【摘要】 化学变化引起的莹光称为化学荧光,光激发引起的荧光称为光致荧光,主要研究光致荧光。

01荧光定义

一些化合物从外部吸收和储存能量,进入刺激状态。当它们从刺激状态回到基状态时,过剩的能量通过电磁辐射放射出来,称为闪光。能产生闪光的分子或原子在接受能量后会发光。一旦供能停止,闪光现象就会消失。

 

02荧光分类

化学变化引起的莹光称为化学荧光,光激发引起的荧光称为光致荧光,主要研究光致荧光。根据产生荧光的基本颗粒,荧光可分为原子荧光、X射线荧光和分子荧光,主要研究分子荧光。

 

03光致荧光机理

当一定波长的光照射在分子上时,分子可以吸收光,光能被分子吸收。分子有能量使分子的能量水平从最低的基能水平上升到更高的每个激发状态的差异振动能水平,这就是所谓的迁移。分子处于各种激发状态的不稳定状态,激发状态的差异振动能水平随时下降到基状态。在下降过程中,分子会发光。这个过程是一个释放能量的过程,也就是说,它是一个闪亮的机制。闪亮的过程可以按照时间顺序分为以下几个部分。

分子激起的过程

在波长为10~400nm的紫外线区域或390~780nm的可见光区域,光具有很高的能量。当某个特征波长的光照射分子时,是的分子会吸收这个特征波长的光能,能量从光传递到分子。这个过程就是分子受到刺激的过程。分子中的电子会有一个越迁过程,在稳定的基态向不稳定的刺激状态下越迁。越迁所需的能量是越迁前后两个能级的能量差,即吸收光的能量。电子刺激状态是分子越迁到不稳定刺激状态的分子。

多种状态存在于电子激发状态中。多种状态表示为2S1。S为0或1,这意味着电子在自转过程中具有角动量的代数和。S=0表示所有电子自旋的角动量代数为0,即所有电子均为自旋匹配,那么2S1=1,电子的激发态是单重态,用Si表示,可以推出。S0是基态的单重态,S1是第一越迁能级的单重态,S2是第二越迁能级的单重态。S=1表示电子的自旋方向无法匹配,表明电子的自旋方向在越迁过程中发生了变化,有2个不匹配的电子,2S。1=3,电子在激发状态中位于第三振动能级,称为三重状态。用Ti来说,T1是第一激发状态中的三重状态,T2是第二激发状态中的三重状态,以此类推。