激发光谱与荧光磷光光谱
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gaussian中用tddft计算激发态和吸收、荧光、磷光光谱的方法tddft方法是一种用于计算分子激发态和吸收、荧光、磷光光谱的计算方法。
在这种方法中,密度泛函理论(DFT)和时间相关密度泛函理论(TDDFT)被结合使用,可以精确地描述分子的激发态和光学性质。
tddft方法是一种在量子化学和分子物理领域中被广泛应用的分子结构和光电性质的计算方法。
它可以以较低的计算成本来预测并解释分子和材料的一系列光学性质,如吸收光谱、荧光光谱和磷光光谱,因此在材料科学、光电子学和生物化学等领域有着重要的应用价值。
在计算激发态和光谱性质的过程中,tddft方法的基本思路是通过计算电子的能级和波函数来获取分子在激发态下的结构和光学性质。
在DFT方法的基础上,TDDFT方法引入了时间相关的处理,通过求解相关的方程来描述分子在外部激发下的响应。
计算得到的激发态波函数和能级可以用于进一步计算吸收、荧光和磷光光谱,通过分析这些光谱可以得到分子的激发态结构和相应的光学性质。
在使用高斯软件进行tddft计算时,需要先进行分子结构优化和能级计算,然后再进行激发态和光谱性质的计算。
在分子结构优化过程中,需要选择合适的基组与密度泛函,并通过几何构型优化计算得到最稳定的分子结构。
接着在优化后的分子结构上进行能级计算,计算得到分子的基态和激发态能级。
最后利用这些能级计算分子的吸收、荧光和磷光光谱,通过计算得到的光谱可以分析分子在不同激发态下的吸收、发射和磷光性质。
除了分子结构和能级的计算外,tddft计算中需要考虑一些其他因素。
首先是选择合适的基组函数和密度泛函,这直接影响到计算结果的准确性和可靠性。
其次是考虑溶剂化效应和环境因素对分子光学性质的影响,这可以通过在计算中加入合适的溶剂模型或者通过含时密度泛函理论的扩展来处理。
最后还需要考虑计算误差和数值稳定性的问题,这在tddft方法中尤为重要,因为激发态波函数和波函数是时间相关的,计算稳定性对于得到准确的激发态和光谱性质非常关键。
激发光谱和发射光谱荧光和磷光均属于光酸发光,因此都涉用到两种辐射,即激发光(吸收)和发射光,因此也都具有两种特点光谱,即激发光谱和发射光谱。
它们是笑光和磷光定性和定量分析的大体参数及依据。
1. 激发光谱通过测量荧光(或磷光)体的发光通量(即强度)随激发光波长的转变而取得的光谱,称为激发光谱。
激发光谱的具体测绘方式,是通过扫描激发单色器,使不同波长的转变而取得的光谱,称为激发光谱。
激发光谱的具体测绘方式,是通过扫描激发单色器,使不同波长的入射光照射激发荧光(磷光)体,发出的荧光(磷光)通过固定波长的发射单色器而照射到检测器上,检测其荧光(磷光)强过,最后通过记录仪记录光强度对激发光波长的关系曲线,即为激发光谱。
通过激发光谱,选择最正确激发波长——发射荧光(磷光)强度最大的激发光波长,经常使用λex表示。
2. 发射光谱,也称荧光光谱或磷光光谱通过测量荧光(或磷光)体的发光通量(强度)随发射光波长的转变而取得的光谱,称为发射光谱。
其测绘方式,是固定激光发光的波长,扫描发射的光的波长,记录发射光强度对发射光波长的关系曲线,即为发射光谱。
通过发射光谱选择最正确的发射波长——发射荧光(磷光)强度最大的发射波长,经常使用λem表示,磷光发射波长比荧光来得长,图为萘的激发光谱及荧光和磷光的发射光谱。
3. 荧江激发光谱和发射光谱的特点★斯托克斯位移在溶液荧光光谱中,所观察到的荧光发射波长总是大于激发波长,λem>λex Stokes于1852年首次发现这种波长位移现象,故称Stokes位移。
斯托克斯位移说明了在激发与发射之间存大着一定的能量损失。
激发态分子由于振动弛豫及内都转移的无辐射跃迁而迅速衰变到S1电子态的最低振动能级,这是产生其位移的主要原因;其次,荧光发射时,激发态的分子衰变到基态的各振动能级,此时,不同振动能级也发生振动弛豫至最低振动能级,也造成能量的损失;第三,溶剂效应和激发态分子可能发生的某些反应,也会加大斯托克斯位移。
1.荧光和磷光的产生过程荧光:处于基态的分子吸收光子能量,跃迁至电子激发态,然后通过内转换和振动弛豫回到第一激发单重态的最低振动能级,最后跃迁回基态时发射的光S0 激发态振动弛豫内转换振动弛豫发射荧光磷光:处于基态的分子吸收光子能量,跃迁至电子激发态,然后通过内转换和振动弛豫和系间窜越到了第一激发三重态,最后回到基态时发射的光S0 激发态振动弛豫内转换系间跨越振动弛豫发射荧光2.激发光谱和发射光谱概念,有何异同(1)激发光谱:固定发射光的波长,测量激发光的波长与发射光强度之间的关系(选择最佳激发波长)(2)发射光谱:固定激发波的波长,测定发射光强度与发射光波长的关系(选择最佳发射波长)同:都是给样品能量使之发光测量发光强度异:控制的变量不同。
3.化合物荧光与结构的关系a.具有一定的荧光量子产率b.具有合适的结构如:大的共轭π键、刚性平面结构、最低的单重电子激发态为S1 为π* π型、取代基为给电子基团4.荧光量子产率、荧光猝灭、系间跨越、振动弛豫A.荧光量子产率Q:量子产率表示物质将吸收的光能转化为荧光的本领,是荧光物质发出光子数与吸收光子数的比值。
B.荧光猝灭:指荧光物质分子与溶剂分子之间相互作用,导致荧光强度下降的现象,荧光猝灭分为静态猝灭、动态猝灭等。
C.系间跨越:处于激发态分子的电子发生自旋反转而使分子的多重性发生变化的过程;分子由激发单重态跨越到激发三重态。
D.振动弛豫:同一电子能级内异热交换形式由高振动能级至地振动能级间的跃迁。
时间为10-12s5.实时定量PCR与普通PCR的区别所谓实时荧光定量PCR技术[1],是指在PCR反应体系中加入荧光基团,利用荧光信号积累实时监测整个PCR进程,最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法。
实时荧光定量PCR技术是起点检测,实现了每一轮循环均检测一次荧光信号的强度,并记录在电脑软件之中,通过对每个样品Ct值的计算,根据标准曲线获得定量结果。
3通常分子处于基态,物质吸收电磁辐射后,基态的分子被激发到激发态。
而处于激发态的分子不稳定,会回到基态,这个过程中会释放光子如果多重度不变,仍是单重态到单重态跃迁,那么就是荧光;多重度改变,从激发单重态系间窜越到三重态,那么再回到基态的发光称为磷光)。
3.4激发谱是荧光物质在不同波长的激发光作用下测得的某一波长处的荧光强度的变化情况,也就是不同波长的激发光的相对效率发射谱则是某一固定波长的激发光作用下荧光强度在不同波长处的分布情况,也就是荧光中不同波长的光成分的相对强度.5如何选择激发光波长和发射光波长1.查资料有个基本范围2..固定发射波长,测定激发光谱;再固定激发波长,测定发射光谱;通常选择在最大激发波长和最大发射波长进行物质测定4.先将发射波长确定为550nm,测量样品的激发光谱;5.根据测得的激发光谱,选定一个激发波长测量样品的发射光谱;6.根据测得的发射光谱,选择各主要发射峰,分别测量其激发光谱,比较并对结果进行分析;7、选择不同的激发波长,分别测量其发射光谱,比较并对结果进行分析;紫外可见吸收光谱(UV/Vis)研究材料的吸收,从而判定材料所在的激发光谱(PLE),显示的是从导带跃迁到价带所需要的能量,这个能量一般比PL要高。
荧光是材料的发射光谱PL表示电子从高能级跃迁到低能级,发射出来光子的能量(即禁带宽度band gap)荧光的原理是吸收一个高能量的光子,通过内部弛豫,然后发射出一个低能量光子。
前者是PLE,后者是PL,中间有一个能量差。
6①托克斯位移(Stokes shift)。
与激发光谱相比,荧光光谱的波长总是出现在更长的波长处;PLE能量比PL高。
②荧光光谱与激发波长无关。
无论用λ=250和350nm作激发光源,所得荧光光谱形状和峰的位置都是相同;③吸收光谱与发射光谱大致成镜像对称。
斯托克斯位移是指荧光光谱较相应的吸收光谱红移。
