Флуарэсцэнцыя
Гэты артыкул шмат у чым ці цалкам абапіраецца на неаўтарытэтныя крыніцы , што можа выклікаць сумневы ў нейтральнасці і правяральнасці прадстаўленай інфармацыі. Такія крыніцы таксама не паказваюць значнасці прадмета артыкула. |


Флуарэсцэнцыя , або флюарэсцэнцыя — фізічны працэс, разнавіднасць люмінесцэнцыі . Флуарэсцэнцыяй звычайна называюць выпраменьвальны пераход узбуджанага стану з самага ніжняга сінглетнага вагальнага ўзроўню S 1 у асноўны стан S 0 [ крыніца не паказаны 1196 дзён ] . У агульным выпадку флуарэсцэнцыяй называюць дазволены па спіну выпраменьвальны пераход паміж двума станамі аднолькавай мультыплетнасці : паміж сінглетнымі ўзроўнямі. ці трыплетнымі . Тыповы час жыцця такога ўзбуджанага стану складае 10 −11 −10 −6 з [1] .
Флуарэсцэнцыю варта адрозніваць ад фасфарэсцэнцыі - забароненага па спіну выпраменьвальнага пераходу паміж двума станамі рознай мультыплетнасці. Напрыклад, выпраменьвальны пераход узбуджанага трыплетнага стану T 1 у асноўны стан S 0 . Сінглет-трыплетныя пераходы маюць квантавамеханічную забарону, таму час жыцця ўзбуджанага стану пры фасфарэсцэнцыі складае каля 10 −3 −10 −2 з [2] .
Паходжанне тэрміна
Тэрмін «флуарэсцэнцыя» паходзіць ад назвы мінерала « флюарыт» , у якога яна ўпершыню была выяўлена, і лац. -escent - Суфікс, які азначае слабое дзеянне.
Гісторыя вывучэння
Упершыню флуарэсцэнцыю злучэнняў хініну назіраў фізік Джордж Стокс у 1852 годзе.
Тэарэтычныя асновы
Згодна з уяўленнямі квантавай хіміі , электроны ў атамах размешчаны на энергетычных узроўнях . Адлегласць паміж энергетычнымі ўзроўнямі ў малекуле залежыць ад яе будовы. Пры апрамяненні рэчыва святлом магчымы пераход электронаў паміж рознымі энергетычнымі ўзроўнямі. Розніца энергіі паміж энергетычнымі ўзроўнямі і частата ваганняў паглынутага святла суадносяцца паміж сабой раўнаннем (II пастулат Бора):
Пасля паглынання святла частка атрыманай сістэмай энергіі расходуецца ў выніку рэлаксацыі . Частка ж можа быць выпушчана ў выглядзе фатона пэўнай энергіі [3] .
Суадносіны спектраў паглынання і флуарэсцэнцыі
Спектр флуарэсцэнцыі ссунуты адносна спектру паглынання ў бок доўгіх хваляў. Гэта з'ява атрымала назву « Стоксаў зрух ». Яго прычынай з'яўляюцца безвыпраменьвальныя рэлаксацыйныя працэсы. У выніку частка энергіі паглынутага фатона губляецца, а фатон, які выпускаецца, мае меншую энергію, і, адпаведна, большую даўжыню хвалі [4] [5] .
Схематычны відарыс працэсаў выпраменьвання і паглынання святла. Дыяграма Яблонскага
Схематычна працэсы паглынання святла і флуарэсцэнцыі паказваюць на дыяграме Яблонскага.
Пры нармальных умовах большасць малекул знаходзяцца ў асноўным электронным стане. . Пры паглынанні святла малекула пераходзіць ва ўзбуджаны стан . Пры ўзбуджэнні на вышэйшыя электронныя і вагальныя ўзроўні лішак энергіі хутка расходуецца, пераводзячы флуарафор на самы ніжні вагальны падузровень стану. . Аднак, існуюць і выключэнні: напрыклад, флуарэсцэнцыя азулена можа адбывацца як з , так і з станы.
Квантавы выхад флуарэсцэнцыі
Квантавае выйсце флуарэсцэнцыі паказвае, з якой эфектыўнасцю праходзіць дадзены працэс. Ён вызначаецца як стаўленне колькасці выпусканых і паглынальных фатонаў. Квантавы выхад флуарэсцэнцыі можа быць разлічаны па формуле.
