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
متقاربين بيجي exciting photon فوتون محفز بطاقة عالية
بيخلي ال electron من مداره الأساسي يقفز عبر مدارين
يعني مثلا يصعد من المدار الأول مش للتاني يصعد فورا
للتالت 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
.. الأساسي اجا exciting photon .. exciting photon
غالبا ال blue photon أكسب هذا الإلكترون أو أعطاه ..
أعطى هذا الإلكترون حصته من الطاقة، هذا الفوتون
اللي هو عبارة عن حصة من الطاقة، يعني امتصه
الإلكترون فصارت طاقة الإلكترون عالية فصعد عبر
مدارين، يعني قفز عبر المدار الرقم 2 للمدار ال
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 الجرعة الثانية اللي هيفقدها عشان
يرجع لمداره الأساسي هتكون أكبر من اللي فقدها في
المرحلة الأولى ولكن طاقة ال green photon المنبعث
هنا أقل من طاقة ال blue photon المحفز هذه الظاهرة
تسمى ظاهرة الفلوريسانس الفلوريسانس وقولنا هي احنا
حفزنا طبعا مادة الفلوريسين هي إحدى ال materials
اللي بتتمتع بالظاهرة وبنقول لما ب .. نضع مادة
الفلوريسين على سطح العين بيكون في عندي ab region
جرح في القرنية معروف أن الجرح بيمتص أو المناطق
اللي .. ال .. ال .. ال .. ال epithelium فيها فيه
defect بيمتص مادة الفلوريسين و بتتجمع فيه ..
بتترسب فيه بكثافة فبالتالي بيصير في عندي كمية من
الفلوريسين لا بأس بها و لما بحفظ هذا الفلوريسين
بال blue light المنبعث أو المنعكس منه هو اللون
الأخضر طبعا 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 لأنّنا في ال
.. في ال infrared range وبعد ذلك عشان ترجع
لمداراتها الأساسية اللي هي إلكترونات، ذرات، مادة
الفلوريسين بتفقد ال green photon اللي احنا شايفينه
في الرسمة بشكل واضح جدا باللون الأخضر اليوم احنا
هنحكي عن ظاهرة مماثلة ولكن بتختلف عنها قليلا اللي
هي ظاهرة ال phosphorescence ال 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 كالقاعدة لما بيجي electron أو عفوا
فوتون محفز لما بيجي فوتون محفز و بيحفز الإلكترونات
اللي هي ساكنة في مداراتها ويعني هادئة بيحفزها
وبيعملها stimulation عشان تطلع لمدارات أعلى هذه
الإلكترونات ما بتضل في المدارات الأعلى وإنما بتهبط
لعظيمة فورا بتهبط بمعنى الطاقة اللي اكتسبتها
بتفقدها بشكل سريع جدا سواء على مرحلتين أو على مرحلة
واحدة طبعا في .. في .. في .. في حالة ال
fluorescent material على مرحلتين اكتسب مثلا ثمانية
جول اكتسب ثمانية جول فقد بعدها مباشرة يعني فيش
توقيت يعني لحظيا بيفقد بعدها واحد جول بعدين بيفقد
بعدين مباشرة السبعة جول إذا في ظاهرة ال
fluorescence في 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 ذراتها تحفزت لمدارات أعلى بتظل في المدارات
الأعلى فترة ممكن تكون ثواني عدة أو دقائق عدة
أو ساعات عدة وأحيانا أيام عدة وبعد ذلك بتهبط
لمداراتها الأساسية و بينبعث منها ال photons أو حصص
الطاقة اللي اكتسبتها قبل ذلك إذا الفوسفوريسانس
بيفرق عن الفلوريسانس في التوقيت في التوقيت طيب إيش
بدنا نستفيد احنا من ظاهرة الفوسفوريسانس حقيقة
ظاهرة الفوسفوريسانس ممكن ال materials اللي بتتمتع
بظاهرة الفوسفوريسانس ممكن تشكل مصادر للضوء بعد ما
يكون يعني الطاقة المحفزة ذهبت يعني بطريقة أو منذ
فترة ذهبت منذ فترة طبعا احنا هنا الأمثلة اللي
بنضربها بنقول أن احنا بنحفز بالضوء هو حقيقة أي
طاقة سواء طاقة كهربائية أو طاقة حرارية أو طاقة ..
