섬광(물리학)

섬광은 입자(전자, 알파 입자, 이온 또는 고에너지 광자)의 통과에 의해 투명한 물질에서 생성되는 빛의 섬광이다.실제 ^[1][2]적용은 섬광기 및 섬광 카운터를 참조한다.

개요

섬광 과정은 방사선의 흡수에 따라 특징적인 스펙트럼의 빛이 방출되는 발광 중 하나이다.방출된 방사선은 일반적으로 흡수된 것보다 덜 에너지적이다.섬광은 결합 및 방향족 유기 분자에 내재된 분자 특성으로 전자 구조에서 발생한다.섬광은 소금, 가스 및 액체를 포함한 많은 무기 물질에서도 발생한다.

무기 결정의 섬광

감마선과 같은 광자의 경우 탈륨 활성 NaI 결정(NaI(Tl))이 자주 사용된다.보다 빠른 응답(단, 출력의 5%)을 위해 CsF 결정을 ^{[3]: 211} 사용할 수 있습니다.

유기 섬광기의 섬광

유기 분자에서 섬광은 γ-오비탈의 산물이다.유기 물질은 분자들이 반데르발스 힘에 느슨하게 묶여 있는 분자 결정을 형성합니다.C의 접지 상태는 1s² 2s²² 2p입니다.원자가결합이론에서는 탄소가 화합물을 형성할 때 2s 전자의 하나가 2p 상태로 들뜨고 1s2s2p의²¹³ 구성이 된다.탄소의 다른 원자가를 설명하기 위해 4개의 원자가 전자 궤도, 1개의 2s와 3개의 2p는 여러 가지 대체 구성에서 혼합되거나 교배된 것으로 간주됩니다.예를 들어, 사면체 구성에서 s와 p³ 오비탈이 결합하여 4개의 하이브리드 오비탈을 생성합니다.삼각 구성이라고 알려진 다른 구성에서는 p 궤도 중 하나는 변하지 않고_z s, p_x 및_y p 오비탈을 혼합하여 3개의 하이브리드 오비탈을 생성한다.분자(sp²)의 결합축과 평면에 대칭인 궤도는 γ-전자, 결합은 γ-결합으로 알려져 있다.p_z 오비탈은 γ-궤도라고 불립니다.2개의 '오비탈'이 상호작용할 때 '본드'가 발생합니다.이는 결절면이 동일 평면일 때 발생합니다.

특정 유기 분자에서 γ-오비탈은 공통의 결절면을 생성하기 위해 상호작용한다.이것들은 방사선에 의해 들뜨게 될 수 있는 비국재화된 δ전자를 형성한다.비국재화된 δ전자의 탈여기는 발광으로 이어진다.

γ전자 시스템의 들뜬 상태는 주변 자유 전자 모델로 설명할 수 있다(Platt 1949).이 모델은 C 원자가 3개 이상의 고리에 속하지 않고 모든 C 원자가 주변에 있는 벤제노이드 고리의 응축 시스템으로 구성된 다환식 탄화수소를 기술하는 데 사용됩니다.

링은 둘레가 l인 원으로 근사할 수 있습니다.전자 오비탈의 파동 기능은 평면 회전 장치(Rotator)의 조건을 충족해야 합니다.

$(\displaystyle \psi(x)=\psi(x+l),}$

슈뢰딩거 파동 방정식에 대응하는 해는 다음과 같습니다.

${\displaystyle {displaystyle {0}\psi _{0}&=left\frac {1}{l}}\\\psi _{q1}&=\frac {2}{l}\right}^{\frac {1}{2}}\cos {left\frac 2\pi}{l}\right}{l}{l}\cos {right}}\\psi _{q2}&=\leftfrac {2}{l}}\right)^{\frac {1}{2}\sin {2\pi \qx}{l}\right}\\\piE_{q}&=sqfrac {q^{2}\hbar ^{2}}{2m_{0}l^{2}}\end{aligned}}$

여기서 q는 궤도 링 양자수, 즉 파동 함수의 노드수입니다.전자는 위아래로 회전할 수 있고 원 둘레에서 양방향으로 회전할 수 있기 때문에 가장 낮은 것을 제외한 모든 에너지 수준은 두 배로 퇴화됩니다.

이상에서는 유기분자의 δ전자 에너지 수준을 나타낸다.방사선의 흡수에 이어 분자 진동이 S 상태가₁ 된다.그 후 형광이라고 불리는 S 상태에₀ 대한 들뜸 제거가 뒤따른다.세쌍둥이의 인구는 다른 방법으로도 가능하다.삼중항 상태는 단일항 상태보다 훨씬 더 긴 붕괴 시간으로 붕괴되는데, 이는 붕괴 과정의 느린 구성요소라고 불리는 결과를 초래합니다(형광 과정은 빠른 구성요소라고 불립니다).특정 입자의 특정 에너지 손실(dE/dx)에 따라 "빠른" 상태와 "느린" 상태가 다른 비율로 사용됩니다.따라서 이러한 상태의 광 출력의 상대적 강도는 dE/dx마다 다르다.섬광기의 이러한 특성은 펄스 모양을 식별한다. 펄스 모양을 보고 검출된 입자를 식별할 수 있다.물론 들뜬 상태의 붕괴에 의한 것이므로 펄스의 후행측에서 형상의 차이가 보인다.

「 」를 참조해 주세요.

• 양전자 방출 단층 촬영

레퍼런스