第一章总论(之二)电磁辐射与材料的相互作用
1 第一章 总论 （之二） 电磁辐射与材料的相互 作用
Nature Materials 2012:11:58Whereas significant achievements havebeen made in visible persistent phosphors（长余），the research and developmentof persistent phosphors in the NiR region(700-2,500 nm，近红外区arelacking,eventhough there are growing demands for（示踪驹）inapplications as taggants（监测)and asnight-vision surveillanceoptical probes in bioimaging?
Nature Materials 2012;11:58 2 Whereas significant achievements have been made in visible persistent phosphors （长余辉） , the research and development of persistent phosphors in the NIR region (700-2,500 nm，近红外区) are lacking, even though there are growing demands for applications as taggants （示踪物） in night-vision surveillance （监测） and as optical probes in bioimaging
Un5min10s5min5min1min5minDirectsunlight400nm495nm590nm5minExcitedinairExcitedinsaltwater1h5h24h120hNature Materialsg2012;11:58240hZn3Ga2Ge2010: 0.5%Cr3+h3360h
3 Nature Materials 2012;11:58 Zn3Ga2Ge2O10: 0.5%Cr3+
③2T(te2)④4T,(t2e)64T,/2EElectrontrapsAACr3+
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主要内容概述第一节辐射的吸收与发射、辐射的散射、光电离*第二节各类特征谱基础原子光谱、分子光谱#、光电子能谱#、俄歇电子能谱、核磁共振*第三节X射线的产生及其与物质的相互作用X射线的产生#、X射线与物质的相互作用、X射线的衰减、X射线的防护5
5 主要内容 第一节 概述 辐射的吸收与发射、辐射的散射、光电离 *第二节 各类特征谱基础 原子光谱、分子光谱# 、光电子能谱# 、俄歇电 子能谱 、核磁共振 *第三节 X射线的产生及其与物质的相互作用 X射线的产生# 、X射线与物质的相互作用、X 射线的衰减、X射线的防护
概述第一节一、辐射的吸收与发射1.辐射的吸收与吸收光谱2.辐射的发射与发射光谱3.光谱的分类
6 第一节 概述 一、辐射的吸收与发射 1.辐射的吸收与吸收光谱 2.辐射的发射与发射光谱 3.光谱的分类
1.辐射的吸收与吸收光谱辐射的吸收是指辐射通过物质时，其中某些频率的辐射被组成物质的粒子（原子、离子或分子等）选择性地吸收，从而使辐射强度减弱的现象。辐射吸收的实质在于辐射使物质粒子发生由低能级(一般为基态)向高能级(激发态)的能级跃迁被选择性吸收的辐射光子能量应为跃迁后与跃迁前两个能级间的能量差，即h=AE=E2-EL式中：E,与E,高能级与低能级能量。辐射(能量)被吸收的程度(一般用吸光度)与口或口的关系(曲线，即辐射被吸收程度对口或口的分布称为吸收光谱
7 1. 辐射的吸收与吸收光谱 l 辐射的吸收是指辐射通过物质时，其中某些频率的辐射被组 成物质的粒子（原子、离子或分子等）选择性地吸收，从而 使辐射强度减弱的现象。 l 辐射吸收的实质在于辐射使物质粒子发生由低能级(一般为 基态)向高能级(激发态)的能级跃迁。 l 被选择性吸收的辐射光子能量应为跃迁后与跃迁前两个能级 间的能量差，即 l 式中：E2与E1——高能级与低能级能量。 l 辐射(能量)被吸收的程度(一般用吸光度)与 或 的关系(曲 线)，即辐射被吸收程度对 或 的分布称为吸收光谱
KoKyK9吸收线轮廓吸收线轮廓与半宽度表征吸收线轮廓（峰）的参数：中心频率。（峰值频率）：最大吸收系数对应的频率；中心波长：a(nm)半宽度：△
8 表征吸收线轮廓 ( 峰 )的参数： 中心频率 O (峰值频率) ： 最大吸收系数对应的频率； 中心波长： λ(nm) 半 宽 度： Δ O
2. 辐射的发射与发射光谱辐射的发射是指物质吸收能量后产生电磁辐射的现象。辐射发射的实质在于辐射跃迁，即当物质的粒子吸收能量被激发至高能态(E)后，瞬间返回基态或低能态(E)，多余的能量以电磁辐射的形式释放出来发射的电磁辐射频率取决于辐射前后两个能级的能量(E,与E)之差，即E2 -EAEhh辐射的发射，前提是使物质吸收能量即激发。物质激发的方式分为两类：非电磁辐射激发(非光激发)和电磁辐射激发(光激发）
9 2. 辐射的发射与发射光谱 l 辐射的发射是指物质吸收能量后产生电磁辐射的现 象。 l 辐射发射的实质在于辐射跃迁，即当物质的粒子吸 收能量被激发至高能态(E2 )后，瞬间返回基态或低能 态(E1 )，多余的能量以电磁辐射的形式释放出来。 l 发射的电磁辐射频率取决于辐射前后两个能级的能 量(E2与E1 )之差，即 l 辐射的发射，前提是使物质吸收能量即激发。物质 激发的方式分为两类：非电磁辐射激发(非光激发)和 电磁辐射激发(光激发)
(续）辐射的发射与发射光谱非电磁辐射激发文有热激发与电激发等多种方式，电弧、火花等放电光源和火焰等通过热运动的粒子碰撞而使物质激发称为热激发，而通过被电场加速的电子轰击使物质激发则称为电(子)激发。电磁辐射激发又称为光致发光，作为激发源的辐射光子称一次光子，而物质微粒受激后辐射跃迁发射的光子(二次光子)称为荧光或磷光吸收一次光子与发射二次光子之间延误时间很短(108~10-4s)则称为荧光；延误时间较长(10-4~10s)则称为磷光。10
10 辐射的发射与发射光谱（续） l 非电磁辐射激发又有热激发与电激发等多种方式。 l 电弧、火花等放电光源和火焰等通过热运动的粒子 碰撞而使物质激发称为热激发，而通过被电场加速 的电子轰击使物质激发则称为电(子)激发。 l 电磁辐射激发又称为光致发光，作为激发源的辐射 光子称一次光子，而物质微粒受激后辐射跃迁发射 的光子(二次光子)称为荧光或磷光。 l 吸收一次光子与发射二次光子之间延误时间很短(10- 8~10-4s)则称为荧光；延误时间较长(10-4~10s)则称为 磷光