3184153007

[21] ENERGIA W FOTOSYNTEZIE 459

XII. Szybkie i powolne przekazywanie energii

Zastanówmy się jaka jest istotna różnica pomiędzy przekazywaniem energii przy silnym sprzężeniu (tablica I), zwanym też szybkim przekazywaniem (K ~ R~³), a przekazywaniem przy bardzo słabym sprzężeniu — przekazywaniu powolnym (K ~ R^-6).

Podstawowa praca Forstera (66) dotyczy przekazywań powolnych — pomiędzy poszczególnymi aktami przekazywania energii zachodzi cały szereg oscylacji jąder. Przekazywanie następuje dzięki oddziaływaniom pomiędzy stanami elektronowymi D i A. Funkcje własne obu cząsteczek zależą jedynie od współrzędnych elektronowych. Przy przejściu wzbudzenia od k-tej do 1-tej cząsteczki zmienia się również energia oscylacyjna tych cząsteczek. Jeśli w_Q jest przekazywaną energią elektronowego wzbudzenia oddaną przez k-tą cząsteczkę, to całkowita oddana energia jest:

w₀ + w'_k - w_k

gdzie:

W'_k i W_k — energie oscylacyjne tej cząsteczki w stanie wzbudzonym

i podstawowym.

Energia zyskana przez 1-tą cząsteczkę jest odpowiednio:

w₀ + w; - Wj

przy czym całkowita energia jest zachowana przy przekazywaniu energii, tak, że

Aw = w_k + w' — w_k — Wj = 0

Z teorii promieniowania Diraca wiadomo, że liczba przejść na jednostkę czasu dla każdej, początkowo wzbudzonej cząsteczki jest

- SlU_kl(w;,w₁;w_k,w;|²dw

przy czym element macierzy czysto elektronowego oddziaływania można zapisać

O⁷) U_kl(r_k,?,) = 5p'_k,(w_k,r_k)*_Pl(w₁,f₁)*U(r_k,r₁)-p_k(w_k,r_k)p;(w'₁,r_J)dr_k-dr_l,

gdzie: r_k, r,— są kolektywnymi współrzędnymi przestrzennymi elektronów dla odpowiednich cząsteczek.

Należy następnie uwzględnić fakt, że w stanie początkowym energia oscylacyjna ulega wielokrotnie zmianom, zanim nastąpi przeskok tej energii. Częstości występowania poszczególnych wartości energii oscylacyjnych dane są w stanie równowagi cieplnej przez odpowiednie unormowane funkcje rozkładu g(w,);g'(w_k);