固体吸收光子(吸收)的能量将大于辐射光子(发光),因此发光光谱与吸收光谱相比,将向能量较低的方向偏移(红移),两个光子能量的差值称为斯托克斯谱位移。
原子荧光光谱的名词解释一、引言原子荧光光谱是研究原子和分子的基本光谱现象之一,也是光谱学的重要分支之一。
它通过对原子荧光现象的观测和分析,研究原子的结构、能级和电子转移等信息。
本文将介绍与原子荧光光谱有关的几个重要名词,逐步解释其含义和相关原理。
二、激发态和基态在原子荧光光谱中,激发态和基态是两个重要的概念。
原子的基态是指其电子处于能量最低的状态,而激发态是指电子吸收了外界能量而跃迁到高能级的状态。
激发态通常具有较短的寿命,会通过辐射或碰撞等过程回到基态,释放出能量并产生光谱信号。
三、荧光和磷光荧光是指物质在吸收能量后,电子从激发态返回基态时发出的光。
而磷光是一种长寿命的荧光现象,电子在激发态停留的时间较长,返回基态时会放出能量较低的光子。
在原子荧光光谱中,我们能观测到这两种光谱信号,通过其强度、频率和波长等参数,可以推测出原子的结构和能级信息。
四、吸收和发射光谱在原子荧光光谱的研究中,吸收光谱和发射光谱是两种常用的分析技术。
吸收光谱是在外界能量作用下,原子从基态跃迁到激发态,吸收光的波长和频率可以揭示原子的能级结构。
而发射光谱则是原子从激发态返回基态时,释放出光谱信号的过程。
通过分析吸收和发射光谱,可以确定原子的电子转移途径和能级差异。
五、荧光量子产率荧光量子产率是衡量原子荧光光谱强度的一个重要指标。
在原子荧光光谱中,当某个特定能级的原子被激发后,返回基态并发射光子的比例就是荧光量子产率。
荧光量子产率的大小与能级跃迁的速率、碰撞和辐射等过程有关,它可以反映原子的稳定性和光谱强度。
六、荧光光谱仪荧光光谱仪是用于观测和分析原子荧光光谱的仪器。
它一般由光源、样品激发系统和信号检测系统等部分组成。
光源可以是连续光源或激光光源,用于激发样品中的原子。
样品激发系统通过吸收或散射光信号使原子处于激发态。
信号检测系统用来记录和分析荧光光谱信号,可以采用光电倍增管等探测器。
七、应用领域原子荧光光谱在各个领域都有广泛的应用。
磷光光谱测试衰减时间1.引言1.1 概述概述部分的内容可以介绍磷光光谱测试衰减时间的背景和重要性。
可以参考以下内容进行撰写:磷光光谱测试衰减时间是一种用来研究物质在激发后所释放出的磷光信号随时间衰减的方法。
磷光光谱测试衰减时间的测量技术被广泛应用于许多领域,如生物医学、材料科学和化学等。
磷光光谱测试衰减时间的原理是基于物质分子在受到激发后所发生的光子转换过程。
当物质受到激发后,其分子会从基态跃迁到激发态,此时会释放出一定能量的磷光信号。
通过测量这个磷光信号随时间的变化情况,我们可以了解物质在不同条件下的衰减速度和模式,进而推断其性质和特性。
磷光光谱测试衰减时间在衰减动力学研究中具有重要的应用价值。
首先,它可以帮助我们理解物质在激发态和基态之间的能量转化过程,从而揭示其内部结构和电子能级分布情况。
其次,磷光光谱测试衰减时间可以用来研究物质的光敏性质和光稳定性,对于开发新型光学材料和光电器件具有重要意义。
此外,磷光光谱测试衰减时间还可以被应用于生物医学领域,用于研究生物分子的相互作用、药物代谢过程等。
因此,深入了解和研究磷光光谱测试衰减时间对于推动科学研究和技术创新具有重要作用。
本文将深入探讨磷光光谱测试衰减时间的原理和方法,并介绍其在衰减时间研究中的应用。
通过对磷光光谱测试衰减时间的深入研究,我们可以更好地理解物质的衰减动力学行为,为相关领域的研究和应用提供有力支持。
同时,本文还将展望未来磷光光谱测试衰减时间研究的发展方向,以期推动相关领域的研究进展和技术创新。
1.2 文章结构本文主要分为三个部分进行讨论。
首先,在引言部分,我们将概述本研究的背景和目的,并介绍磷光光谱测试衰减时间的重要性。
接下来,在正文部分,我们将详细介绍磷光光谱测试的原理以及其在衰减时间研究中的应用。
最后,在结论部分,我们将总结磷光光谱测试衰减时间的重要性,并展望未来研究的方向。
在引言部分,我们将首先概述磷光光谱测试衰减时间的背景和意义。