Решение: Фильтр для фотолюминесценции
Статья к заданиюЛюминесцентные лампы
В осветительных приборах часто используют люминисцентные лампы, которые хотя и стоят дороже, но при той же яркости света расходуют примерно в пять раз меньше электроэнергии, чем лампы накаливания.
Внутренняя поверхность люминисцентных ламп покрыта люминофором. Люминофоры относятся к веществам, которые не только отражают часть падающего на них света, но и сами начинают светиться. Такое свечение называют фотолюминесценцией. Свет люминесценции имеет иной спектральный состав, чем свет, вызвавший свечение. Наблюдения показывают, что свет люминесценции характеризуется бо́льшей длиной волны, чем возбуждающий свет.
Принцип работы люминесцентной лампы приведён на рисунке 1.
Рис. 1. Колба наполнена парами ртути, внутренняя поверхность колбы покрыта люминофором. При столкновении электронов с молекулами ртути происходит испускание ультрафиолетового излучения, которое, в свою очередь, попадая на люминофор, заставляет его светиться в видимой части спектра
На рисунке 2 представлены спектры излучения для люминесцентной лампы в сравнении с солнечным спектром и лампой накаливания.
При проведении опыта по наблюдению фотолюминесценции в стакан помещают раствор люминофора, который при освещении белым светом начинает ярко светиться зелёным светом (см. рисунок). Какой фильтр можно использовать в опыте — пропускающий фиолетовый или красный свет, — чтобы свечение раствора люминофора не прекратилось? Ответ поясните. Опирайтесь на приведённый материал.
Решение по шагам
3 шагаСогласно материалу, свет люминесценции имеет большую длину волны, чем возбуждающий свет.
$$\lambda_{\text{люминесценции}} > \lambda_{\text{возбуждающего света}}$$Зелёный свет имеет большую длину волны, чем фиолетовый, но меньшую, чем красный.
Поэтому фиолетовый свет может вызвать свечение раствора, а красный свет — нет, поскольку его длина волны больше длины волны зелёного света.
Можно использовать фиолетовый фильтр.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Выбор красного фильтра только потому, что красный свет ярче воспринимается глазом.
Неверное утверждение, что длина волны возбуждающего света должна быть больше длины волны люминесценции.