Виды люминесценции

По способу возбуждения:

§ Электролюминесценция

• Фотолюминесценция

• Биолюминесценция

• Катодолюминесценция

• Хемилюминесценция

• Радиолюминесценция

• Триболюминесценция

• Сонолюминесценция

По механизму элементарных процессов:

- резонансная

- спонтанная

-вынужденная

-рекомбинационная

По длительности свечения:

- фотолюминесценция

- флуоресценция

1.3 Био, хемилюминесценция или свечение светлячков, глубоководных рыб, гнилушек….

Этот вид люминесценции вызывается химическими реакциями, идущими с выделением энергии. Излучение испускается продуктами реакции. [5] [6] [7]

Вообразите дерево 10-15 метров высотой, покрытое листочками, на каждом из которых сидит по светлячку. Все они одновременно вспыхивают раза три за две секунды, а в промежутки между вспышками дерево погружается в темноту. Мерцание светлячков производит потрясающее впечатление. И ответственны за это явление вещества- люциферин и люцифераза. Люциферины - это небольшие молекулы, которые в присутствии люциферазы окисляются, при этом выделяется энергия. Таким образом, люцифераза- это фермент, катализатор реакций, при которых возникает свечение. Коэффициент преобразования энергии у светлячков высок- 98 %, на каждую окисленную молекулу люциферина приходится один квант излучённого света (фотон).

Рис. 3 Светлячок и молекула люциферина светлячка. Жёлтый — сера, синий — азот, чёрный — углерод, красный — кислород, белый — водород.(http://ru.wikipedia.org/)

Реакция, катализируемая люциферазой светлячка проходит в две стадии:

При первой- вещества вступают в реакцию, получается некоторое возбуждённое вещество. На втором этапе молекула переходит из возбуждённого состояния в основное, испуская квант света.

Свет возникает при переходе оксилюциферина(продукта реакции) из возбуждённого состояния в основное. При этом испускаемый свет варьируется у различных видов светлячков от жёлто-зелёного до красного (λ = от 548 до 620 нм). Все жуки содержат один и тот же люциферин. Люциферазы, напротив, у разных видов различны. Отсюда следует, что изменение окраски свечения зависит от строения фермента.

Такой же механизм свечения и у морских организмов. Только состав веществ люциферинов и люциферазы у них различен. А стадий реакции тоже две.

Некоторые организмы имеют специальные клетки, настолько совершенные, что напоминают светильники. (Рис 4). В этих светильниках живут светящиеся бактерии. Кровеносная система рыбы обеспечивает бактерии питанием, доставляет кислород. Когда кровеносные сосуды сужаются-свечение бактерий ослабевает.

Некоторые рыбы светятся без бактерий, они имеют специальные органы-фотофоры, имеющие сложное строение-отражатели, линзы, диафрагмы, светофильтры… Такие фотофоры есть у японского кальмара, у рыбы рабдамии, у некоторых видов акул (их тела мерцают огнями как лайнеры).

Рис. 4 Светящиеся рыбы и медуза

Светятся и медузы. Одна из них- пелагия.

При раздражении- на поверхности купола и щупалец возникают светящиеся полосы.

Некоторые организмы содержат люминесцирующие бактерии. (Рис 5)

Рис. 5 Светящиеся микроорганизмы

Динофлагеллаты (ночесветки) днём окрашивают море в красный, жёлтый и коричневый цвета, - это их естественная окраска. А ночью светятся голубым светом. Свет включается у них какими-то внутренними часами, и наиболее ярко они светятся около часа ночи. Свечение бактерий связано с энергией, которую они получают в процессе питания.

Организмы, которые светятся, их известно более 800,: грибные комары, различные рачки, планктонные животные, опёнки (рис.6), у бразильского железнодорожного червяка голова светится красным, а бока - зелёным.

Рис.6 Светящиеся грибы

Светящиеся бактерии могут свободно обитать в морской воде. В литре морской воды 10 000 таких бактерий. Они часто поселяются на мёртвой рыбе, из-за этого рыба начинает светиться. Совсем как в сказке Андерсена “селёдочная головка светилась в темноте”…

Один из видов ракообразных, если его высушить, светится при увлажнении. Таким источником света пользовались во вторую мировую войну японские солдаты, когда яркий свет было использовать опасно: стоило плюнуть на высушенную креветку, и при её свете можно было читать карту.