بسم الله الرحمن الرحيم انتهينا المرة الماضية في ال
physical optics من ظاهرة ال fluorescence اليوم
بنتحدث عن ظاهرة جديدة اللي هي ال phosphorescence
للتفكير ال fluorescence هي ظاهرة بتحدث في بعض ال
materials اللي بيكون فيها في ذراتها مدارين
متقاربينبيجي exciting فوتون فوتون محفز بطاقة عالية
بيخلي ال electron من مداره الأساسي يقفز عبر مدارين
يعني مثلا يصعد من المدار الأول مش للتاني يصعد فورا
للتالد بعدين بيفقد طاقة قليلة ينزل للمدار الأدنى
قليلا اللي هي طاقة ال infrared بينبعث infrared
فوتون مابينشافش وبيظل
كمية من الطاقة بيفقدها لاحقا بحيث انه بنبعث فوتون
اقل energy من الفوتون المحفز زي ما الرسم هاي كانت
بتوضع يعني عندي electron بالاساس في مداره ال .. ال
.. الاساسي اجا exciting photon .. exciting photon
غالبا ال blue photonأكسب هذا الالكترون أو أعطاه ..
أعطى هذا الالكترون حصته من الطاقة، هذا الفوتون
اللي هو عبارة عن حصة من الطاقة، يعني امطصه
الالكترون فصارت طاقة الالكترون عالية فصعد عبر
مدارين، يعني قفز عبر المدار الرقم 2 للمدار الاش
الأعلى بعدين هذه الحصة من الطاقة هيفقدها بس على
مرحلتين المرحلة الأولى هيفقد كمية قليلة من الطاقة
هتنبعث بشكل حصة قليلة من الطاقة infrared photon
emitted طبعا و الجرعات التانية اللي هيفقدها عشان
يرجع لمداره الأساسي هتكون أكبر من اللي فقدها في
المرحلة الأولى ولكن طاقة ل green photon المنبعث
هنا أقل من طاقة ل blue photon المحفظهذه الظاهرة
تسمى ظاهرة الفلوريسانس الفلوريسانس وقولنا هي احنا
حفزنا طبعاً مادة الفلوريسين هي احدى ال materials
اللي بتتمتع بالظاهرة وبنقول لما ب .. نضع مادة
الفلوريسين على سطح العين بيكون في عندي ab region
جرح في القرنيةمعروف انه الجريح بيمطص او المناطق
اللي .. ال .. ال .. ال .. ال epithelium فيها فيه
defect بيمطص مادة الفلوريسين و بتتجمع فيه ..
بتترسب فيه بكثافة فبالتالي بيصير في عندي كمية من
الفلوريسين لا بأس بيها و لما بحفظ هذا الفلوريسين
بال blue light المنبعث او المنعكس منه هو اللون
الأخضرطبعا ال blue لاقيت طاقته أعلى، بتطلع
الإلكترونات تاعت ذرات الفلوريسين تطلع لمدارات،
تقفز عبر مدارين، و بعدين تفقد كمية قليلة من الطاقة
بشكل ال infrared photons هذه ما بنشوفها لأنا في ال
.. في ال infrared rangeوبعد ذلك عشان ترجع
لمداراتها الأساسية اللي هي إلكترونات، درّات، مادة
الفلوريسين بتفقد ال green photon اللي أحنا شايفينه
في الرسمة بشكل واضح جدا باللون ال green اليوم احنا
هنحكي عن ظاهرة مماثلة ولكن بتختلف عنها قليلا اللي