أي نوع من الطاقة ممكن يحفز الإلكترونات تطلع
لمدارات أعلى طيب إذا عندي المادة seen fluorescent
material و المادة صاد phosphorescent material
وحفزناهم بنفس الكمية من الطاقة وطلعوا إلكتروناتهم
لمدارات أعلى المادة seen لأنها fluorescent
material بسرعة الإلكترونات اللي طلعت بتفقد ما
اكتسبته من الطاقة و بتنزل لمداراتها الأساسية طبعا
بتفقدوه على مرحلتين وهي ظاهرة ال fluorescence أما
ال .. ال .. ال phosphorescent material اللي هي
المادة صاد ممكن الإلكترونات بتاعتها بعد ما تحفزت
تظل في المدارات الأعلى لعدة ثواني أو دقائق عدة
أو أحيانا ساعات عدة وأحيانا أيام عدة فبتظل ..
طيب .. ضلت عدة .. بعض .. عدة .. بعض الذرات ضلت
لساعات عدة بعضها لأيام عدة إذا بيظلوا الإلكترونات
كل ما نزل مجموعة من الإلكترونات تنبعث الفوتونات
اللي كانت مكتسبها و بالتالي هذا بشكل عندي مصدر يعني
طويل الأمد للضوء بعد ما الطاقة المحفزة تكون يعني
أغلقت أو توقفت عن العمل .. توقفت عن العمل نقرأ هذا
الكلام ال phosphorescence بنقدّمه بنقول in most
cases في غالب الأحيان electrons remain in elevated
energy states في ال .. في ال .. في المدارات
المحفزة، 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 seconds، minutes or
perhaps even days before dropping back down طبعا
لما يصير له dropping back down لما يسقط مرة ثانية
لمداره 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 بتتوقف فورا بمجرد الضوء المحفز
ما يذهب أو ما يتوقف عن العمل بينما ال
phosphorescence بيظل الضوء المنبعث من هذه ال
material شغال حتى لو الفوتونات المحفزة توقفت عن
العمل هنا احنا كنا نحكي عن ال fluorescence بنقول
في فوتون محفز طاقة محفزة سواء طاقة ضوئية فوتونات
أو طاقة كهربائية أو طاقة حرارية محفزة بمجرد ما
تتوقف هذه الظاهرة بتختفي بيبطل أشوف الأزرق و
الأخضر بيبطل أشوف هذا بمعنى آخر الآن أنا ضاوي على
العين ضاوي على العين بالـ slit lamp .. ال slit lamp
فيها خيار أن أنا أحول الضوء لللون الأزرق و حاطط
الفلوريسين على سطح العين و اتشرب الفلوريسين منطقة
الابريجين .. منطقة الجرح .. بس أنا بمجرد ما أطفئ
الضوء الأزرق بيبطل هذا اللون أخضر يعني بتتوقف ظاهرة
ال fluorescence وبالتالي بيصير عندي اللون المعتاد
لل fluorescein اللي أنا ما بستفيدش منه حاجة ك .. من
ناحية تشخيصية إذا ظاهرة ال fluorescence تتوقف بتوقف
الضوء المحفز ليش؟ لأن الإلكترونات ما عندي رصيد من
الإلكترونات يظل فوق في الأعلى وبالتالي توقف الضوء
المحفز خلاص الإلكترونات رجعت كلها لحظيا و اتوقفت
الظاهرة في لحظة واحدة كل .. ظاهرة ال fluorescence
توقفت، بينما ال phosphorescence لما بتوقف الضوء
المحفز أو الطاقة المحفزة، نفرض عندي 100 ألف
إلكترون على سبيل المثال، وهذا رقم بس مجرد للمثال
فقط، 100 ألف إلكترون مثلا كانوا في high energy
state بسبب الإضاءة المحفزة أو بسبب الكهرباء 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 بيظل الضوء من هذه المادة ينبعث على طول
لأن كيف هم بدهم يهبطوا بدهم يفقدوا حصص الطاقة أو
الفوتونات اللي 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 أن 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 المحفزة سواء طاقة كهربائية أو حرارية
