Механизм возникновения люминесценции

Процесс возникновения люминесценции состоит из трех основных этапов:

поглощение возбуждающей энергии, переводящее молекулы вещества в неравновесное состояние;

преобразование поглощенной энергии внутри молекулы;

высвечивание избыточной энергии и возвращение молекул в равновесное состояние.

В простейшем виде процесс возбуждения и свечения может быть изображен схемой.

Рис. Схема возникновения люминесценции молекул

где Е0 – уровень основного состояния;

Е1, Е2 – уровни возбужденного состояния.

Вертикальными стрелками обозначают переходы электронов в результате поглощения или излучения световых квантов, причем длины стрелок пропорциональны частотам или обратно пропорциональны длинам волн.

Из схемы видно, что длины волн спектра флуоресценции обычно больше, чем спектра поглощения.

При возбуждении молекул (или атомов) облучением их светом молекула переходит в возбужденное состояние. Время жизни молекулы (атома) в возбужденном состоянии составляет 10^8 секунды.

Если за это время молекула не передаст свою избыточную энергию другим молекулам благодаря удару, то она излучает световую энергию, переходя в основное состояние либо прямо, либо ступенчато.

При прямом переходе молекула излучает столько же энергии, сколько она поглотила, а при ступенчатом переходе – меньше.