дзе — колькасць выпускаемых у выніку флуарэсцэнцыі фатонаў, а - Агульная колькасць паглынальных фатонаў. Чым больш квантавы выхад флуарафора , тым больш інтэнсіўна яго флуарэсцэнцыя. Квантавы выхад можна таксама вызначыць з дапамогай спрошчанай дыяграмы Яблонскага [6] , дзе і - Канстанты хуткасці выпраменьвальнай і безвыпраменьвальнай дэзактывацыі ўзбуджанага стану.
Тады доля флуарафораў, якія вяртаюцца ў асноўны стан з выпусканнем фатона, і, такім чынам, квантавы выхад:
З апошняй формулы вынікае, што калі , гэта значыць калі хуткасць безвыпраменьвальнага пераходу значна менш хуткасці выпраменьвальнага пераходу. Адзначым, што квантавы выхад заўсёды менш адзінкі з-за стоксавых страт.
Флуарэсцэнтныя злучэнні
Да флуарэсцэнцыі здольныя многія арганічныя рэчывы, як правіла якія змяшчаюць сістэму спалучаных π-сувязяў. Найбольш вядомымі з'яўляюцца хінін , метылавы зялёны, метылавы сіні, феноловый чырвоны, крышталічны фіялетавы, брыльянтавы сіні кризоловый, POPOP, флуоресцеин , эозин , акридиновые фарбавальнікі (акридиновый аранжавы, акридиновый жоўты), родамины (родамин 6G, родамин B), нільскі чырвоны і многія іншыя.
Ужыванне
У вытворчасці фарбаў і афарбоўцы тэкстылю
У гэтым раздзеле не хапае спасылак на крыніцы інфармацыі . |
Флуарэсцэнтныя пігменты дадаюцца ў фарбы , фламастары , а таксама пры афарбоўцы тэкстыльных вырабаў, прадметаў ужытку, упрыгожванняў і т. п. для атрымання асоба яркіх («крычаць», «кіслотных») колераў з падвышаным спектральным альбеда ў патрэбным дыяпазоне даўжынь хваль, часам перавышае 100%. Дадзены эфект дасягаецца за кошт таго, што флуарэсцэнтныя пігменты пераўтвораць які змяшчаецца ў натуральным святле і ў святле шматлікіх штучных крыніц ультрафіялет (а таксама для жоўтых і чырвоных пігментаў, караткахвалевую частку бачнага спектру) у выпраменьванне патрэбнага дыяпазону, робячы колер больш інтэнсіўным. Адмысловай разнавіднасцю флуарэсцэнтных тэкстыльных пігментаў з'яўляецца аптычная сінька , якая пераўтварае ўльтрафіялет у выпраменьванне сіняга колеру, кампенсавалае натуральнае жаўтлявае адценне тканіны , чым дасягаецца эфект беласнежнага колеру адзежы і пасцельнай бялізны . Аптычная сінька ўжываецца як пры фабрычнай афарбоўцы тканін, так і для асвяжэння колеру пры мыцці , у пральных парашках . Аналагічныя пігменты прымяняюцца і ў вытворчасці многіх гатункаў паперы, у тым ліку паперу для паўсядзённага офіснага выкарыстання. У ёй змест пігмента з сінькай, як правіла, найбольшая.
Флуарэсцэнтныя фарбы, у спалучэнні з « чорным святлом », часта выкарыстоўваюцца ў дызайне дыскатэк і начных клубаў . Практыкуецца таксама прымяненне флуарэсцэнтных пігментаў у фарбах для татуіроўкі .
У тэхніцы
У тэхнічныя вадкасці, напрыклад - антыфрызы , часта дадаюць флюарэсцэнтныя дабаўкі, якія палягчаюць пошук цечы з агрэгата. Ва ўльтрафіялетавым святле падцёкі такой вадкасці становяцца вельмі добра прыкметныя. [ крыніца не паказаны 86 дзён ] .
У біялогіі і медыцыне

У біяхіміі і малекулярнай біялогіі знайшлі прымяненне флуарэсцэнтныя зонды і фарбавальнікі, якія выкарыстоўваюцца для візуалізацыі асобных кампанентаў біялагічных сістэм. Напрыклад, эазінафілы (клеткі крыві ) называюцца так таму, што маюць роднасць да эазіна , дзякуючы чаму лёгка паддаюцца падліку пры аналізе крыві .
Лазеры
Флуарафоры з высокімі квантавымі выхадамі і добрай фотаўстойлівасцю могуць прымяняцца ў якасці кампанентаў актыўных асяроддзяў лазераў на фарбавальніках.
У крыміналістыцы
Асобныя флуарэсціруючыя рэчывы выкарыстоўваюцца ў аператыўна-вышуковай дзейнасці (для нанясення паметак на грошы, іншыя прадметы ў ходзе дакументавання фактаў дачы хабару і вымагальніцтва. Таксама могуць выкарыстоўвацца ў хімлавушках)
У гідралогіі і экалогіі
Флуарэсцэнін быў ужыты ў 1877 для доказу таго, што рэкі Дунай і Рэйн злучаны падземнымі каналамі. [7] . Фарбавальнік занеслі ў воды Дуная і праз некалькі гадзін характэрную зялёную флуарэсцэнцыю выявілі ў невялікай рэчцы, якая ўпадае ў Рэйн. Сёння флуарэсцэнін выкарыстоўваюць таксама як спецыфічны маркер, які палягчае пошук пацярпелых крушэнне лётчыкаў у акіяне. Для гэтага проста разбіваецца ампула з фарбавальнікам, які, раствараючыся ў вадзе, утворыць добра прыкметную зялёную пляму вялікага памеру. Таксама флуарафоры могуць выкарыстоўвацца для аналізу забруджвання навакольнага асяроддзя (выяўленне ўцечкі нафты (алейных плёнак) у морах і акіянах).
Глядзіце таксама
- Люмінесцэнцыя
- Фасфарэсцэнцыя
- Саналюмінесцэнцыя
- Біялюмінесцэнцыя
- Электрафасфарэсцэнцыя
- Хемілюмінесцэнцыя
- Флуарыметрыя
Нататкі
- ↑ http://files.pilotlz.ru/dvd/nano/disk/!n_world/dop_mat/kons_01/02.pdf . Лекцыя № 2. Асновы люмінесцэнцыі (працяг). .
- ↑ Асноўныя паняцці і значэнні ў флуарэсцэнтнай мікраскапіі . stormoff.ru. Дата абарачэння: 7 студзеня 2020.
- ↑ Molecular Expressions Microscopy Primer: Specialized Microscopy Techniques - Fluorescence - Basic Concepts in Fluorescence . micro.magnet.fsu.edu. Дата абарачэння: 7 студзеня 2020.
- ↑ Стоксаў зрух у растворах і газах. Незалежнасць спектру выпускання ад даўжыні хвалі паглынання. Правіла люстраной сіметрыі і выключэнні з яго.
- ↑ Molecular Expressions: Science, Optics, and You: Light and Color - Sources of Visible Light . micro.magnet.fsu.edu. Дата абарачэння: 7 студзеня 2020.
- ↑ Joseph R. Lakowicz. Principles of Fluorescence Spectroscopy / RJ Lakowicz. -NY: Springer Science, 2006. - 960 p.
- ↑ Berlman IB. 1971. Handbook of fluorescence spectra of aromatic molecules, 2nd ed. Academic Press, New York.
Літаратура
- Лабас Ю. А., Гардзеева А. В., Фрадкоў А. Ф. Флуарэсцэнтавыя і каляровыя вавёркі // Прырода, 2003 г., № 3.
- Векшын Н. Л. Флуарэсцэнтная спектраскапія біяпалімераў. Пушчына, Фатон-стагоддзе, 2009.
- Флюарэсцэнцыя // Энцыклапедычны слоўнік Бракгаўза і Ефрона : у 86 т. (82 т. і 4 доп.). - Спб. , 1890-1907.
- Флуарэсцэнцыя - артыкул з Вялікай савецкай энцыклапедыі .
- Лазоўская Е. Чаму яны свецяцца // Навука і жыццё , 2004, № 8.
- Свячэнне мінералаў // Навука і жыццё , 1998, № 5
Спасылкі
У іншым моўным раздзеле ёсць больш поўны артыкул Fluorescence (англ.) . |