Некоторые твердые вещества при определенных условиях могут светиться в течение некоторого времени после исчезновения энергетического источника возбуждения. Это явление получило название люминесценции. Академик С. И. Вавилов определил люминесценцию как излучение вещества сверх его теплового излучения за счет подводимой к нему энергии. Вторым необходимым условием люминесценции является длительность его послесвечения — не менее Ю-10, с после прекращения поглощения энергии. Вещество может люминесцировать при любой температуре, этим люминесцентное излучение отличается от теплового.
В данное время для освещения
бревенчатых срубов различают несколько видов освещения: электролюминесценцию, или излучение люминофоров под действием приложенного к ним электрического поля (к этому же виду относят излучение газов в результате прохождения электрического тока), и фотолюминесценцию, или свечение вещества под действием поглощаемого им оптического излучения, в нашем случае его лучше не использовать, так как
срубы домов являются пожароопасными объектами, а это вещество, излучающее опасный свет, в этом случае называют люминофором. Существуют и другие виды люминесценции при возбуждении радиоволнами, рентгеновскими лучами, ускоренными ионами, альфа-частицами и т. д., которые используются во многих отраслях техники.
Электролюминесценция наблюдается в газах и некоторых сложных веществах на основе фосфора, цинка, меди и других элементов. Электролюминесценция в газах возникает при переходе возбужденных атомов газа в нормальное состояние с выделением фотона. Таким образом, она представляет собой свечение газового разряда определенной длительности и по своей физической природе не отличается от явлений.
Электричество в бревенчатых срубах, это как электролюминесценция твердых тел, которая наблюдается при воздействии на слой вещества постоянного или переменного электрического поля. Электролюминесценция в поле постоянного тока возникает на полупроводниковом переходе кристалла. При подключении такого перехода к источнику тока в деревянных срубах, в л-области возникают избыточные «дырки», а области — электроны, и на границе (переходе) областей образуется определенная концентрация электронов и дырок, которые в результате рекомбинации могут испускать фотон. Для такого рода электролюминесценции обычно не требуется высоких напряжений, и
бревенчатые срубы как нельзя к стати подходят для этих целей. Этот вид электролюминесценции использован в светоизлучающих диодах. Электролюминесценция твердых веществ под действием переменного поля требует высоких напряжений, достаточных для того, чтобы эмитировать свободные электроны с катода и придать им ускорение для ионизации атомов кристаллической решетки вещества.
В результате в положительный полупериод напряжения около катодного слоя образуются дырки. В отрицательный полупериод поле направлено в противоположную сторону, и под его действием свободные электроны возникают у другого конца слоя, двигаются по направлению к дыркам, рекомбинируют с ними, испуская фотон. На этом принципе основана работа электролюминесцентных панелей.
Законы люминесценции на даче
Основное правило люминесценции сформулировано в 1852 г. английским физиком Дж. Г. Стоксом. Согласно этому правилу длина волны основной энергии излучения больше длины волны поглощаемого излучения. Применяя люминофоры, за счет преобразования в них невидимого ультрафиолетового излучения в видимое можно существенно увеличить выход видимого излучения и соответственно световую отдачу ламп. Таким образом, для газоразрядных ламп применение люминофоров является средством повышения световой отдачи и улучшения спектрального состава излучения.
Правило Стокса выполняется не во всех случаях. В ряде веществ наблюдается противоположное явление — уменьшение длины волны излучения. Для этих веществ за счет поглощения колебательной энергии атом или молекула могут переходить на более высокий уровень энергии, энергия испускающего излучения получается большей энергии возбуждения, а длина волны, наоборот, меньшей. Это явление используется для создания специальных люминофоров, получивших название антистоксовых, позволяющих преобразовать часть инфракрасного излучения в видимое. В ряде веществ, состоящих из сложных молекулярных соединений, вместе с поглощением света происходит перераспределение энергии между молекулами и частота спектра излучения оказывается практически независимой от частоты поглощаемого излучения.
Вторым законом фотолюминесценции является закон квантового выхода. Каждому кванту (фотону) поглощенного излучения может соответствовать лишь один квант (фотон) испускаемого излучения. Этот закон следует из закона сохранения энергии. Энергия кванта обратно пропорциональна длине волны, следовательно, закон квантового выхода означает, что энергетический выход фотолюминесценции, т. е. отношение энергии испускаемого излучения к энергии поглощаемого, всегда меньше единицы и будет тем больше, чем меньше разница в длинах волн поглощаемого и испускаемого излучений.
В результате межмолекулярного взаимодействия и внутримолекулярных процессов часть энергии возбужденного атома может переходить в энергию колебательного, вращательного и поступательного движения молекул, т. е. в тепловую энергию. Поэтому для возникновения люминесценции необходимо, чтобы вероятность переходов возбужденных атомов с выделением фотона была больше вероятности перехода этих атомов без излучения, т. е. с выделением тепла. В противном случае наблюдается поглощение излучения, что снижает квантовый выход люминофоров. Квантовый выход фотолюминесценции лучших Люминофоров достигает 0,9.
