ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
1. Теоретическая часть
Если возбудить молекулы, то они могут участвовать в процессах дезакти-
вации возбуждения. К таким процессам можно отнести переход с возбужденно-
го уровня на основной с излучением кванта света (флуоресценция или фосфо-
ресценция), безызлучательные переходы с выделением тепла (конверсия), поте-
рю энергии возбуждения при столкновении с другой частицей (процесс туше-
ния), химическое взаимодействие.
Для постановки задачи экспериментального исследования процесса туше-
ния флуоресценции, рассмотрим следующий механизм фотопроцесса:
1. ];[][][,
11
*
1
AJAhkWAhA
св
k
=
⋅
=
⎯
→
⎯
+
ν
ν
2. ][,
*
22
*
2
AkWhAA
фл
k
=
+
⎯
→
⎯
ν
– флуоресценция;
3. ][,
*
33
*
3
AkWтеплоAA
k
=
+
⎯
→
⎯
– дезактивация за счет конверсии;
4. ][][,
*
44
**
4
MAkWMAMA
k
⋅
=
+
⎯
→
⎯
+ – тушение.
Условие стационарности для А
*
имеет вид
.
][
][
][
][][][][][
][
432
*
*
4
*
3
*
2
*
Mkkk
AJ
A
MAkAkAkAJ
dt
Ad
св
св
++
=
⋅−−−=
(1)
Скорость образования квантов флуоресценции определяет интенсивность
(J
фл
) излучения и согласно реакции (2)
][
][
][
432
2
*
22
Mkkk
JAk
AkWJ
св
фл
++
=== (2)
В данной работе J
фл
является экспериментально определяемой величиной.
В измерительном приборе ЭФ-ЗМА (флуорометр) световое излучение J
фл
на
фотоэлементе преобразуется в электрическую энергию и фиксируется на шкале
микроамперметра.
В отсутствие тушителя (J
фл
≡J
фл
) из выражения (2) находим
.
][
32
2
0
kk
JAk
J
фл
фл
+
= (3)
Используя выражения (2) и (3), находим
].[1][1
4
32
4
0
MkM
kk
k
J
J
фл
фл
фл
τ
+=
+
+= (4)
Величина
фл
kkk
ττ
=≈
+
=
232
11
– время релаксации флуоресценции. τ
фл
≈ 10
-8
с и
стадия флуоресценции является лимитирующей относительно внутренней кон-
версии.
1. Теоретическая часть
Если возбудить молекулы, то они могут участвовать в процессах дезакти-
вации возбуждения. К таким процессам можно отнести переход с возбужденно-
го уровня на основной с излучением кванта света (флуоресценция или фосфо-
ресценция), безызлучательные переходы с выделением тепла (конверсия), поте-
рю энергии возбуждения при столкновении с другой частицей (процесс туше-
ния), химическое взаимодействие.
Для постановки задачи экспериментального исследования процесса туше-
ния флуоресценции, рассмотрим следующий механизм фотопроцесса:
1. A + hν ⎯⎯→
k
A* ,W1 = k1 [hν ] ⋅ [ A] = J св [ A];
1
2. A* ⎯⎯→
k
A + hν фл ,W2 = k 2 [ A* ] – флуоресценция;
2
3. A* ⎯⎯→
k
A + тепло,W3 = k 3 [ A* ] – дезактивация за счет конверсии;
3
4. A* + M ⎯⎯→
k
A + M * ,W4 = k 4 [ A* ] ⋅ [ M ] – тушение.
4
Условие стационарности для А* имеет вид
d [ A* ]
= J св [ A] − k 2 [ A* ] − k 3 [ A* ] − k 4 [ A* ] ⋅ [ M ]
dt
(1)
J [ A]
[ A* ] = св
.
k 2 + k3 + k 4 [M ]
Скорость образования квантов флуоресценции определяет интенсивность
(Jфл) излучения и согласно реакции (2)
k 2 [ A]J св
J фл = W2 = k 2 [ A* ] = (2)
k 2 + k3 + k 4 [M ]
В данной работе Jфл является экспериментально определяемой величиной.
В измерительном приборе ЭФ-ЗМА (флуорометр) световое излучение Jфл на
фотоэлементе преобразуется в электрическую энергию и фиксируется на шкале
микроамперметра.
В отсутствие тушителя (Jфл ≡Jфл) из выражения (2) находим
k 2 [ A]J фл
J фл0 = . (3)
k 2 + k3
Используя выражения (2) и (3), находим
J фл0 k4
= 1+ [ M ] = 1 + k 4τ фл [ M ]. (4)
J фл k 2 + k3
1 1
Величина τ = ≈ = τ фл – время релаксации флуоресценции. τфл ≈ 10-8с и
k2 +k 3 k2
стадия флуоресценции является лимитирующей относительно внутренней кон-
версии.
