Hvad er energivejen for en fluorescensskilde?

1. Excitation

* Absorption af lys: Et molekyle absorberer en foton af lys. Denne foton skal have energi, der matcher forskellen mellem molekylets jordelektroniske tilstand (s ₀ ) og en ophidset elektronisk tilstand (s ₁ , S ₂ osv.).

* Energioverførsel: Den absorberede energi "ophidser" molekylet og flytter et elektron fra jordtilstanden til en højere energitilstand.

2. Spændt tilstand

* vibrationsafslapning: Det ophidsede molekyle mister hurtigt noget af sin energi gennem vibrationsafslapning. Dette betyder, at molekylet overgår til lavere vibrationsenerginiveau inden for den ophidsede elektroniske tilstand.

* InterstSystem Crossing (valgfrit): I nogle tilfælde kan det ophidsede molekyle overgang fra Singlet Excitation State (S ₁ ) til en triplet ophidset tilstand (t ₁ ). Denne overgang er mindre almindelig, fordi den involverer en ændring i spin -tilstand.

3. Emission

* fluorescens: Det ophidsede molekyle vender tilbage til sin jordelektroniske tilstand (s ₀ ) ved at udsende en foton af lys. Denne udsendte foton har lavere energi (og dermed længere bølgelængde) end den absorberede foton, fordi en vis energi gik tabt under vibrationsafslapning.

* fosforescens (valgfrit): Hvis der opstod intersystemovergang, er molekylet i den triplet ophidsede tilstand. Overgangen tilbage til jordtilstanden fra denne tilstand er meget langsommere og kan resultere i emission af lys (phosphorescens). Phosphorescens varer typisk længere end fluorescens.

nøglekoncepter

* stokes skift: Forskellen i energi mellem den absorberede foton og den udsendte foton er kendt som Stokes -skiftet. Dette skift skyldes energitabet under vibrationsafslapning.

* kvanteudbytte: Dette er et mål for, hvor effektiv fluorescensprocessen er. Det er forholdet mellem fotoner, der udsendes til fotoner absorberet.

forenklet analogi

Forestil dig en bold, der hopper på et sæt trapper.

* excitation: Du kaster bolden op ad trappen (absorberende energi).

* vibrationsafslapning: Bolden springer et par skridt ned (mister lidt energi).

* Emission: Bolden springer tilbage ned til bunden (udsender lys som den gør).

fluorescens i handling

Fluorescens bruges i en lang række applikationer, herunder:

* Mikroskopi: Fluorescerende farvestoffer bruges til at mærke specifikke molekyler og strukturer i celler.

* Analytisk kemi: Fluorescensspektroskopi bruges til at identificere og kvantificere stoffer.

* belysning: Fluorescerende lamper bruger dette princip til at producere lys.

Fortæl mig, hvis du gerne vil have en mere detaljeret forklaring af ethvert specifikt aspekt af fluorescens!