Поглощение возбуждающего света

Все люминесцирующие вещества имеют общее название люминофоры. Неорганические люминофоры называют чаще всего просто люминофорами, а органические — органолюминофорами. Органические и неорганические люминофоры существенно отличаются по природе свечения. У первых процессы поглощения возбуждающего света и излучения протекают в пределах каждой способной люминесцировать молекулы. У вторых чаще всего активированных и имеющих кристаллическую структуру, в акте люминесценции участвуют не отдельные атомы и молекулы, а кристаллы. Эти люминофоры называют кристалло-фосфорами. [c.143]

Люминесценцию можно измерять при различных геометрическом расположении пучка возбуждающего света и направлении наблюдения флуоресценции по отношению к образцу. В настоящее время используют в основном три типа освещения и регистрации (рис. 30). Расположение освещения и регистрации зависит от типа изучаемого образца и целей исследования. Грубо все образцы можно разделить на три типа а) разбавленные растворы или газы, для которых поглощение возбуждающего света мало для всех исследуемых длин волн стеклообразные замороженные растворы б) концентрированные растворы б) непрозрачные твердые тела и кристаллические или замороженные при низкой температуре растрескавшиеся растворы, непрозрачные жидкие растворы. [c.64]

При сильном поглощении возбуждающего света возбужденные молекулы первоначально образуются в тонком приповерхностном слое образца. При большой величине вероятности перепоглощения (а 0,3) по мере распространения возбуждения внутрь образца реабсорбция возрастает и а увеличивается, но не более чем в 2 раза. При этом наблюдаемое время затухания флуоресценции [c.193]

Для измерения выхода люминесценции создают условия, обеспечивающие полное поглощение возбуждающего света исследуемым образцом и образцом сравнения. В качестве последнего для оценки интенсивности возбуждающего света служит раствор с известным выходом люминесценции, который помещают в аналогичную кювету. Описываемую установку можно ис- [c.71]

Поглощение возбуждающего света [c.78]

Если оси молекул не параллельны оси 0Z, а наклонены к ней под углом у, то поглощение возбуждающего света будет понижено в os Y раз. Испускаемая флуоресценция и в этом случае будет поляризована, однако, вообще говоря, плоскость колебаний уже не будет вертикальной (т. е. не будет плоскостью ZOY). Например, если оси молекул параллельны линии ОР (т. е. [c.60]

Очевидно, что именно этот механизм осуществляется в случае всех тех акцепторов, для которых замедленная флуоресценция типа Р наблюдается при прямом поглощении возбуждающего света. [c.117]

Зависимость интенсивности от скорости поглощения возбуждающего света (/д) [c.126]

Одной из основных функций фильтра, используемого для выделения полосы флуоресценции, является поглощение возбуждающего света, рассеиваемого образцом. Фильтр не должен флуоресцировать, иначе будет регистрироваться большой сигнал посторонней флуоресценции фильтра. По этой причине многие стеклянные и желатиновые фильтры неудобны и им следует предпочесть неорганические жидкости в нефлуоресцирующей кювете. Для поглощения рассеянного возбуждающего света часто достаточно подобрать фильтр, отсекающий коротковолновую область для этой цели пригодны фильтры, кривые поглощения [c.183]

Рис. 79. Влияние избыточного поглощения возбуждающего света на спектр возбуждения [150].

При более высоких концентрациях (кривая В) поглощение возбуждающего света в основном максимуме возбуждения становится таким большим, что значительная часть флуоресценции не регистрируется фотоумножителем, если для возбуждения используется свет с волновым числом максимума и наблюдаемый спектр возбуждения имеет минимум в этой точке. Остальная часть спектра такл е искажается. [c.213]