أو ضوئية أو ما إلى ذلك whereas بينما ال light
resulting from phosphorescence persists long after
the exciting energy ceases يعني بيظل فترة طويلة
بعد ما ال exciting energy تتوقف والآن هنشوف إن شاء
الله تعالى ظاهرة اللي هي ال 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 لبس فيها طبعا أول شيء
هذا المعمل يعني الأستاذ مع الطلبة بيحاول يشرح لهم
عن ظاهرة ال phosphorescence عندنا مادة معينة عبارة
عن phosphorescent material مغطاة معزولة عن الضوء
بال .. بال .. بالغطاء اللي رفعه الآن الأستاذ عشان
ما تتعرضش للضوء طبعا هو طفى الأنوار قبل ما يبدأ
يكشف عن ال phosphorus material نرجع مرة ثانية عشان
بس نأكد القضية ضوء الغرفة موجود عشان ما تحدثش
ظاهرة ال phosphorescence و يبدأ .. و يبدأها من أول 179 00:13:0
معنا بعد شوية الآن الضوء بدنا إيش نستخدم ضوء أصفر
تقريباً هي أستاذ بي .. بيصلطوا الضوء الأصفر طبعاً
سواء laser أو ضوء أصفر عادي برضه ما حصل عندي ولا
شيء ضوء أخضر أعلى ترددًا من الأصفر الترتيب أحمر
برتقالي أصفر أخضر الأخضر يعني أقرب للأزرق يعني
أقرب أكثر 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 أصلاً موجودة فيها أي
إلكترونات، إلكترونات، إلكترونات هذه المادة اللي
هي مشكلة بشكل لوح يعني يخضع للتجربة الآن عشان ذرات
هذه المادة تحفز إلكترونات وتصعد لمستويات أعلى ثم نشوف
ظاهرة الـ phosphorescence أثناء هبوتها على مراحل
مختلفة لابد من طاقة كافية لتحفيز هذه الذرات فنرى
لما بنستعمل الضوء الأزرق إيش اللي هيحدث معنا
الآن بدأ يبدأ الأستاذ يستعمل الضوء الأزرق على فكرة
الضوء الأزرق الضوء الأزرق هو الأعلى طاقة في ال
visible light أعلى من الأحمر وأعلى من الأخضر و
أعلى من البرتقالي وأعلى من الأصفر طبعاً اللي
أعلى منه البنفسجي ولكن البنفسجي قليل الاستعمال
فلما بنقول أحمر أو أصفر أو أخضر أو أزرق فالأزرق
أعلىهم طاقة لأنه أكثرهم ترددًا بسبب أنه أقصرهم موجة
أكثرهم تردداً التردد عنده عالية إذا الطاقة
عنده عالية نرى ظاهرة ال fluorescence مع بعض الآن
الضوء هنا مسلط ولكن لازال اللوح بيضيء شايفين
النقطة الأولى لازالت تضيء لازال بنبعث منها الضوء
بعد ما غادرها إلى عدة ثوانٍ إلى عدة ثوانٍ لحتى
الآن مضيئة النقطة الأولى وما بعدها طبعاً تمام؟ الآن
أخذ فترة عشان مرة ثانية مرة ثانية اطلعوا على بداية
الخط بعد ما .. ما غادرناه لسه لازال مضئ .. لازال
مضئ .. إيش اللي صار؟ اللي صار كالتالي .. اللي صار
كالتالي .. نحاول نوقف .. اللي صار كالتالي إنه
الإلكترونات هنا اتحفزت لمدار أعلى ولما وصلت
للمدارات الأعلى دخلت في حالة بنسميها meta-stable
state يعني حالة مستقرة نوعاً ما مش محتاج الإلكترون
يهبط بسرعة بمجموعة دفعة أو بيهبط الإلكترونات على
دفعات ليس كلها مرة واحدة وبالتالي تنتهي الظاهرة
فبالتالي .. لما غادر المكان وراح يحفظ مكان آخر هذا
المكان ظل ينبعث منه photons أو ينبعث منه إضاءة
اللي هي عبارة عن حُصص من الطاقة هذه هي ظاهرات ال
fluorescence نتابع ونرى لما عرضنا الضوء إيش اللي
صار معنا أنا بتمنى أنه نركز على بداية الضوء هنا
هذه مصدر الضوء مسلط هنا على اللوح هنا أصبح هنا
لحتى الآن لو عدينا حتى نقول واحد اثنين ثلاثة أربعة
