Решение: Послесвечение кристалла
Статья к заданиюФотолюминесцентный анализ пищевых продуктов
Прочитайте текст и выполните задания.
Фотолюминесцентный анализ пищевых продуктов
Некоторые вещества при освещении электромагнитным излучением сами начинают светиться. Такое свечение, или люминесценция, отличается важной особенностью: свет люминесценции имеет иной спектральный состав, чем свет, вызвавший свечение. Наблюдения показывают, что свет люминесценции характеризуется большей длиной волны, чем возбуждающий свет (см. пример на рисунке).
Некоторые тела сохраняют способность светиться некоторое время после того, как освещение их прекратилось. Такое послесвечение может иметь различную длительность: от долей секунды до многих часов. Принято называть свечение, прекращающееся с освещением, флюоресценцией,
а свечение, имеющее заметную длительность, фосфоресценцией.
Чувствительность люминесцентных методов исключительно велика. Они позволяют обнаружить стомиллиардные доли грамма люминесцирующего вещества, что во много раз превосходит чувствительность химического и абсорбционного методов. Кроме того, люминесцентный анализ полностью отвечает требованиям экспресс-метода.
При исследовании пищевых продуктов люминесцентный метод можно использовать для установления порчи и фальсификации продуктов. Люминесцентный анализ позволяют определить начальную степень порчи продуктов питания. С его помощью нетрудно сделать заключение о качестве продуктов и, следовательно, предупредить возникновение пищевых отравлений.
Прибор для люминесцентного анализа (люминоскоп) пищевых продуктов состоит в общем случае из трех частей: а) источника ультрафиолетовых лучей; б) светофильтра, поглощающего видимые и пропускающего ультрафиолетовые лучи; в) темной камеры, где помещается изучаемый объект для наблюдения люминесценции.
Чертёж перерисован вручную — открыть оригинал из банка
Используя материал, определите, для какого из двух образцов кристалла можно будет наблюдать послесвечение после предварительного освещения инфракрасными или синими лучами. Ответ поясните.
Решение по шагам
4 шагаСогласно материалу, свет люминесценции имеет большую длину волны, чем возбуждающий свет.
$$\lambda_{\text{люминесценции}} > \lambda_{\text{возбуждающего света}}$$Жёлтый свет имеет большую длину волны, чем синий, но меньшую, чем инфракрасное излучение.
Поэтому синий свет может вызвать свечение кристалла в жёлтой части спектра. Инфракрасное излучение не может вызвать жёлтое свечение, поскольку его длина волны уже больше.
Так как кристалл обладает свойством фосфоресцировать, после прекращения освещения синими лучами будет наблюдаться послесвечение.
Послесвечение можно будет наблюдать у второго образца, предварительно освещённого синими лучами: длина волны синего света меньше длины волны жёлтого, поэтому излучение кристалла может иметь жёлтый цвет и сохраняться после прекращения освещения. Для первого образца, освещённого инфракрасными лучами, жёлтое послесвечение наблюдаться не будет, поскольку длина волны инфракрасного излучения больше длины волны жёлтого света.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Указание первого образца вместо второго.
Неверное утверждение, что люминесцентный свет имеет меньшую длину волны, чем возбуждающий.
Объяснение только цветом света без сравнения длин волн.