А — 100 мкг/мл 1 фенил-2-нафтила-мина в бензоле с возбуждением при 2,73 или при 3,Ш мкм Б —то же, что и кривая А, но в присутствии 40 мкг/мл нафтацена (возбуждение прп 2,73 мкм М В —то же. что и кривая Б, ио с большим поглощением возбуждающего света (з,19 мкм 0-I и 2— соответственно поглощение и и флуоресценция нафтацена. Ширина полосы кварцевого анализирующего монохроматора 0,1 мкм прп 2,0 мкм . [c.216]

НИИ ртутной лампы, выделенной двойным кварцевым монохроматором. Спектры анализировали с помощью второго двойного монохроматора, поэтому наложением возбуждающего света, рассеянного анализирующим монохроматором, можно было пренебречь. Однако один источник помех показан кривой 6, он является сигналом от кюветы с чистым этанолом. Это испускание дает линза из плавленого кварца, используемая для фокусировки флуоресценции на входную щель анализирующего монохроматора. От этой флуоресценции избавлялись заменой линзы из плавленого кварца на линзу из синтетической двуокиси кремния или устраняли облучение линзы с помощью кюветы из синтетической двуокиси кремния с бензолом, помещенной между образцом и фокусирующей линзой анализирующего монохроматора. Остальные кривые иллюстрируют три эффекта самопоглощение флуоресценции, влияние сильного поглощения возбуждающего света и концентрационное тушение. В разбавленных растворах антрацена (кривые 1 и 2) самопоглощение флуоресценции ничтожно, и были получены практически неискаженные спектры. При увеличении концентрации первая (коротковолновая) полоса флуоресценции сильно поглощалась из-за перекрывания с полосой поглощения и практически полностью отсутствовала в более концентрированном растворе (кривая 5). Напротив, поглощение при 400 нм было пренебрежимо мало во всех растворах, и интенсивность основной колебательной полосы при этой длине волны, таким образом, являлась мерой скорости испускания флуоресценции растворов. Поглощение было полным при концентрации 3,4 10 Л4, и интенсивности флуоресценции при 400 нм в этом растворе и в растворе концентрации 3,4-10" М были одинаковыми (кривые 3 ц 4). Интенсивность флуоресценции уменьшалась в растворе концентрации 3,4-10 М из-за концентрационного тушения (см. раздел. II, Б, 2). [c.220]

Определение относительных квантовых выходов флуоресценции двух веществ в растворе при комнатной температуре является довольно простой операцией [158]. Используя современные спектрофлуориметры высокой чувствительности, можно работать с очень разбавленными растворами, когда избыточным поглощением возбуждающего света и самопоглощением флуоресценции можно пренебречь. При этих условиях полная скорость испускания флуоресценции пропорциональна произведению /оес/фу [см. уравнение (21)]. Площадь под исправленным спектром флуоресценции также пропорциональна полной скорости испускания флуоресценции (см. раздел III, К, 3), и, следовательно, если измерять спектры флуоресценции двух растворов при таком же геометрическом расположении (в одном и том же растворителе) и одинаковой интенсивности возбуждающего света, отношение интенсивностей равно [c.247]

ТОЧНО высоких концентрациях люминесцирующего вещества, т. е. когда наблюдается практически полное поглощение возбуждающего света в очень тонком слое, интенсивность люминесценции не зависит от концентрации при наблюдении со стороны падающей возбуждающей радиации и наблюдается далеко не линейная и весьма сложная зависимость F=f( ) при наблюдении сбоку. Поэтому при выполнении флуориметрических определений нужно так подбирать концентрацию люминесцирующего вещества, чтобы интенсивность излучения люминесценции была одинакова по всей. массе раствора. [c.87]

Величины /г и йр. При измерении малых концентраций флуоресцирующего соединения, когда поглощение возбуждающего света анализируемым раствором незначительно, а эффект концентрационного тушения еще неощутим, коэффициент /р при возбуждении монохроматическим светом пропорционален произведению 22 , где В — энергетический выход флуоресценции однако значения фактора пропорциональности, зависящие от спектральных характеристик источника возбуждения, приемника излучения, первичных и вторичных [c.88]