يعني الكثير الكثير حقيقة من الأشياء اللي هي بتثبت
ظاهرات ال fluorescence الآن بدنا نعمل أو بده يكمل
الأستاذ مع تجربة حقيقية رائعة جداً بده يضيء كل
المادة هذه كل اللوحة هذه كل اللوح هذه بس بده يحجز
الإضاءة عن جزء من اللوح بده يوقف طالب أو طالبة
ويأخذ flash طبعاً ال flash بتاع الكاميرا ال flash
بتاع الكاميرا إضاءته قوية عادةً ال flash أبيض إذا
يحتوي على التردد الأزرق يعني يحتوي على ضوء طاقته
عالية فبالتالي يكفي لتحفيز اللي هو كل اللوح ما عدا
المنطقة اللي جسم الطالب أو الطالبة هيحجزها نرى مع
بعض كيف ظاهرة ال fluorescence حتسير الآن بيطلب هو
متطوع عشان يقف ونرى الكاميرا بتاعة ال flash إيش
حتعمل معنا في هذه القضية وهذه أيضاً بتوضح لي ظاهرة
ال fluorescence طبعاً كل عايز يتطوع في هذا المجال
أقرب طالبة للوح بتاع ال fluorescent material طبعاً
ملاحظين أن ال fluorescent material لازم يتغطى من
إنارة الغرفة لأن ممكن إنارة الغرفة تكون كافية
كافية أنها تحفز الإلكترونات وتبدأ ظاهرة ال
fluorescence بالظهور قبل ما يبدأ الأستاذ يشرح
فبالتالي يتم عزل عزل ال fluorescent material عن
أي إضاءة عشان تتم التجربة وفقاً للمحددات أو ..
أو .. أو .. عشان الأستاذ يتحكم في هذه التجربة نكمل
ونرى مع بعض إيش اللي هيحصل معنا الآن أغلقوا
الأنوار عشان ما يتعرضش اللوح ال fluorescent
material لأي شيء حتضع الطالبة وأمام اللوح هذا
عشان تحجز ب .. ب .. بجسمها جزء من هذا اللوح، من
هذا السبورة بالشكل اللي احنا شايفينه ويتم أخذ
flash لكل اللوح طبعاً ضوء ال flash ال flash قوي جداً
تم أخذ ال flash نعود مرة ثانية بس نشوف كيف بدي أخذ
ال flash ضوء ال flash قوي جداً إيش اللي هيحصل؟ الآن
ال flash حفظ كل المناطق بتاعة اللوح ما عدا المناطق
اللي مغطيها جسم الطالبة فنرى ظاهرة ال
fluorescent المفروض أنها تصير في المناطق اللي حفظت
والباقي موجودة .. والباقي موجودة نؤكد ..
والباقي موجودة بعد ما مصدر الضوء المحفز اللي هو
ال flash بتاع الكاميرا بعد ما يكون انطفأ بفترة
طويلة نرى إيش اللي هيحصل معنا
تركت الطالبة موقعها فعلاً نوقف هنا حقيقة ظاهرة very
interesting شيقة جداً كل المناطق اللي تعرضت لل
flash طلعت ذراتها أو حفظت ذراتها بحيث الإلكترونات
الإلكترونات طَلعت لمدارات أعلى من الطاقة والآن
بتنزل على التوالي وبيضل الضوء ينبعث من المناطق
اللي تعرضت للتحفيز أو اكتسبت الطاقة بينما
المناطق اللي حجزها جسم الطالبة يعني زي ما أنتم
شايفين بظلت باللون الأسود لم تحفز في هذه المناطق
نرى جداش بيستمر هذا المنظر معنا ونعد مع بعض
بنقول واحد اثنين ثلاثة .. أربعة .. الآن قضائه يعني
ممكن تكون لفترة أطول من الأربعة .. هنا احنا يعني
أخذنا التجربة اللي بدنا إياها وهي هذه ظاهرة ال
fluorescence باختصار
تُفرِج عن ال phosphorescence عفواً تُفرِج عن ال
fluorescence أنه whereas light resulting from
phosphorescence persists long after the exciting
energy ceases جداش نوم ممكن يستمر لعدة ثواني زي ما
شَفْنا في التجربة وأحياناً لعدة دقائق وأحياناً
لساعات وأحياناً لأيام بدل هذه ال phosphorescent
material .. ال phosphorescent material بتظل
شغالة أو تعطيني ضوء بعد ما الضوء المحفز 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 وبركاته