Параметры люминесценции и основные законы люминесценции
Главными параметрами люминесценции (флуоресценции) являются: спектр люминесценции, квантовый выход, время жизни молекулы в возбужденном состоянии, спектр возбуждения. Рассмотрим эти параметры.
Спектр флуоресценции - зависимость излучения от длинны волны.
Квантовый выход (j) - это отношение количества квантов, испускаемых с уровня S1 к количеству поглощенных квантов:
j = nфл / nпогл (1)
Если бы все переходы вниз сопровождались излучением, то квантовый выход j =1. Но за счет потерь рекомбинации (процессов, конкурирующих с флуоресценцией: тепловые потери и т. д.) он меньше единицы.
Определить квантовый выход можно по методу Паркера-Рисса. В одинаковых условиях снимается спектр неизвестного вещества и эталона с известным квантовым выходом (j0):
j = j0´S´D0 / D´S0 (2),
где D0, D- оптические плотности эталона и исследуемого вещества;
S0, S - площади под кривыми флуоресценции, соответственно.
В качестве эталона используют флуоресцин в растворе NaCl (0.1М).
Время жизни молекулы в возбужденном состоянии (t) определяется суммарной вероятностью его дезактивации:
t =1/ (kфл + kвн.к + kин.к) (3),
где kфл - константа скорости флуоресценции;
kвн.к - константа скорости внутренней конверсии;
kин.к - константа скорости интеркомбинационной конверсиии.
Спектром возбуждения флуоресценции называется зависимость интенсивности флуоресценции от длины волны возбуждающего света:
Iфл / I0 = f (lв) (4),
где Iфл - интенсивность флуоресценции;
I0 - интенсивность падающего (возбуждающего) света;
lв - длина волны возбуждающего света.
Измерение спектров возбуждения флуоресценции имеет важное значение для решения целого ряда задач. Так, спектр возбуждения дает возможность установить спектр поглощения компонента, который флуоресцирует в исследуемой спектральной области, что позволяет идентифицировать этот компонент. Сравнительное изучение спектров возбуждения и флуоресценции позволяет обнаружить миграцию энергии возбуждения между различными компонентами в сложных системах. Так, если в двухкомпонентных системах флуоресцирует только один компонент, а в спектре возбуждения этой флуоресценции зарегистрированы полосы, соответствующие поглощению обоих компонентов, это означает, что в данной системе происходит миграция энергии с одного компонента на другой.
Явление флуоресценции описывается рядом законов.
Закон Вавилона: так как испускание флуоресценции происходит всегда с нижнего возбужденного энергетического уровня (S1), то квантовый выход не зависит от длины волны возбуждающего света.
Правило Каша: так как испускание флуоресценции происходит всегда с нижнего возбужденного энергетического уровня (S1), то форма спектра флуоресценции не зависит от длины волны возбуждающего света.
Закон Стокса: спектр флуоресценции будет расположен в более длинноволновой области, чем самый длинноволновый максимум в спектре поглощения.
Спектр флуоресценции сдвинут в длинноволновую сторону по сравнению с полосами поглощения, так как энергия поглощенного кванта частично растрачивается на тепловые колебания. Это приводит к тому, что энергия флуоресценции меньше, чем энергия поглощения кванта света.
Дата добавления: 2017-02-13; просмотров: 2846;