Поляризованный свет испускание

Поляризация флуоресценции. Важной характеристикой фотолюминесценции является поляризация флуоресценции. Каждую молекулу можно рассматривать как колебательный контур — элементарный осциллятор, который способен поглощать и испускать излучение не только вполне определенной частоты, но и с определенной плоскостью колебания. Если на вещество падает поляризованный свет, то он преимущественно возбуждает те молекулы, в которых направление колебания осциллирующих диполей совпадает с направлением электрического вектора возбуждающего светового пучка. Поэтому несмотря на то что молекулы в растворе ориентированы хаотично, возбуждению подвергаются лишь те из них, которые обладают соответствующей ориентацией. Если.время жизни возбужденного состояния велико по сравнению со временем, необходимым для дезориентации молекул вследствие вращения, этот процесс дезориентации происходит еще до того, как появится заметная флуоресценция. Если же скорость вращательного движения мала по сравнению со временем жизни возбужденного состояния, то свет флуоресценции испускается до завершения дезориентации. При этом осцилляторы, ответственные за флуоресцентное излучение, ориентированы в той же плоскости, в которой они были ориентированы в момент поглощения, так что флуоресцентное излучение оказывается частично поляризованным. В очень вязких растворителях даже малые молекулы могут сохранять ориентацию за время испускания флуоресценции. Крупные молекулы, такие, как белки, сохраняют свою ориентацию в течение периода времени, который достаточно велик по сравнению со временем испускания флуоресценции, поэтому их флуоресценция частично поляризована. Степень поляризации флуоресценции определяется по формуле [c.56]

Рамановское испускание растворителя (комбинационное рассеяние). При комбинационном рассеянии света длина волны отличается от длины волны возбуждающего света. Это происходит потому, что при рассеянии света часть энергии пучка может перейти в энергию колебаний или, если облучаемая молекула находится в колебательно-возбужденном состоянии, то она может отдать колебательную энергию фотону. Идентифицировать полосы комбинационного рассеяния нетрудно, поскольку при изменении длины волны возбуждающего света они всегда сдвинуты на одно и то же расстояние (в шкале волновых чисел) от линии возбуждения. Для уменьшения рамановского рассеяния используют отсекающие фильтры или на пути пучка флуоресценции помешают поляризатор, что уменьшает интенсивность рамановских полос, поскольку рамановское испускание-достаточно поляризовано. [c.73]

В общем случае исследуют люминесценцию таких растворов (жидких или твердых), в которых молекулы растворенного вещества распределены равномерно и ориентированы беспорядочно, случайно. Ниже мы рассмотрим влияние случайной ориентации на степень поляризации флуоресценции, наблюдаемой под прямыми углами к пучку возбуждающего света. Для простоты рассмотрим сначала такое вещество, у которого направления переходных моментов для поглощения и для испускания одинаковы. [В первом приближении это отвечает случаю возбуждения типа 51- -5о и испусканию типа 5]-)-5о (см., однако, раздел I, Г, 5) в условиях, когда отсутствует деполяризация (т. е. в разбавленных твердых растворах см. разделы I, Г, 5 и I, Г, 6).] Поляризацию в отсутствие деполяризации называют предельной поляриза- [c.60]

Возбуждающий свет линейно поляризуют при помощи поляризатора. Интенсивность люминесценции / измеряют при параллельном (II) и перпендикулярном (J ) положениях анализатора относительно поляризатора. Степень поляризации Р вычисляют по уравнению (1.3). Теоретически значение Р может меняться от +1 до —1, но на практике обычно получают значения между 0,5 и —0,3. Степени поляризации, измеренные для отдельных длин волн, целесообразно приводить под спектрами испускания, а поляризацию спектра возбуждения — под спектром поглощения. Как видно на рис. 4.2, я-> я -переходы при 270 и 300 нм поляризованы взаимно перпендикулярно и отличаются по симметрии. [c.98]

Спектр испускания флуоресцирующей молекулы обычно наблюдается иод прямым углом к направлению возбуждающего светового пучка. Испускаемый свет частично поляризуется до степени, которая зависит от ряда факторов. Если флуоресцирующие макромолекулы растворяются в настолько вязкой среде, что деполяризация флуоресценции в результате вращения молекулы во время жизни возбужденного соединения (стр. 251) становится незначительной, то поляризация отражает относительную ориентацию моментов перехода, связанных с поглощением и испусканием света. Если возбуждение молекулы может быть осуще- [c.189]

Современные представления о природе света были сформулированы в 30-х годах XX века и нашли свое выражение в теории, называемой квантовой термодинамикой. Благодаря этой теории удалось непротиворечивым образом объединить, казалось бы, несовместимые ранее представления о природе света как о волне и потоке частиц. Поскольку свет обладает одновременно как корпускулярными, так и волновыми свойствами, для объяснения одних явлений можно пользоваться представлением о свете как о волнах (дифракция, интерференция, дисперсия, поляриза ция), а для объяснения других — как о потоке частиц (испускание, поглощение света). [c.7]