هي ظاهرة ال phosphorescenceالـ phosphorescence
يترى إيش بيختلف عن ال fluorescence حقيقة هي نفس
الظاهرة ولكن الفرق بينهم في التوقيت إيش يعني الفرق
بينهم في التوقيت عشان نعرف إيش الفرق بينهم في
التوقيت بنقول كالقادة لما بيجي electron أو عفوا
فوتون محفظ لما بيجي فوتون محفظوبحفظ الإلكترونات
اللي هي ساكنة في مداراتها ويعني هادئة بحفظها
وبيعملها stimulation عشان تطلع لمدارات أعلى هذه
الإلكترونات ما بتضل في المدارات الأعلى وانما بتهبط
لعظيمة فورا بتهبط بمعنى الطاقة اللي اكتسبتها
بتفقدها بشكل سريع جدا سواء ع مرحلتين أو على مرحلة
واحدة طبعا في .. في .. في .. في حالة ال
fluorescent material على مرحلتين اكتسب مثلا تمانية
جول اكتسب تمانية جول فقد بعدها مباشرة يعني فيش
توقيت يعني لحظيا بيفقد بعدها واحد جول بعدين بيفقد
بعدين مباشرة السبعة جول إذا في ظاهرة ال
fluorescenceفي ظاهرة ال fluorescence الإلكترون
المحفز اللي يطلع لمدارات أعلى من الطاقة لا يستقر
في هذه المدارات وإنما يهبط فورا وإنما يهبط فورا
وهذا هو الفرق بين ال fluorescence و ال
phosphorescence ال phosphorescence نفس الظاهرة
بالضبط ولكن .. ولكن بعض المواد إذا الإلكترونات
بتاعت ذراتهاتحفزت لمدارات أعلى بتظلها في المدارات
الأعلى فترة ممكن تكون ثواء عدة ثواني أو عدة دقائق
أو عدة ساعات و أحيانا عدة أيام و بعد ذلك بتهبط
لمداراتها الأساسية و بينبعث منها ال photons أو حصص
الطاقة اللي اكتسبتها قبل ذلكإذا الفوسفوريسانس
بيفرج عن الفلوريسانس في التوقيت في التوقيت طيب إيش
بدنا نستفيد احنا من ظاهرة الفوسفوريسانس حقيقة
ظاهرة الفوسفاريسانس ممكن ال materials اللي بتتمتع
بظاهرة الفوسفوريسانس ممكن تشكل مصادر للضوء بعد ما
يكون يعني الطاقة المحفظة ذهبت يعني بطريقة أو منذ
فترة ذهبت منذ فترةطبعا احنا هنا الأمثلة اللي
بنضربها بنقول انه احنا بنحفظ بالضوء هو حقيقة اي
طاقة سواء طاقة كهربائية او طاقة حرارية او طاقة ..
اي نوع من الطاقة ممكن يحفظ الالكترونات تطلع
لمدارات اعلى طيب اذا عندي المادة seen fluorescent
materialوالمادة صاد phosphorescent material
وحفظناهم بنفس الكمية من الطاقة وطلعوا Electronatum
لمدارات أعلى المادة seen لأنها fluorescent
material عس سريع الإلكترونات اللي طلعت بتفقد ما
اكتسبته من الطاقة و بتنزل لمداراتها الأساسية طبعا
بتفقدوا على مرحلتين وهي ظاهرة ال fluorescenceأما
ال .. ال .. ال phosphorescent material اللي هي
المادة صاد ممكن الإلكترونات بتاعتها بعد ما حفزت
تضلها في المدارات الأعلى لعدة ثواني أو عدة دقائق
أو أحيانا عدة ساعات و أحيانا عدة أيام فبتضلها ..
