Принципы люминесцентной спектроскопии

По определению Вавилова, люминесцентным называется излучение, избыточное над тепловым. Люминесцентная спектроскопиярассматривает флуоресценцию и фосфоресценцию. Механизм фосфоресценции поясняется рисунком.

Флуоресценция наблюдается на приборе активного типа.

Основные законы люминесценции определяют принципы люминесцентных исследований.

1. Закон Стокса: длина волны фотолюминесценции не меньше длины волны возбуждающего света:

hν_возб ≥ hν_изл,

т.е. ν_возб ≥ ν_изл, или λ_изл ≥ λ_возб

Однако, возможна антистоксовая люминесценция. Механизм представлен на рисунке.

2. Правило Коши. Спектр люминесценции не зависит от спектра и энергии возбуждения.

3. Правило Левшина. Спектры флуоресценции и поглощения зеркально симметричны.

4. Закон Вавилова. Квантовый выход фотолюминесценции не зависит от энергии возбуждающих люминесценцию квантов и определяется только веществом.

Следствие закона Вавилова:

Спектр возбуждения фотолюминесценции совпадает со спектром собственного поглощения люминесцирующего вещества.

Очевидно: .

Отсюда следует: .

Применяется формула Штерна – Фольмера:

;

По люминесцентному свечению различают вещества:

0,1≤ η ≤ 1 – люминофоры;

10^-2< η< 10^-1 – слабо люминесцирующие;

η < 10^-2 – практически не люминесцирующие.

29. Количественный люминесцентный анализ

Типовая структура флуориметра показана на рисунке.

1 – источник излучения;

2 и 5– спектральные элементы (монохроматоры);

3 – корпус;

4 – люминесцирующий образец; 6 – приемник излучения;

7 – электрическая схема обработки.

Принципы анализа основаны на соотношениях:

;

или

Откуда

;

В итоге, при фотоэлектрической регистрации:

.

Воспользуемся точным выражением для поглощаемой мощности:

;

Решая это уравнение, получим

Для амплитудного способа регистрации потока:

,

тогда: