Лабораторная работа 3.1. Термическая активация замедленной флуоресценции в сложных молекулах

Цель работы: исследование закономерностей затухания фотолюминесценции молекулы (флуоресцеин натрия) с близко расположенными возбужденными электронными состояниями, экспериментальное определение постоянной времени люминесценции и энергии термической активации.

Оборудование: импульсный источник света, конденсорная линза, образец, криостат, светофильтр, фотоумножитель, осциллограф, компьютер.

Лабораторная работа 3.1. Термическая активация замедленной флуоресценции в сложных молекулах. (282 КБ, PDF) Дубов Д.Ю Новосибирск: КОФ НГУ, 2013. - 17 с.

Замедленной флуоресценцией (ЗФ) называют излучение, наблюдаемое при S₁ -> S₀ переходе со временем затухания много большим, чем характерные времена жизни синглетных возбужденных состояний. Известно три типа ЗФ: активационная, аннигиляционная и рекомбинационная. Активационная ЗФ наблюдается в тех случаях, когда триплетные молекулы могут возвращаться в синглетное возбужденное состояние путем термического возбуждения. Такая ЗФ возможна при малой разнице энергий триплетного и синглетного состояний и наблюдается, например, в растворах флуоресцеина в стеклообразной борной кислоте или в хорошо обезгаженных растворах эозина в глицерине или этаноле.

Лабораторная работа 3.1. Термическая активация замедленной флуоресценции в сложных молекулах. Видео. (MP4, 1280x720) Дубов Д.Ю. Новосибирск: КОФ НГУ, 2012. - 0.28.00.

Видеофильм знакомит обучаемых с теоретическими основами, порядком проведения экспериментов и анализа результатов при выполнении лабораторной работы, в которой студенты исследуют закономерности затухания фотолюминесценции молекулы с близко расположенными возбужденными электронными состояниями (флуоресцеина натрия), экспериментально определяют постоянную времени замедленной флуоресценции и энергию ее термической активации.
Видеофильм содержит 1) краткую теорию исследуемых фотопроцессов (лекция на базе анимированной ppt-презентации, сопровождаемой закадровым текстом), 2) видеодемонстрацию используемого экспериментального оборудования, порядка выполнения экспериментальных заданий лабораторной заботы, 3) алгоритм обработки и анализа полученных экспериментальных данных - в виде ppt-презентации и демонстрации работы используемой при обработке компьютерной программы (MathCad 15).
В фильме объясняются особенности формирования структуры электронных состояний сложной молекулы, кинетика фото- и безызлучательных процессов с их участием, эффект активационной замедленной флуоресценции и кинетическая модель этого явления. Показана работа современного оборудования атомного практикума: импульсного ультрафиолетового лазера, цифрового осциллографа Tektronix. Описывается настройка оптической схемы возбуждения и регистрации люминесценции, последовательность получения кинетических кривых послесвечения при разной температуре образца (флуоресцеина натрия). Подробно обсуждаются порядок обработки одиночного измерения затухания послесвечения, методики получения температурной зависимости времени затухания и определения на ее основе энергии термической активации T₁ -> S₁ перехода.
Целевая аудитория фильма – студенты ФФ, ФЕН, ГГФ НГУ, изучающие экспериментальную молекулярную физику, спектроскопию, строение вещества и тому подобные курсы.