طيب .. ضلت عدة .. بعض .. عدة .. بعض الذرات ضلت
لعدة ساعات بعضها لعدة أيام إذا بيضلوا الإلكترونات
كل ما نزل مجموعة من الإلكترونات تنبعث الفوتونات
اللي كانت مكتسباهاوبالتالي هذا بشكل عندي مصدر يعني
طويل الأمد لضوء بعد ما الطاقة المحفزة تكون يعني
أغلقت أو توقفت عن العمل .. توقفت عن العمل نقرأ هذا
الكلامال phosphorescence بنقدّمله بنقول in most
cases في غالب الأحيان electrons remain in elevated
energy states في ال .. في ال .. في المدارات
المحفظة، المدارات الأعلى في الطاقة for very short
periods، هذا ال .. ال .. ال .. عموما، عمو .. عموما
However, the elevated state is sometimes
metastable، في بعض المواد، في بعض المواد، ال
elevated energy state بيكون metastable، يعني ثابت،
يعني الإلكترون بيستقر فيه لفترة ما، بيستقر فيه
لفترة ما، that is, the electron may remain in the
elevated state for several secondsminutes or
perhaps even days before dropping back down طبعا
لما يصيرله dropping back down لما يسقط مرة تانية
لما داره الأصلي بينبعث منه حصة الطاقة اللي كان
اكتسبها قبل ذلك طبعا تنبعث بشكل ضوء سواء ضوء مرئي
أو غير مرئي أو غير مرئي وعلى هذا such a process
describes how light is produced by phosphorescence
which is essentially identical to fluorescence
except that the transitions take longer يعني ال
fluorescence و ال phosphorescence هما نفس الظاهرة
ولكن ال fluorescence بتوقف ثورا بمجرد الضوء المحفز
ما يذهب أو ما يتوقف عن العمل بينما ال
phosphorescence بيضل الضوء المنبعث من هذه ال
material شغالحتى لو الفوتونات المحفزة توقفت عن
العمل هنا احنا كنا نحكي عن ال fluorescence بنقول
في فوتون محفز طاقة محفزة سواء طاقة ضوئية فوتونات
او طاقة كهربائية او طاقة حرارية محفزة بمجرد ما
تتوقف هذه الظاهرة بتختفي بيبطل اشوف الأزرق و
الأخضر بيبطل اشوف هذا بمعنى اخر الآن انا ضاوي على
العينضاوي على العين بالـ slit lamp .. ال slit lamp
فيها خيار ان انا احول الضوء لللون الأزرق و حاطط
الفلوريسين على سطح العين و اتشرب الفلوريسين منطقة
الابريجين .. منطقة الجريح .. بس انا بمجرد ما اطفي
الضوء الأزرق بيبطل هذا اللون أخضريعني بتتوقف ظاهرة
ال fluorescence وبالتالي بيصير عندي اللون المعتاد
لل fluorescein اللي أنا مابستفيدش منه حاجة ك .. من
ناحية تشخصية إذا ظاهرة ال fluorescence تتوقف بتوقف
الضوء المحفز ليش؟ لأنه الإلكترونات ماعندي رصيد من
الإلكترونات يظل فوق في الأعلى وبالتالي توقف الضوء
المحفز خلاص الإلكترونات رجعت كلها لحظيا واتوقفت
الظاهرة في لحظة واحدة كل ..ظاهرة ال fluorescence
توقفت، بينما ال phosphorescence لما بتوقف الضوء
المحفز أو الطاقة المحفزة، نفرض عندى 100 ألف
إلكترون على سبيل المثال، وهذا رقم بس مجرد للمثال
فقط، 100 ألف إلكترون مثلاكانوا في high energy
state بسبب الإضاءة المحفزة أو بسبب الكهربا المحفزة
المائة ألف إلكترون بمجرد توقف الضوء مش كلهم
بيهبطوا مرة واحدة لأ وإنما بيهبطوا على دفعات ممكن
بعضهم بعد عدة ثواني بعد عدة دقائق يعني على مجموعات
وبالتالي بيضل الضوء من هذه المادة ينبعث على طول
لأن كيف هما بدهم يهبطوا بدهم يفقدوا حصص الطاقة أو
