Изучение режима работы ртутно-кварцевой горелки. Изучение люминесцентных свойств веществ, страница 11

N_Л, излученных веществом, к числу N_П поглощенных квантов:

                                               .                                                                        (3)

Вышеприведенные соотношения называются законами С. И. Вавилова. В некоторых случаях величина выхода люминесценции может быть большой;  например, для флуоресцина он равен 0,76.  В большинстве случаев выход люминесценции значительно меньше единицы.

Флуоресценция и фосфоресценция.

Флуоресценция и фосфоресценция различаются природой квантовых переходов. В структуре энергетических уровней молекулы параллельно существуют две системы уровней: синглентные и триплетные (рис. 1.6.). Эти уровни различаются мультиплетностью. Мультиплетность рассчитывается как величина 2S+1, где S – спиновое квантовое число, спин электрона равен ±. Мультиплетность синглетных уровней равна 1. Два электрона на этих уровнях характеризуются противоположно направленными спинами: 2 (+- )+1=1. Мультиплетность триплетных уровней равна 3. Два электрона  на этих уровнях характеризуются сонаправленными спинами: 2 (++ )+1=3. Основной уровень молекулы является синглетным, а возбужденные уровни могут быть и синглетными, и триплетными. Флуоресценция соответствует квантовым переходам с возбужденных синглетных уровней на основной синглетный уровень, а фосфоресценция – с возбужденных триплетных уровней на основной синглетный. Вероятность переходов между уровнями с различной мультиплетностью (последний случай) очень мала. На возбужденном триплетном уровне электрон может находиться довольно длительное время. Такой уровень называется метастабильным. И поэтому длительность фосфоресценции велика (более 10^-3 с), по сравнению с длительностью флуоресценции (@10^-8 с).

Рис.6. Системы синглетных и триплетных  энергетических уровней молекулы.

5.  Люминесцентный анализ. Люминесцентные метки и зонды. Медицинское применение люминесцентных методов

исследования.

Фотолюминесценция наблюдается у многих жидких и твердых тел как неорганической,  так  и  органической природы,  особенно под действием ультрафиолетового излучения.

Определение природы и состава вещества по спектру его люминесцентного излучения, называется люминесцентным анализом. Люминесцентный анализ позволяет обнаруживать вещества в количестве до 10^-10 г. Люминесцентный анализ  используют для обнаружения начальной стадии порчи продуктов питания,  сортировки фармакологических препаратов и диагностики некоторых заболеваний. Под действием ультрафиолетового излучения флуоресцируют многие ткани организма (ногти, зубы, непигментированные волосы, роговая оболочка, хрусталик глаза и другие). В некоторых случаях по характеру свечения можно  отличить патологически измененные ткани. Характерное свечение дают бактериальные и  грибковые  колонии. В  связи с этим люминесцентный анализ применяется при диагностике многих заболеваний, особенно в области дерматологии.

При люминесцентной   микроскопии  исследуются  естественные препараты, имеющие собственную флуоресценцию или окрашенные флуоресцирующими красками.  Источником света являются ртутные лампы  высокого и сверхвысокого давления и применяются  два  светофильтра, один  из  которых расположен перед конденсором и выделяет область спектра источника света,  которая вызывает люминесценцию объекта; другой находящийся после объектива, выделяет свет люминесценции. Оптика микроскопа может быть обычной,  так как  через нее проходит уже видимый свет,  возникший на препарате в результате флуоресценции.