Проста фізика: Спектри поглинання, збудження та емісії

10.02.2020

Що таке спектри поглинання, збудження та емісії?
У цій статті пояснюються відмінності між спектрами молекулярного поглинання, збудження та емісії

Малюнок 1: Спектр поглинання антрацену в циклогексані, виміряний за допомогою спектрофлуориметра FS5. Параметри експерименту: Δλ = 1 нм.

Спектр поглинання
Спектр поглинання (також відомий як спектр в УФ та видимій частинах спектру (спектр UV-Vis), спектр абсорбції та електронний спектр) показує зміну поглинання зразка як функції довжини хвилі падаючого світла (мал. 1) і вимірюється за допомогою спектрофотометра. Спектр поглинання вимірюється шляхом зміни довжини хвилі падаючого на зразок світла за допомогою монохроматора та запису інтенсивності світла, що потрапляє при цьому на детектор. Інтенсивність світла, що пропускається через зразок речовини, I_Sample (таких як аналіт розчинений у розчиннику) та інтенсивність світла через порожній зразок, I_Blank, (лише розчинник) реєструються, а поглинання зразка розраховується за допомогою формули:
absorbance of the sample.png

Поглинання лінійно пропорційне молярній концентрації зразка; це дозволяє обчислити концентрацію зразка зі спектру поглинання за допомогою закону Бера-Ламберта.

measurement of absorption spectra.png

Малюнок 2: Схема вимірювання спектру поглинання у спектрофотометрі.

Спектр збудження
Fluorescence excitation spectrum.png

Малюнок 3: Спектр збудження флуоресценції антрацену в циклогексані, виміряний за допомогою спектрофлуориметра FS5. Параметри експерименту: λ_em = 420 нм, Δλ_em = 1 нм, Δλ_ex = 1 нм.

Спектр збудження флуоресценції показує зміну інтенсивності флуоресценції як функції довжини хвилі світла збудження (мал. 3) та вимірюються за допомогою спектрофлуориметра. Довжина хвилі монохроматора емісійного випромінювання встановлюється на відому для зразка довжину хвилі флуоресценції, а довжина хвилі монохроматора збудження сканується у потрібному діапазоні збудження і інтенсивність флуоресценції, як функція довжини хвилі збудження, вимірюється детектором. Якщо зразок підкоряється правилу Каші та закону Вавилова, тоді спектр збудження та спектр поглинання будуть однаковими (порівняйте малюнки 1 та 3). Отже, спектр збудження можна розглядати як спектр поглинання, виявлений флуоресценцією.

Малюнок 4: Схема вимірювання спектру збудження у спектрофлуориметрі.

Спектр випромінювання (спектр емісії)

Малюнок 5: Спектр випромінювання флуоресценції (спектр емісії флуоресценції) антрацену в циклогексані, виміряний за допомогою спектрофлуорометра FS5. Експериментальні параметри: λ_ex = 340 нм, Δλ_ex = 1nm, Δλ_em = 1 нм

Спектр випромінювання флуоресценції (спектр емісії флуоресценції або просто спектр флуоресценції) показує зміну інтенсивності флуоресценції як функції довжини хвилі випромінювання (мал. 5) і вимірюється за допомогою спектрофлуориметра. Довжина хвилі монохроматора збуджуючого випромінювання встановлюється на відому для зразка довжину хвилі поглинання, а довжина хвилі монохроматора емісійного випромінювання сканується у потрібному діапазоні випромінювання та інтенсивність флуоресценції, як функція довжини хвилі випромінювання, вимірюється детектором.

Малюнок 6: Схема вимірювання спектру емісії у спектрофлуориметрі.

Джерело: edinst.com/blog

Пов'язані товари

Повернутися