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什么是光发射

光可以由…产生处于激发态的物质而且,正如我们将要展示的,激励可以来自各种各样的来源。构成物质的原子和分子通常以特定能量发出光。发光可以是自发的,也可以是受刺激的。

在自发发射中,物质在足够高的能量水平下可以通过发射具有特征能量的光子而放松——这是在火焰或放电灯中发生的过程。当处于激发态的物质被一个光子扰动,并产生一个进一步的光光子时,就会发生受激发射,通常与被扰动的光子具有相同的能量和相位。这种现象是导致激光发射的过程,当你有许多光子在相同的波长和相位彼此。

黑体辐射

物体在一定温度下也会发出一种叫做黑体辐射.假设有电流经过一根灯丝。当电流为灯丝提供能量,灯丝变热时,灯丝开始发出红光,当它变热时,灯丝会变成橙色,然后变成白色。这背后的过程对于一个被称为“黑体”的理论体是很好的理解的。我们的灯丝将近似于一个黑体,当灯丝从电力中获得能量时,它试图通过辐射其多余的能量来平衡其能量与周围环境。它的原理是先发射红外线,随着灯丝变热或能量增加,辐射会更多地进入可见光谱。

给出了开尔文温度T的黑体wm - 2nm - 1sr -1的光谱辐射度M普朗克定律下图:

c是光速,h=普朗克常数,K =玻尔兹曼常数

人工光源的光谱辐照度通常偏离完美的黑体辐射,但近似在许多应用中是有用的,通过测量受热体的光谱输出,可以远程测量其温度。万博电脑网页版登录例如,阳光是由于大约5800k的黑体辐射特性(见下图):

产生发光的激发源可以来自各种各样的源。下表提供了一些来源和可以使用它们的例子:

的名字 激励源 使用的例子
化学发光,化合光 化学反应 应急照明
阴极发光 电子束 电子束
声致发光 声音的能量 可能的化学反应
摩擦发光 摩擦能量 当在黑暗中打开胶标签时,会产生发光。
生物荧光 生物过程 萤火虫或水母发出的光
热释光 热能 用于考古年代测定
致发光 电压 在LED上看到的光源
光致发光 光子 荧光标记

自由带电粒子加速度

光也可以由自由带电粒子的加速度,如电子。这种光发射被称为轫致辐射或“制动辐射”。这种发射在x射线发射管中是典型的,它的工作原理是用高压加速电子,然后通过将电子定向到金属靶上使其快速减速。

一种被称为同步加速器的特殊粒子加速器可以用来产生非常高功率的宽范围光频率,用于物质研究。一个相关的效应是切伦科夫辐射,当带电粒子在介质中移动的速度超过光速时,就会发生这种辐射。这就产生了在含有核燃料的水池中看到的特有的蓝光。

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类别:应用注释

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