我們將在下面為你帶來的內(nèi)容是關(guān)于熒光光譜分析的基本原理。
穩(wěn)態(tài)熒光光譜分析的兩種基本圖譜是激發(fā)光譜和發(fā)射光譜。激發(fā)光譜(Ex)是記錄固定的熒光發(fā)射波長下，不斷變化的激發(fā)光波長與測得的熒光強度的關(guān)系圖譜；而記錄在固定的激發(fā)波長下不斷變化的發(fā)射波長與熒光強度的關(guān)系圖譜，即是發(fā)射光譜(Em)。這兩種光譜均可用來鑒別熒光化合物，還可作為進行熒光測定時選擇合適的激發(fā)波長和發(fā)射波長的直接依據(jù)。根據(jù)發(fā)射光波所處的波段范圍，可將熒光分成X射線熒光、紫外熒光、可見熒光和紅外熒光等。
因為熒光儀器個體差異和各自的特性(如光源的能量分布、檢測器的敏感度和單色器的透射率都會隨波長而改變)不同，一般情況下測得的激發(fā)光譜和發(fā)射光譜都是表觀光譜。也就是說，同一熒光物質(zhì)的溶液在不同熒光儀器上所測得的兩個表觀光譜往往會有一定程度的差異。但是對所用儀器特性波長因素加以適當校正后，可以獲得彼此一致的校正光譜(又稱真實光譜)。對于同一種熒光化合物，其激發(fā)光譜的形狀在理論上應與吸收光譜的相同，但是由于上述測試儀器的特性波長因素存在，其表觀激發(fā)光譜與吸收光譜的形狀大多有所差異，只有校正激發(fā)光譜才與吸收光譜接近。另外，只有當化合物的濃度足夠小，其對不同波長的入射光的吸收正比于其吸光系數(shù)，而且其熒光量子產(chǎn)率與激發(fā)波長無關(guān)的條件下，所得的校正激發(fā)光譜與吸收光譜的形狀才相同。
X射線熒光的原理圖
通常物質(zhì)吸收光譜會因為復雜的分子結(jié)構(gòu)含有多個不同的吸收譜帶，但是其熒光的發(fā)射光譜一般只含一個發(fā)射譜帶。從能量和能級結(jié)構(gòu)關(guān)系圖上看，物質(zhì)分子受到電磁輻射后，其電子會從基態(tài)跳躍(激發(fā))到多個電子單重態(tài)的不同振動能級，進而產(chǎn)生多個吸收譜帶，該躍遷過程的經(jīng)歷時間大約是10-15s；處于激發(fā)單重態(tài)的電子不穩(wěn)定，壽命很短。在回跳到基態(tài)的過程中，因為存在變化速率極快的內(nèi)轉(zhuǎn)化和振動松弛等現(xiàn)象，處于S2單重態(tài)以上各振動能級的電子會很快損失多余的能量，衰變到S1態(tài)的最低激發(fā)振動能級，最后回跳到基態(tài)的各個振動能層，發(fā)射出熒光。因此，只要激發(fā)光沒有導致化合物光解，無論激發(fā)波長是多少，多數(shù)情況下同一物質(zhì)的分子發(fā)射光譜只含一個發(fā)射帶，并且熒光發(fā)射光譜的形狀通常是一致的。發(fā)射光譜的形狀只與分子基態(tài)中振動能級的分布情況以及各振動能級的躍遷概率有關(guān)。當然也有例外，例如有些熒光化合物有兩個電離態(tài)，而每個電離態(tài)就會顯示出不同的吸收和發(fā)射光譜。
以上就是這次為您帶來的關(guān)于熒光光譜分析的相關(guān)問題，原理。