الفوتوناتاللي اكتسبوها ال .. ال .. ال photonate
اللي اكتسبوها وبالتالي هيك الفرق بين ال .. ال
fluorescence و ال phosphorescence إذا
Light resulting from fluorescence stops
immediately after removal of exciting energy ما
نلخبطش أنه الظاهرة أو الضوء الصادر عن ال
fluorescent material زي الفلوريسين Light resulting
from fluorescence stops immediately يتوقف مباشرة
بعد ما نوقف ال exciting energy سواء ال exciting
energy الطاقة المحفظة سواء طاقة كهربائية أو حرارية
أو ضوئية أو ما إلى ذلك whereas بينما ال light
resulting from phosphorescencePersists long after
the exciting energy ceases يعني بيضل فترة طويلة
بعد ما ال exciting energy تتوقف والآن هنشوف ان شاء
الله تعالى ظاهرة اللي هيالـ Phosphorescence زي ما
شوفنا في الفيديوهات المرافقة للمحاضرات في ال model
زي ما شوفنا ظاهرة ال seed test اللي هي بتحكي عن
ظاهرة ال fluorescence أيضا بدنا نشوف الآن ظاهرة ال
phosphorescence كيف في المعمل بتتم يعني عملها عشان
الصورة توضح بشكل يعني لا لبسة فيها طبعا أول شيء
هذا المعمل يعني الأستاذ مع الطلبة بيحاول يشرحلهم
عن ظاهرة ال phosphorescence عندنا مادة معينة عبارة
عن phosphorescent material مغطاةمعزولة عن الضوء
بال .. بال .. بالغطاء اللي رفعه الآن الأستاذ عشان
ما تتعرضش لضوء طبعا هو طفل الأنوار جابل ما يبدأ
يكشف عن ال phosphorus material نرجع مرة تانية عشان
بس نأكد القضية طالب ضوء الغرفة موجود عشانما تحدثش
ظاهرة ال phosphorescence و يبدأ .. و يبدأها من أول
التجربة الآن طفل ال wow شال الغطا عن هذا اللوح
اللي هو من مادة عبارة عن phosphorescent material
طلب من الطلبة كلهم .. كلهم معاهم laser اللون الضوء
ال laser أحمر و هنا أنا بدأ أتوقف لحظةالضوء الأحمر
هو الأطول موجة والأقل تردد واحنا عارفين في ال
quantum theory أن التردد طالما قليل الطاقة قليلة
الطاقة القليلة هنا هذه المادة اللي هي عبارة عن لوح
phosphorescent material من مادة معينة بتتمتع
بظاهرة ال phosphorescence زي ما هنشوف بعد شوية أول
شيء طلب منهم أنهم يعملوا stimulation لهذا اللوح
لمناطق منه بضوء ال laser الأحمر أو بالإضاءة
الحمراء طبعا الإضاءة الحمراء هنكتشف بعد شوية إنها
مش كافية لتحفيز الإلكترونات تاعت الظرات اللوح هذا
الـ Phosphorescent Material مش كافية عشان ترفعها ل
Higher Energy State فمش هيحدث ولا حاجة زي ما
التجربة هتورجينا هي كمية من الإضاءات الـ Laser
الأحمر ولكن بمجرد ما تتوقف الـ Laser لن يحدث أي
شيء لأنها ما حفظت الذرات طيب، الآن توقف الـ هذا،
هنعمل .. هنستخدم الآن بعد شوية أو هيستخدم الأستاذ
مع طلبتهإضاءة أعلى تردد شوية يعني أقصر شوية من
الضوء الأحمر يعني أعلى في الطاقة طالما أقصر موجة
إذا أكثر تردد يعني أعلى في الطاقة نشوف إيش هيحصل
معنا بعد شوية الآن الضوء بدنا إيش نستخدم ضوء أصفر
تقريباهي أستاذ بي .. بيصلطوا الضوء الأصفر طبعا
سواء laser أو ضوء أصفر عادي برضه ما حصل عندى ولا
إشي ضوء أخضر أعلى ترددا من الأصفر الترتيب أحمر
برتقالي أصفر أخضر الأخضر يعني أقرب للأزرق يعني
أقربأكثر ترددًا من الأصفر فطاقته أعلى ومع ذلك لحد
الآن لم يحدث أي شيء إذا يظهر قبل ما نستعمل الضوء
الأزرق أحكي كلمة يظهر أنه عشان ترتفع الإلكترونات