Андерсон и Берд (1928) исследовали возможность использовать флуоресценцию уранового стекла (а также флуоресценции эскулина и флуоресцеина) для определения относительных интенсивностей видимой флуоресценции, возбуждаемой различными линиями ртути в ультрафиолетовой области (253,7— 366 нм), по сравнению с относительными интенсивностями тех же самых линий, измеренных с помощью термоэлектрической батареи. Они нашли, что полученные две серии значений пропорциональны друг другу. Это указывает на то, что флуоресценция может служить мерой интенсивности возбуждающего света. (Наблюдаемая пропорциональность может служить доказательством полного поглощения возбуждающего света и одинакового квантового выхода флуоресценции при всех указанных длинах волн.) [c.192]

Показано, что в соответствии с данными о молярных коэффициентах погашения и квантовых выходов тангенс угла наклона калибровочных прямых зависит от длины волны возбуждающего света. Чем больше поглощение возбуждающего света избыточным количеством реактива, тем меньше угол наклона калибровочных прямых. [c.82]

Рассмотрим теперь случай сильного поглощения возбуждающего света. Сильная зависимость квантовой эффективности у двух- [c.111]

Рис. 1.4. Поглощение возбуждающего света и света флуоресценции в объеме атомизатора.

Если считать, что линии поглощения и излучения строго монохроматичны, а концентрация атомов во всем объеме постоянна, то легко определить ослабление резонансной флуоресценции за счет поглощения. Положим, что флуоресценция возбуждается на расстоянии Ц от границы газа и наблюдается в перпендикулярном направлении, проходя путь L2 через флуоресцирующий объем (рис. 1.4). Тогда поглощение возбуждающего света в соответствии с законом Бугера-Ламберта описывается уравнением [c.15]

Такое простое выражение, как выражение (1.3), получается только для монохроматического света. В действительности линии поглощения, возбуждающего света и флуоресценции не монохроматичны, а имеют сложный контур. Вид контура линии флуоресценции изменяется в результате поглощения. Поэтому зависимость интенсивности света флуоресценции от концентрации атомов в зоне возбуждения достаточно сложная (рис. 1.5). Графики рис. 1.5 получены расчетным путем эксперимент приводит к аналогичным зависимостям. [c.15]

Измерение квантового выхода флуоресценции. Определение абсолютных квантовых выходов флуоресценции представляет собой трудную задачу. Оно требует измерения поглощенных и испускаемых квантов во всей области частот с поправками на рассеянный свет, повторное поглощение и на эффекты преломления. На практике часто используют растворы веществ с известным квантовым выходом флуоресценции и определяют квантовые выходы флуоресценции исследуемых соединений по отношению к известным соединениям. Необходимо работать с очень разбавленными растворами, когда избыточным поглощением возбуждающего света и самопо- [c.68]

На практике часто приходится измерять люминесценцию вещества в присутствии другого поглощающего свет компонента. Наличие второго компонента может приводить к поглощению возбуждающего света (так называ[емый экранирующий эффект) и света люминесценции (реабсорбция) и таким образом уменьшать интенсивность люминесценции и искажать ее спектр. [c.75]

Поглощение возбуждающего света происходит в основном веществе (рис. 14.4.83,.а, б). В результате возбуждеЕшя электрон ё из заполненной валентной зоны переходит в зону проводимости (рис. 14.4.83, а, б I), а на его месте в валентной зоне образуется дырка, обладающая свойствами положительного заряда е" и способная передвигаться по валентной зоне. Передвижение дырки осуществляется в результате быстрого последовательного обмена электронами между соседними ионами валентной зоны. Если уровень активатора располагается вблизи от валентной зоны, то электрон с активатора рекомбинирует с дьфкой. Она всплывает и локализуется на его уровне (рис. 14.4.83, а, б П). В результате рекомбинации электрона е, попавшего в зону проводимости, с дыркой активатора е (рис. 14.4.83, а, б 111) возникает кратковременное свечение. Однако электрон, оказавшийся на нижнем уровне зоны проводимости, может перейти на локальный уровень (безызлучательный переход рис. 14.4.83, б, IV). Переход с локального уровня непосредственно на невозбужденный уровень активатора невозможен. Чтобы попасть на уровень активатора, электрон сначала должен вернуться назад в зону проводимости, для чего ему необходимо сообщить дополнительно небольшую порцию энергии. Запасенная электронами на ловушках энергия (так называемая запасенная светосумма) может быть освобождена при нагревании кристаллофосфора или облучении его ИК-светом. При помощи энергии, сообщенной извне (тепловой или лучистой), захваченный ловушкой электрон возвращается в зону проводимости (рис. 14.4.83, б, V), а затем рекомбинирует с положительно заряженным ионом активатора (дыркой), вызывая его люминесценцию. Люминесценция, отве- [c.509]

Левшиным и его сотрудниками показано, что основной причиной концентрационного тушения люминесценции растворов родамино-вых красителей, является поглощение возбуждающего света нелюминесцирующими ассоциатами в широком диапазоне концентраций [71]. [c.135]

Время жизни испускания, исследованного Стивенсом и Хаттоном. Решение проблемы дали Паркер и Хатчард в работах, посвященных люминесценции антрацена, фенантрена [4-5, 46] и пирена [34]. Они установили, что интенсивность замедленной флуоресценции пропорциональна квадрату скорости поглощения возбуждающего света, и показали, что замедленная флуоресценция возникает за счет переноса энергии между триплетными молекулами, в результате которого одна из молекул попадает в возбужденное сннглетное состояние последующее испускание и представляет собой замедленную флуоресценцию, скорость затухания которой оказывается равной удвоенной скорости исчезновения триплетов (см. гл. И). Механизм Паркера — Хатчарда кратко можно представить в следующем виде [c.53]

П, Б и И, В. В этих процессах поглощаемая люминесцирующей молекулой энергия расходуется безызлучательным путем. Это внутренняя конверсия, интеркомбинационная конверсия, перенос энергии, а также дезактивация, вызываемая столкновениями с другими молекулами растворенного вещества. Тушение люминесценции, таким образом, является фундаментальным явлением, характерным для системы при определенных условиях, и не зависит от способа проведения эксперимента, в котором оно исследуется. Напротив, эффекты внутреннего фильтра представляют собой методический артефакт. Они не влияют на первичные процессы испускания света возбуледенными молекулами, но уменьшают наблюдаемую интенсивность люминесценции за счет поглощения либо возбуждающего света, либо люминесценции внутри исследуемого образца. Паркер и Рис [150] рассмотрели два типа эффектов внутреннего фильтра а) дополнительное поглощение возбуждающего света и б) поглощение испускаемой люминесценции. Мы обсудим их при рассмотрении трех основных типов расположения образца, показанных на рис. 78. [c.211]

Эффекты внутреннего фильтра в некоторой стенени менее серьезны нри фронтальном освещении в на рис. 78). и основное преимущество такого расположения состоит в том, что в этом случае можно измерять спектр испускания сильно поглощающего раствора. Интерпретация результатов требует осторожности, поскольку и в этом случае может наблюдаться сильное искажение как спектра возбуждения, так и спектра испускания. В слабо поглощающих растворах нри фронтальном освещении, как и нри освещении под прямым углом, спектры возбуждения и спектры испускания не искажаются при всех длинах волн (без учета наложения фона) и наблюдаемая интенсивность флуоресценции пропорциональна концентрации и коэффициенту погашения [см. уравнение (21)]. Если концентрация возрастает настолько, что доля поглощенного возбуждающего света становится значительной, то наблюдаемая интенсивность флуоресценции остается пропорциональной общей скорости испускания флуоресценции, но последняя уже не является пропорциональной концентрации и коэффициенту погащения. Она определяется теперь уравнением (18), и спектр возбуждения искажается. Как и в случае возбуждения под прямым углом, наибольшее искажение происходит в той области, где поглощение самое высокое, т. е. в максимумах спектров возбуждения, которые имеют меньшие величины, чем истинные значения по отношению к минимумам. И наконец, при полном поглощении возбуждающего света на всех длинах волн и в нрисутствии только одного поглощающего вещества наблюдаемая интенсивность флуоресценции не зависит от волнового числа (если квантовый выход постоянен), и тогда спектр возбуждения представляет собой прямую горизонтальную линию. Ясно, что в этом случае он не может быть использован как критерий для [c.215]

Из предыдущего обсуждения ясно, что используемое расположение зависит от типа изучаемого образца и целей исследования. Здесь будут рассмотрены три типа образцов а) разбавленные растворы или газы, для которых поглощение возбуждающего света мало для всех исследуемых длин волн б) концентрированные растворы в) непрозрачные твердые тела и кристаллические или замороженные при низкой температуре растрескавшиеся растворы. Выбор расположения для непрозрачных твердых тел ясен нужно использовать фронтальное освещение, как показано на рис. 78, в. Растрескавшиеся или поли-крнсталлические образцы также обычно лучше всего изучать при фронтальном освещении. Выбор для слабо поглощающих растворов также ясен здесь чувствительность спектрофлуориметра ограничивается не чувствительностью прибора, а общим фоном, который возникает за счет рассеянного возбуждающего света, флуоресценции стенок кюветы, примесей в растворителе и т. д. Так как рассеянный свет и флуоресценция кюветы меньше при освещении под прямым углом (свет от освещаемых стенок кюветы не попадает на фотоумножитель), чем при всех видах фронтального расположения и расположения в линию (где свет попадает), освещение под прямым углом наиболее удобно. Выбор расположения для умеренно поглощающих растворов определяется целью исследования и величиной ожидаемых эффектов внутреннего фильтра. Если необходимо измерить сильно поглощающие растворы, то выбор между фронтальным расположением и расположением в линию должен определяться допустимой степенью флуоресцентного света. Во всех опытах с сильно поглощающими растворами необходимо учитывать искажения и ошибки, аналогичные эффектам внутреннего фильтра, и следует измерять и принимать во внимание спектр поглощения раствора при выборе длины волны возбуждения и при интерпретации наблюдаемой флуоресценции. В аналитических исследованиях иногда необходимо измерять концентрированные растворы, например при добавлении избытка реагента для перевода исследуемого вещества во флуоресцирующую форму. Следует тщательно учитывать эффекты внутреннего фильтра [c.221]

При измерении относительных выходов флуоресценции необходимо избегать ошибок за счет эффектов внутреннего фильтра, немонохроматичности возбуждающего света, флуоресценции кювет, тущения кислородом и фоторазложения. Ошибки, обусловленные первыми двумя факторами, в принципе легко устранимы, но на практике на них часто не обращают внимания. Уравнение (21) применимо лишь в том случае, если доля возбуждающего света, поглощаемая раствором, пренебрежимо мала. Оптическая плотность 0,01 (см. раздел 111,3,2) будет давать ошибку 2,3% в интенсивности наблюдаемой флуоресценции. Поэтому по возможности оптическая плотность не должна превышать этой величины. Если выход флуоресценции и чувствительность прибора малы и приходится использовать большие оптические плотности, необходимо вводить поправку на поглощение возбуждающего света (раздел П1,3,2) или, что лучше, подбирать одинаковые оптические плотности двух растворов. Оптическая плотность не должна превышать 0,4 на 1 см, если используется кювета толщиной 1 см, а свет отбирается из ее центра (т. е. эффективная оптическая плотность равна 0,2). Однако при современных чувствительных приборах такие оптические плотности приходится использовать редко. [c.248]