Молекулы люминесцирующих веществ оптически анизотропны, поэтому люминесцентное излучение каждой молекулы частично поляризовано. Если анизотропные молекулы ориентированы хаотично, то вещество в целом становится изотропным, а его люминесценция — неполяризованной. При возбуждении вещества линейно-поляризованным светом его поглощение осуществляется молекулами, у которых поглощающий осциллятор параллелен электрическому вектору падающего света. Поэтому поглощение полностью отсутствует у молекул, поглощающий осциллятор которых перпендикулярен электрическому вектору возбуждающего света. В этом случае измеряют поляризационные спектры флуоресценции — зависимость степени поляризации флуоресценции объекта от длины волны возбуждающего света (поляризационные спектры по поглощению) или длины волны регистрации при фиксированной длине волны возбуждения (поляризационные спектры по испусканию). [c.211]

При возбуждении в-ва линейно поляризованным светом испускание оказывается анизотропным. Степенью поляризации из огчения наз. величину р=(1ц - + Ij,), где 1 -интенсивность той компоненты излучения, к-рая поляризована так же, как и возбуждающий свет, а - интенсивность перпендикулярно поляризованной этому направлению компоненты. Степень поляризахдаи излучения каждого в-ва в р-ре зависит, в частности, от природы р-рителя и от длины волны возбуждающего света. [c.447]

Поляризация. Л обычно частично поляризована даже в случае изотропных образцов и возбуждения неполяризо-ванным светом, если угол между направлениями наблюдения и возбуждения отличен от нуля. Наиб, степень поляризации Л. наблюдается в тех случаях, когда направления возбуждения х, наблюдения у и поляризации возбуждающего света г перпендикулярны друг другу, и определяется отношением интенсивностей и 1 компонент Л., поляризованных в направлениях гид соответственно. Величина Р = — 1,)/(К + Iх) наз. степенью поляризации, а г = (1 г — /,)/(/, + Их) = З/ ДЗ -/ )-анизотропией Л. Поляризация Л. обусловлена анизотропией дипольных моментов переходов Л/,у для поглощения и испускания и зависит от угла а между ними по ур-нию Лёвшина- Перрена [c.616]

Деполяризация флуоресценции. В очень упрощенном виде флуоресценцию можно определить как испускание света веществом после поглощения излучения определенной длины волны. Испускание света при флуоресценции происходит примерно через 10 сек после поглощения. Если свет, возбуждающий флуоресценцию, поляризован, то флуоресцентное излучение также будет поляризовано при условии, что возбужденные молекулы за то время, что они находятся в возбужденном состоянии, не успеют повернуться вследствие броуновского движения на сколько-нибудь значительный угол. В противном случае флуоресцентное излучение оказывается в той или иной степени депо-ляризованны.м. Степень деполяризации зависит от времени ре-лаксации и, следовательно, как уже указывалось, от размеров и формы молекул. Небольшие молекулы всегда успевают много раз изменить свою ориентацию за время возбужденного состояния, и поэтому флуоресценция оказывается полностью деполяризованной. Для исследования макромолекул, не флуоресцирующих в естественном состоянии, их связывают с молекулами какого-либо флуоресцирующего красителя. [c.181]

Существование переноса энергии второго типа было показано в экспериментах по измерению поляризации флуоресценции растворов красителей при этом оказалось, что энергия возбуждения может передаваться на расстоянии порядка 50 А, что значительно превышает диаметр соударения. Если разбавленный раствор флуоресцирующего красителя в сильно вязкой среде освещают поляризованным светом, то испускаемая флуоресценция сильно поляризована (см. раздел I, Г, 4). Однако при увеличении концентрации степень поляризации флуоресценции резко падает [93, 94] например, при концентрации флуоресцеина порядка Ю З М она составляет половину максимального значения [67]. Эту концентрационную деполяризацию можно объяснить только тем, что излучателями флуоресценции становятся молекулы, отличающиеся от первично возбужденных. Эффект не удалось объяснить тривиальным механизмом испускания и реабсорбции. Перрен [95, 96] предположил, что перенос энергии может происходить в результате прямого электродинамического взаимодействия между возбужденной и невозбужденной молекулами, которые рассматриваются как высокочастотные осцилляторы. Количественная теория переноса этого типа была развита Фёрстером [97, 98] . В общем виде процесс можно записать следующей формулой [c.85]

Поглощение возбуждающего излучения приводит к изменению электронного состояния в определенном месте поглощающей молекулы, и это в свою очередь приводит к местному изменению дипольного момента в определенном направлении (см. раздел 5г, где рассмотрено соответствующее явление поглощения в инфракрасной области). Если возбуждающее излучение поляризовано, возможность поглощения зависит от ориентации мест поглощения, и она будет максимальной, если направление изменения дипольного момента параллельно направлению колебания вектора излучения Е, и уменьшается до минимального значения, равного нулю, если эти направления перпендикулярны. С другой сторонь, излучение, испускаемое (как флюоресценция) из данного места, будет всегда поляризованным параллельно ориентации изменения дипольного момента. Если, следовательно, все места поглощения в конкретном образце являются неподвижными, так что их ориентации не меняются между поглощением и испусканием, то тогда флюоресцирующее излучение, появляющееся от возбуждения поляризованным светом, будет частично деполяризовано, причем степень деполяризации легко рассчитывается из соотношения между первоначальной ориентацией и поглощающей способностью. [c.511]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология