chất này có thể được trộn cùng vật liệu chế tạo đồ vật hay pha vào

mực

hoặc

sơn

in

.

loại chất phát quang do hai chất tạo thành: kẽm sunfua, hoặc CaS và chất phóng xạ. Để ánh sáng có thể phát ra liên tục người ra thêm vào đó một ít chất phóng xạ như C 14, S 35, Sr 90, Tl 204, Ra hoặc đồng vị Po

Đa số các vật liệu lân quang cho ra màu xanh. Vật liệu màu đỏ thường có thời gian phát sáng ngắn hơn.

Xem thêm: Học phí các trường đại học công lập TPHCM thấp nhất 2021

Xem thêm[

sửa

|

sửa mã nguồn

]

  • Huỳnh quang

  • Vật liệu lân quang

Tham khảo[

sửa

|

sửa mã nguồn

]

Lấy từ “

https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Lân_quang&oldid=23879112

Chuyên mục: Kiến thức

Related Articles

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Check Also
Close
Back to top button