Максимальная чувствительность измерения достигается в случае, когда флуоресцирующие продукты образуются в ходе реакции. Поскольку исходные реагенты не флуоресцируют, чувствительность измерения определяется нтенсивностью поглощения возбуждающего света и квантовым выходом флуоресценции продуктов реакции и при использовании современных фотоэлектрических приборов составляет Ю — Ю- о М. [c.42]

Для разных способов наблюдения люминесценции по отно-шепию к направлению возбуждающей радиации в наиболее простых случаях наблюдается одинаковая зависимость между концентрацией люминесцирующего вещества и интенсивностью люминесценции. При достаточно низких концентрациях люминесцирующего вещества и отсутствии поглощения света люминесценции безразлично, как производится измерение интенсивности — напросвет или сбоку, так как поглощается малая доля возбуждающего света, т. е. любой наперед выбранный участок люминесцирующего объема обладает свечением, одинаковым со свечением соседних участков. И, напротив, при достаточно высоких концентрациях люминесцирующего вещества, т. е. когда наблюдается практически полное поглощение возбуждающего света в тонком слое, интенсивность люминесценции не зависит от концентрации при наблюдении со стороны падающей возбуждающей радиации, наблюдается не линейная, а весьма сложная зависимость р=1(с) при наблюдении сбоку. Поэтому при выполнении флуориметрических определений нужно так подби- [c.237]

Если известен молярный коэффициент Т—Т-поглощения при длине волны %, то Фт можно определить методом импульсного возбуждения в условиях слабого поглощения возбуждающего света известной интенсивности [13, 33]. Очевидно, Фт = п Иабс, где п — концентрация триплетных состояний непосредственно после конца импульса света. Величина п находится из оптической плотности Т—Т-поглощения при длине волны к. Этот метод неудобен тем, что для определения /абс необходимо знать спектр импульсного возбуждающего света. Возбуждение монохроматическим лазерным излучением значительно упрощает применение этого метода [16]. [c.14]

Для стационарной скорости двухкваптовой реакции можно получить следующее выражение, воспользовавшись уравнениями (23), (24) и (26). Предполагая практически полное поглощение возбуждающего света, т. е. /ст(0 О, получим [7, 8] [c.113]

Может возникнуть и другая ситуация. Если при внедрении активатора образуется центр, у которого имеется не только локальный уровень, занятый электроном (основной уровень), но и локальный возбужденный уровень (в частности, они могут быть генетически связаны с уровнями самого атома активатора), то поглощение возбуждающего света может произойти и без ионизации центра свечения (переход 3 на рис. 5). Возвращение электрона в нормальное положение здесь также будет сопровождаться излучением. В этом случае весь процесс разыгрывается внутри центра, решетка же основания люминофора играет более пассивную роль. Такую люминесценцию мы будем называть внутрицентровой или не рекомбинационной люминесценцией. [c.15]

При проведении анализа следует прежде всего соблюдать все правила, касающиеся возбуждения и регистрации свечения, о которых было сказано в 107. Для получения надежных результатов очень существенно, чтобы эталонный и исследуемый образцы находились во время анализа в совершенно одинаковых условиях (возбуждались одним источником, имели строго фиксированное расположение в установке, помещались в кюветы одинаковой толщины при неполном поглощении возбуждающего света и т. д.). Кроме того, необходимо, чтобы спектральный состав излучения обоих образцов был одинаковым. Для этого и качестве эталонов используют стандартные растворы вещества, концентрацию которого определяют в исследуемой пробе. В тех случаях, когда приготовление таких растворов оказывается невозможным (не-стойкосгь растворов и т. д.), вместо них используют эталоны из других веществ, обладающих свечением, близким по спектральному составу с исследуемым образцом. Предварительно их градуируют по растворам анализируемого вещества, концентрация которых известна. В отдельных случаях в качестве эталонов используют некоторые сорта люминесцирующих стекол (ура1галовые и др.), которые не подвержены фотохимическим превращениям и дают постоянное во времени свечение. [c.449]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология