Cтраница 3
Часто бывает необходимо сравнить интенсивности двух световых потоков, различающиеся на несколько порядков, например при измерении замедленной и быстрой флуоресценции одного и того же жидкого раствора. [31]
В большинстве случаев измерение долгоживущей люминесценции с временем жизни меньше 1 мс приходится проводить в условиях, когда быстрая флуоресценция в несколько раз интенсивнее, как, например, при измерениях замедленной флуоресценции в жидких растворах. Тогда интенсивность общего испускания при положении в фазе идентична интенсивности быстрой флуоресценции. Однако есть соединения, для которых быстрая флуоресценция в жидких растворах слаба, а фосфоресценция относительно интенсивна. Как правило, полоса фосфоресценции не перекрывается с полосой флуоресценции и для получения спектральной кривой флуоресценции в измерениях при положении в фазе нет необходимости вводить поправку. [32]
Вычисленное этим методом значение константы скорости kga приведено в табл. 35, где указана также константа скорости kg, найденная из эффективности быстрой флуоресценции и излуча-тельного времени жизни синглетного состояния способом, описанным в предыдущем разделе. Можно отметить, что константы скорости kga и kg процессов Si - TI и Si - TI имеют одинаковый порядок величины. [33]
Ярким примером влияния магнитного поля на люминесценцию, иллюстрирующим резкое различие в трактовках аннигиляции триплетных эксито-нов Меррифилда и Суны, является модуляция быстрой флуоресценции монокристаллов тетрацена. В настоящее время твердо установлено, что низкий выход флуоресценции кристаллического тетрацена обусловлен делением синглетного экситона на два соседних триплетных состояния, которое является дополнительным каналом безызлучательного распада. [34]
Выход фосфоресценции определяется аналогичным образом, за исключением того, что сначала исправляют спектр, а затем площадь под исправленным спектром сравнивают с площадью под исправленным спектром быстрой флуоресценции. [35]
Выходы долгоживу-щей люминесценции определяются тем же методом, что и выходы быстрой флуоресценции ( см. раздел III, Л, 2), путем сравнения площади под исправленным спектром испускания с площадью под спектром быстрой флуоресценции стандартного соединения. Для получения соответствующей величины площади, которую подставляют в уравнение ( 247), интенсивность долгоживущей люминесценции нужно, разумеется, разделить на коэффициент фосфориметра. [36]
![]() |
Сенсибилизованная замедленная флуоресценция антрацена. [37] |
Все растворы содержали 10 - М фенантрена в этаноле и следующие концентрации антрацена: J-10 - eJM; 2 - 5 - 10 7 М; 3 - Ю-7 М; 4 - 10 - 8 М; 5 - 10 - 9 М; - быстрая флуоресценция раствора / при чувствительности в 260 раз меньше. [38]
![]() |
Спектры флуоресценции и фосфоресценции фенантрена ( lO - 3 M с примесями в смеси эфир - пентан - этанол при 77 К. [39] |
Чтобы определить полную скорость испускания в цикле при tz / tc / з, наблюдаемую интенсивность долгоживущей люминесценции нужно разделить на / з - Очевидно, что интенсивность долгоживущей люминесценции при синфазной установке прерывателей будет равна ее интенсивности при их антифазной установке, и, следовательно, интенсивность быстрой флуоресценции можно определить по разности получаемых интенсивностей, зарегистрированных при двух положениях прерывателей. В качестве примера на рис. 105 приведены два спектра раствора фенантрена с примесью при 77 К, время жизни фосфоресценции фенантрена Т - S0 составляет 4 3 с. Кривая А представляет собой спектр, измеренный при синфазном положении прерывателей, и является суммой быстрой флуоресценции и фосфоресценции. [40]
Раствор фенантрена ( lO - М), бенз - ( а) - пирена ( 10 - М) и пирена ( lO - M) в этаноле при 22 С; 1 - замедленная флуоресценция, возбуждаемая светом 313 нм при скорости поглощения 10-в эйнштейнДл С); 2 -то же, но после освещения в течение 30 мин; 3 - быстрая флуоресценция при чувствительности в 600 раз меньше. [41]
При измерениях быстрой флуоресценции и фосфоресценции в жидких растворах не требуется точно знать скорость поглощения возбуждающего света, если только определение выходов флуоресценции не производится абсолютными методами и не изучаются фотохимические изменения. Кажущиеся выходы быстрой флуоресценции и фосфоресценции также могут зависеть от интенсивности в твердых средах при низкой температуре, где времена жизни триплетов велики и большая доля растворенного вещества может находиться во время облучения в триплетном состоянии. Для проведения количественных исследований в таких системах необходимо точно измерить скорость поглощения света растворенным веществом. Для этой цели возбуждающий свет фокусируется на отверстие подходящей формы и размеров так, чтобы отверстие равномерно освещалось светом. Четкое изображение отверстия фокусируется затем на ту часть образца, где наблюдается люминесценция. Затем с помощью ферриоксалатного актинометра измеряется общий поток возбуждающего света, проходящий через отверстие. Зная эту величину и измерив оптическую плотность на 1 см при нужной длине волны, определяют скорость поглощения света. Необходимо учитывать эффект внутреннего фильтра, используя фактор 10 - м ( см. раздел III, 3 2) для вычисления истинной интенсивности в точке, где регистрируется люминесценция. [42]
Это избыточное колебательное возбуждение в жидкостях рассеивается очень быстро, и его энергия затрачивается на нагревание растворителя. В результате даже быстрая флуоресценция, при которой молекула возвращается в основное состояние ( S0), протекает с излучением в более длинноволновой области 410 нм. Однако низкотемпературные эксперименты показывают, что бензофенон имеет и триплетное возбужденное состояние ( 7), которое образуется из синглета Si. [43]
Это избыточное колебательное возбуждение в жидкостях рассеивается очень быстро, и его энергия затрачивается на нагревание растворителя. В результате даже быстрая флуоресценция, при которой молекула возвращается в основное состояние ( So), протекает с излучением в более длинноволновой области 410 нм. Однако низкотемпературные эксперименты показывают, что бензофенон имеет и триплетное возбужденное состояние ( 7), которое образуется из синглета Si. [44]
Однако имеются дна других лути миграции энергии, являющихся специфической особенностью МОС как актнтшх лазерных материалов. Во-первых, ото быстрая флуоресценция или безызлучательиые переходы в основное состояние, о чем было сказано ранее, и, во-вторых, быстрая безызлучательпая деградация энергии по уровням лнгапда или радикала до метастабильного уровня лигаида, который, например, может быть его триплетпым уровнем. Если этот триплетный уровень лигаида расположен ниже метастабильного уровня металла ( па рис. 2 - 4 он обозначен пунктиром), то передачи энергии на металл не будет наблюдаться. Вследствие этого триплетный уровень ли-ганда может оказаться ловушкой дли энергии накачки, и хотя сам он может дезактивироваться как излучателыю, так и безызлучательно, но соображениям, изложенным выше, этот у ровен i. Поэтому лиганды в МОС необходимо подбирать так, чтобы высота первого трпплетпого уровня лиганда была больше высоты метастабильного уровня металла. [45]