2.10.ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ. Люминисценция Виды люминесценции, ее характеристика
 Скачать 90 Kb.
|
|
« Люминисценция »
и влияющие факторы. Люминесценция – это холодное свечение, не связанное с нагревом тел, которое прекращается как только будет использована энергия внешнего возбуждения. Полное определение академика Вавилова: Люминесценция – это излучение, избыточное над тепловым излучением данного тела в данной спектральной области при данной температуре, отличающееся также тем, что длительность этого свечения не прекращается сразу после его возбуждения. Примеры люминесценции: Природные – северное сияние, свечение некоторых насекомых и морских микроорганизмов, гниение, окисление фосфора и т.п. Люминесценция широко используется: в радиоэлектронике (телевизоры, осциллографы, калькуляторы и т.п.) в неоновой рекламе дневного света в медицинских ртутно-кварцевых лампах лаках, красках Виды люминесценции По спектру:
По способу возбуждения:
2. По природе люминесцирующего вещества
Особенности люминесценции
Люминесценция – квантовый процесс, механизм которого объясняется с позиций квантовой механики. Он пока не изучен до конца, но в упрощенном варианте объясняется следующим образом: (с помощью постулатов Бора). Кванты света при воздействии на атом вещества переводят один или несколько электронов на более высокие энергетические уровни, соответствующие возбужденному состоянию атома. Е2 > Е1 Е1 < Еn < Е2 hν Iлюм – квант люм. при прямом переходе hν IIлюм – квант люм. при ступенчатом переходе     Е возбужденный уровеньЕ 2 промежуточный уровень  1Е основной уровень При обратном переходе его на основной уровень излучается фотон с энергией, равной энергии перехода. Обратный переход может быть либо прямым (1), либо ступенчатым (2) через промежуточный уровень. При этом испускается квант излучения (hν люм) hν люм = Е2 - Е1 Люминесцентное свечение, вызванное прямым переходом, характерно для паров металла и газов (линейчатый спектр). Ступенчатый переход характерен для растворов веществ, имеющих сложные молекулы. Основные характеристики люменесценции.
Энергетический выход – безразмерная величина, равная отношению энергии люминесценции к поглощенной энергии В эн = Е люм = hν люм = ν люм = λ погл. Е п hν погл. ν погл. λ люм 4. Квантовый выход – безразмерная величина, равная отношению числа квантов излучения люминесценции (N люм.) к числу квантов поглощен ного возбуждающего излучения (N погл.). В кв = Nлюм N погл. Для флуохромов (красителей) В кв составляет:
С возрастанием В кв увеличивается чувствительность реакции на вещество по его люминесценции. Основные факторы, влияющие на люминесценцию
III. Законы фотолюминесценции и их характеристика. Закон смещения спектров поглощения (Стокса – Люммеля). При люминесценции возможен вариант, когда фотон hν погл. поглощается невозбужденной молекулой или атом и совершает обратный ступенчатый переход. Энергия hν погл. частично расходуется на какие-то процессы внутри вещества (потери на тепловые колебания молекул, затраты на фотохимические реакции и т.п.), не приводящие к излучению. Остальная часть расходуется на возбуждение молекулы или атома, после которого происходит излучение энергии люм. hν люм (Стоксово излучение)  Е люм < Е погл. h    ν люм < hν погл ν люм < ν поглследовательно, λ люм >λ погл – п равило Стокса (1852 г.)В редких случаях, когда фотон поглощается уже возбужденной молекулой, возможен процесс, при котором испускаемый фотон уносит с собой дополнительную часть энергии молекулы. При этом Е люм > Е погл. => ν люм > ν погл => λ люм < λ погл При этом нарушается правило Стокса – антистоксова область. С учетом этого правило Стокса было сформулировано более строго и получило название закона Стокса – Люммеля. Спектр люминесценции в целом и его max по сравнению со спектром поглощения возбуждающего излучения и его «max» сдвинуты в сторону длинных волн.     ------------------ ------------------------------ α λ – спектральная поглощательная способность r λ – спектральная излучательная способность α λ > r λ – т.е. часть энергии расходуется на внутриатомные процессы Этот закон подтверждается опытными данными: если фиолетовый пучок направить на раствор флюоресцина, то освещенная жидкость начинает люминесцировать зелено-желтым светом (λ ф.< λ з < λ ж.). Закон постоянства спектров люминесценции. Спектр люминесценции постоянен и независим от длины волны излучения, возбуждающего люминесценцию λ1< λ 2 < λ 3 λ люм = const 
Спектры поглощения и люминесценции сложных молекул зеркально-симметричны. По спектру люминесценции можно определить спектр поглощения и наоборот α λ – спектральная поглощательная способность r  λ – спектральная излучательная способность  
В результате энергетических потерь не все фотоны вызывают люминесценцию, т.е. энергетический выход В эн люминесценции может быть разным (до 80 %). Вавилов С.И. установил следующий закон: Энергетический выход люминесценции сначала растет пропорционально длине волны возбуждающего света, а затем быстро падает до нуля.  B 100%  1    В квантовый выход0.6  0 100 200 300 400 500 600 от λ 254 нм. до λ 500 нм. В эн возрастает и в области более длинных волн быстро падает до нуля. Когда В эн возрастает, то В кв не зависит от λ (не меняется), а затем падает до нуля. IV. Люминесцентный анализ, его особенности, виды и применение в медицине и фармации. Спектральный состав люминесценции отражает строение и внутреннюю структуру различных веществ, следовательно, с его помощью можно изучать эти вещества, как количественно, так и качественно. Люминесцентный анализ – это совокупность методов обнаружения, изучения и определения состава веществ по их люминесценции. Его особенности:
Виды люминесцентного анализа.
Применение люминесцентного анализа в медицине и фармации:
В фармакологии:
|