Science >> Wetenschap & Ontdekkingen >  >> Chemie

Waarom komt moleculaire fluoroscene vaak voor op een langere golflengte dan opwindende straling?

Moleculaire fluorescentie treedt op bij een langere golflengte dan opwindende straling als gevolg van een fenomeen genaamd Stokes Shift . Dit is waarom:

1. absorptie en energieniveaus: Wanneer een molecuul licht absorbeert, wordt een elektron geëxciteerd van zijn grond elektronische toestand naar een hoger energieniveau. Dit is de absorptie proces.

2. Vibrationele ontspanning: Het geëxciteerde molecuul bevindt zich in eerste instantie in een hoge vibratietoestand in de geëxciteerde elektronische toestand. Dit is zeer van korte duur en het molecuul verliest snel energie door botsingen met omliggende moleculen, ontspannend tot het laagste trillingsniveau van de opgewonden toestand. Dit proces wordt vibrerende ontspanning genoemd .

3. emissie en energieverlies: Het geëxciteerde molecuul zendt vervolgens een foton uit en keert terug naar de elektronische toestand van de grond. Dit uitgezonden foton heeft een lagere energie dan het geabsorbeerde foton omdat een deel van de geabsorbeerde energie verloren ging tijdens vibratie -ontspanning. Dit is de emissie proces.

Aangezien energie omgekeerd evenredig is met de golflengte, heeft het uitgezonden foton een langere golflengte dan het geabsorbeerde foton, wat leidt tot de Stokes -verschuiving.

Belangrijke punten om te onthouden:

* Stokes Shift is het verschil in golflengte tussen het geabsorbeerde en uitgezonden licht.

* Vibrational Relaxation is de belangrijkste reden voor de Stokes -verschuiving, omdat het een verlies van energie veroorzaakt tussen absorptie en emissie.

* Dit verschil in golflengte is belangrijk in fluorescentietoepassingen omdat het helpt het uitgezonden licht te onderscheiden van het excitatielicht.

Hier is een analogie:stel je een bal voor die een heuvel oprolt. De bal krijgt potentiële energie als hij omhoog gaat. Dan rolt het de heuvel af en verliest het wat van zijn energie door wrijving. De uiteindelijke potentiële energie van de bal is lager dan de initiële potentiële energie. Evenzo verliest het geëxciteerde molecuul wat energie tijdens vibratie -ontspanning, wat resulteert in een lagere energie uitgezonden foton.