89904

Atomy i cząsteczki, a zwłaszcza cząsteczki wieloatomowe, po zaabsorbowaniu kwantu promieniowania i przejściu w stan wzbudzony, nie mogą pozostawać w nim zbyt długo, a nadmiar uzyskanej energii oddają, emitując ją w postaci kwantów światła lub przekazując w sposób bezpromienisty. Po przejściu przez poszczególne stadia powracają do stanu wyjściowego, czyli stanu podstawowego. Mechanizm procesów fotofizycznych zachodzących w cząsteczkach wieloatomowych można śledzić za pomocą diagramu Jabłońskiego. Pokazano na nim rozmaite przejścia pomiędzy stanami energetycznymi cząsteczki o podstawowym stanie singletowym (S₀). Elektronowe przejścia promieniste zaznaczono strzałkami prostymi, elektronowe przejścia bezpromieniste falistymi strzałkami poziomymi, zaś procesy relaksacji oscylacyjnej w danym stanie elektronowym, falistymi strzałkami pionowymi. Literą k z odpowiednimi indeksami oznaczono stałe szybkości [s'¹] promienistych i bezpromienistych przejść elektronowych.

Charakterystyczną cechą tego diagramu jest obecność metastabilnego poziomu trypletowego Ti, który zostaje obsadzony w cząsteczce poprzez bezpromieniste przejście elektronu z poziomu Sj. Czas życia wzbudzonej cząsteczki w stanie T! jest co najmniej 10⁴ razy, a niekiedy nawet 10⁹ razy dłuższy, niż we wzbudzonym stanie singletowym Si. Po zaabsorbowaniu kwantu promieniowania cząsteczka zawiera zwykle nadmiar energii oscylacyjnej, który oddaje otoczeniu w wyniku zderzeń z innymi cząsteczkami zanim nastąpi jakikolwiek inny proces promienisty lub bezpromienisty. Dzieje się tak zawsze, gdy cząsteczka znajduje się w ciele stałym, w cieczy lub w roztworze, a nawet w niezbyt rozrzedzonym gazie. Proces relaksacji oscylacyjnej jest wówczas bardzo szybki i prowadzi do osiągnięcia równowagi cząsteczki z otoczeniem.

Wskazane na diagramie przejścia bezpromieniste pomiędzy stanami elektronowymi o jednakowej multipletowości (S₂-^S_U T₂->Ti) noszą nazwę konwersji wewnętrznej. Jeśli natomiast przejścia bezpromieniste zachodzą pomiędzy stanami o różnej multipletowości (Si->Ti i Ti->S₀), to nazywamy je przejściami międzysystemowymi.

Luminescencjąnazywane jest zjawisko polegające na emitowaniu światła, które powstaje kosztem innych rodzajów energii niż energia cieplna. Luminescencja zachodzi z elektronowo • oscylacyjnie wzbudzonej cząsteczki będącej w równowadze termicznej z otoczeniem. Różnerodzaje luminescencji związane są z różnymi sposobami dostarczania energii wzbudzenia.

Podział luminescencji (ze względu na różne mechanizmy wzbudzenia energii):

•    Rentgenoluminescencja- wzbudzenie za pomocą promieniowania X

•    Elektroluminescencja- pole elektryczne, prąd

•    Chemiluminescencja- procesy chemiczne, zwykle utlenianie (utlenianie- usuwanie elektronu z atomu)

•    Fotoluminescencja- promieniowanie optyczne, niejonizujące

•    Tryboluminescencja- tarcie; w ten sposób otrzymujemy świecenie cukru miażdżonego w ciemnym pomieszczeniu, czy też rtęci przelewanej w rurze kwarcowej

•    Krystaloluminescencja- świecenie podczas krystalizacji i narastania kryształów

•    Termoluminescencja- luminescencja następuje po uprzednim nświetleniu substancji i następnie jej ogrzaniu

•    Radioluminescencja- promieniowanie a, 3/ V lub promieniowanie kosmiczne, a także fragmenty rozszczepień jąder atomowych

•    Bioluminescencja- światło wytwarzane w reakcji chemicznej, która zachodzi w wyspecjalizowanych fragmentach organizmów żywych

Fotoluminescencja- promieniowanie emitowane przez atomy albo cząsteczki powracające do stanu podstawowego z elektronowego stanu wzbudzonego, w którym znalazły się dzięki absorpcji fotonów o odpowiedniej energii, niezależnie od stanu, z którego ona zachodzi i niezależnie od tego, czy przejście jest dozwolone, czy wzbronione. Fotoluminescencję powstającą dzięki przejściom pomiędzy stanami elektronowymi o jednakowej multipletowości nazywamy fluorescencją.