Här är en uppdelning av energibanan som är involverad i fluorescens:

1. Excitation

* Absorption av ljus: En molekyl absorberar en foton av ljus. Denna foton måste ha energi som matchar skillnaden mellan molekylens markelektroniska tillstånd (S ₀ ) och ett upphetsat elektroniskt tillstånd (s ₁ , S ₂ , etc.).

* Energiöverföring: Den absorberade energin "lockar" molekylen och flyttar en elektron från marktillståndet till ett högre energitillstånd.

2. Upphetsat tillstånd

* vibrationsrelaxation: Den upphetsade molekylen förlorar snabbt en del av sin energi genom vibrationsrelaxation. Detta innebär att molekylen övergår till lägre vibrationsenerginivåer inom det upphetsade elektroniska tillståndet.

* intersystemövergång (valfritt): I vissa fall kan den upphetsade molekylen övergå från singlet exciterat tillstånd (s ₁ ) till ett triplett exciterat tillstånd (t ₁ ). Denna övergång är mindre vanlig eftersom den innebär en förändring i spintillstånd.

3. Emission

* fluorescens: Den upphetsade molekylen återgår till sitt markelektroniska tillstånd (S ₀ ) genom att avge en foton av ljus. Denna utsända foton har lägre energi (och därmed längre våglängd) än den absorberade fotonen eftersom viss energi förlorades under vibrationsrelaxation.

* fosforescens (valfritt): Om intersystemövergången inträffade är molekylen i triplettens exciterade tillstånd. Övergången tillbaka till marktillståndet från detta tillstånd är mycket långsammare och kan resultera i utsläpp av ljus (fosforescens). Fosforescens varar vanligtvis längre än fluorescens.

Nyckelkoncept

* Stokes Shift: Skillnaden i energi mellan den absorberade fotonen och den utsända fotonen är känd som Stokes -skiftet. Denna förskjutning beror på energiförlusten under vibrationsrelaxation.

* kvantutbyte: Detta är ett mått på hur effektiv fluorescensprocessen är. Det är förhållandet mellan fotoner som släpps ut och absorberade fotoner.

Förenklad analogi

Föreställ dig en boll som studsar på en uppsättning trappor.

* excitation: Du kastar bollen uppför trappan (absorberande energi).

* vibrationsrelaxation: Bollen studsar några steg ner (förlorar lite energi).

* Emission: Bollen studsar ner till botten (emitterande ljus som den gör).

fluorescens i handling

Fluorescens används i ett brett spektrum av applikationer, inklusive:

* Mikroskopi: Fluorescerande färgämnen används för att märka specifika molekyler och strukturer i cellerna.

* Analytisk kemi: Fluorescensspektroskopi används för att identifiera och kvantifiera ämnen.

* belysning: Fluorescerande lampor använder denna princip för att producera ljus.

Låt mig veta om du vill ha en mer detaljerad förklaring av någon specifik aspekt av fluorescens!