من المدارات الأدنى اللي هي أصلا موجودة فيها أي
إلكترونات، إلكترونات، إلكترونات هادة المادة اللي
هي مشكلة بشكل لوح يعني يخضع للتجربة الآن عشان ذرات
هذهالمادة تحفز إلكترونات وتصعد لمضار أعلى ثم نشوف
ظاهرة الـ phosphorescence أثناء هبوتها على مراحل
مختلفة لابد من طاقة كافية لتحفيز هذه الذرات فنشوف
لما بنستعمل الضوء الأزرق إيش اللي هيحدث معانا
الان بدى يبدأ الأستاذ يستعمل الضوء الأزرق على فكرة
الضوء الأزرقالضوء الأزرق هو الأعلى طاقة في ال
visible light أعلى من الأحمر و أعلى من الأخضر و
أعلى من البرتقالي و أعلى من اللي لدى طبعا اللي
أعلى منه البنفسجي ولكن البنفسجي قليل الاستعمال
فلما بنقول أحمر أو أصفر أو أخضر أو أزرق فالأزرق
أعلىهم طاقة لأنه أكثرهم ترددا بسبب أنه أقصرهم موجة
أكثرهم ترددان الفريكوانسي تعته عالية إذا الطاقة
تعته عالية نشوف ظهرة ال fluorescence مع بعضالان
الضوء هنا مسلط ولكن لازال اللوح بيضوي شايفين
النقطة الأولى لازالة بتضوي لازال بنبعث منها الضوء
بعد ما غادرها إلى عدة ثوانى إلى عدة ثوانى لحتى
الآن مضيئة النقطة الأولى وما بعدها طبعا تمام؟ الآن
أخد فترة عشان مرة تانية مرة تانيةطلعوا على بداية
الخط بعد ما .. ما غدرناه لسه لازال مضيق .. لازال
مضيق .. إيش اللي صار؟ اللي صار كالقاتى .. اللي صار
كالقاتى .. نحاول نوقف .. اللي صار كالقاتى إنه
الإلكترونات هنا اتحفزت لمدار أعلىولمّا وصلت
للمدارات الأعلى دخلت في حالة بنسميها meta-stable
state يعني حالة مستقرة نوعا ما مش محتاج الإلكترون
يهبط بسرعة مجموعة دفعة أو بيهبط الإلكترونات على
دفعات ليس كلها مرة واحدة وبالتالي تنتهي الظاهرة
فبالتالي .. لما غادر المكان وراح يحفظ مكان آخر هذا
المكان ضال ينبعث منهphotonات أو نبعث منه إضاءة
اللي هي عبارة عن حصص من الطاقة هاي هي ظاهرات ال
fluorescence نتابع و نشوف لما عرضنا الضوء إيش اللي
صار معانا انا بتمنى أنه نركز على بداية الضوء هنا
هاي مصدر الضوء مسلط هنا على اللوح هنا أصبح هنا
لحتى الآن لو عدينا حتى نقول واحد اتنين تلاتة أربعة
يعني الكثير الكثير حقيقة منالاشياء اللي هي بتثبت
ظاهرات ال fluorescence الآن بدنا نعمل أو بده يكمل
الأستاذ مع تجربة حقيقة رائعة جدا بده يضوي كل
المادة هاي كل اللوحة دهكل اللوح حادة بس بده يحجز
الإضاءة عن جزء من اللوح بده يوقف طالب أو طالبة
وياخد flash طبعا ال flash بتاع الكاميرا ال flash
بتاع الكاميرا إضاءته قوية عادة ال flash أبيض إذا
بحتوي على التردد الأزرق يعني بحتوي على ضوء طاقته
عالية فبالتالي يكفي لتحفيز اللي هو كل اللوح ما عدا
المنطقة اللي جسم الطالب أو الطالبة هيحجزها نشوف مع
بعض كيف ظاهرة ال fluorescence هتسيروالان بيطلب هو
متطوع عشان يقف ونشوف الكاميرا بتاعة ال flash إيش
هتعمل معانا في هذه القضية وهذه أيضا بتوضحلي ظاهرة
ال fluorescence طبعا كل عايز يتطوع في هذا المجال
أقرب طالبةللوح بتاع ال fluorescent material طبعا
ملاحظين ان ال fluorescent material لازم يتغطى من
إنارة الغرفة لأن ممكن إنارة الغرفة تكون كافية
كافية انها تحفز الإلكترونات و تبدأ ظاهرة ال
fluorescence بالظهور جابل ما يبدأ الأستاذ يشرح
فبالتالي بيتم عزل عزل ال fluorescent material عن
أي إضاءة عشان تتم التجربة وفقيعني المحددات أو ..
أو .. أو .. عشان الأستاذ يتحكم في هذه التجربة نكمل
و نشوف مع بعض إيش اللي هيحصل معاناالآن أغلقوا
الأنوار عشان مايتعرضش اللوح ال fluorescent
material لأي شيء حتيجة في الطالبة و أمام اللوح هذا
عشان تحجز ب .. ب .. بجسمها جزء من هذا اللوح، من
هذا الصبورة بالشكل اللي احنا شايفينهو هيتم أخد
flash لكل اللوح طبعا ضوء ال flash ال flash قوي جدا
تم أخد ال flash نعود مرة تانية بس نشوف كيف بدي أخد
ال flash ضوء ال flash قوي جدا إيش اللي هيحصل؟ الآن
ال flash حفظ كل المناطق بتاعة اللوح ما عدا المناطق
اللي مغطيها جسم الطالبة فهنشوف ظاهرة ال
fluorescent المفروض أنها تصير في المناطق اللي حفظت
والضالها موجودة .. والضالها موجودة بنأكد ..
والضالها موجودة بعد ما المصدر الضوء المحفظ اللي هو
ال flash بتاع الكاميرا بعد ما يكون انطفى بفترة
طويلة نشوف إيش اللي هيحصل معانا
تركت الطالبة موقعها فعلا نوقف هنا حقيقة ظاهرة very
interesting شيقة جدا كل المناطق اللي اتعرضت لل
flash طلعت ذراتها او حفظت ذراتها بحيث الالكترونات
الالكتروناتطلعت لمدارات أعلى من الطاقة و الآن
بتنزل على التوالي و بيضل الضوء ينبعث من المناطق
اللي اتعرضت لا التحفيز أو اكتسب الطاقة بينما
المناطق اللي حجزها جسم الطالبة يعني زي ما انتوا
شايفين بيضلت باللون الأسود لم تحفز في هذه المناطق
نشوف جداش بيستمر هذا المنظر معانا و نعد مع بعض
بنقول واحد اتنينتلاتة .. أربعة .. الأن قضاءه يعني
ممكن تكون لفترة أطول من الأربعة .. هنا احنا يعني
أخدنا التجربة اللي بدناياها و هي هذه ظاهرة ال
fluorescence باختصار
بتفرج عن ال phosphorescence عفوا بتفرج عن ال
fluorescence انه whereas light resulting from
phosphorescence persists long after the exciting
energy ceases جداش نوم ممكن يستمر لعدة ثواني زي ما
شوفنا في التجربة و أحيانا لعدة دقائق و أحيانا
لساعات و أحيانا لأيام بدلهذه ال phosphorescent
material .. ال phosphorescent material بتظلها
شغالة أو تعطيني ضوء بعد ما الضوء المحفظ لها ذهب أو
توقف عن العمل نتوقف عند موضوع كبير ومهم لنا في
البصريات والعيون اللي هو موضوع ال laser ويعطيكم
العافية والسلام عليكم ورحمة الله وبركة