12.) Lumineszenz: Klassifizierung der Lumineszenz Energiezustände in Atome und Moleküle, Elektronenübergänge, Jablonski-Diagram, Fluoreszenz und Phosphoreszenz, Lebensdauer, Quantenausbeu Flashcards
<p>Lumineszenz </p>
<p> </p>
<p>Lichtemissionsüberschuss von jedem Körper über 0 Grad und in Anbetracht (trd) seiner<br></br>
Temperaturstrahlung, nachdem er angeregt wurde. </p>
<p>Entstehung des Lumineszenzlichtes: </p>
<p>Kaltes Licht: Wenn der Zusammenhang zwischen der Temperatur und der Lumineszenz herrscht Elektronenanregung → Linien und Bandenspektrum<br></br>
Klassifizierung der Lumineszenz nach der Anregungsart<br></br>
Muss nicht im sichtbaren Bereich sein</p>
<p>Art der Anregung → Name → Beispiel</p>
<p>Licht → Photolumin → Chininsulphat, Phosphor [Floureszenz und Phosphoreszenz ]</p>
<p>Rötgenstrahlung → Röntgenolumin → NaI (TI)</p>
<p>Elektrisches Feld → Elektrolumin → Quecksilberlampen</p>
<p>Mechanische Wirkung → Tribolumin → Würfzucker</p>
<p>Chemische Reaktionà Chemolumen (Biolumin ) → Glühwürmchen</p>
<p>Wärme → Thermolumin → CaSO 4 (Dy) [auch für Dosismessungen]</p>
<p>Aufbau eines Atromes</p>
<p>-Bohr'sches Atommodell mit Kern und Valenzelektronen auf den verschiedenen s,p,d, f Schalen.</p>
<p>-Elektronenniveaus auf den Schalen sind unterschiedlich </p>
<p>Elektronenübergänge </p>
<p>Die Anregung (z.b. in Form von Licht also einem Photon) reißt ein Elektron eines tieferen Elektronenniveaus auf eines der Höheren Niveaus. Die Energie entspricht nun der Energie des Photons mit <em>h*f (c/lambda)</em>. Beim zurück springen auf den Ursprungszustand sendet das Elektron in Form von Licht die zuvor zugeführte Energie ab. Dies kann man messen → Linienspektrum (Praktikum)</p>
<p>Energiezustände der Moleküle</p>
<p>Die Atome (immer min 2) haben eine Eigenschwingung. Diese können auch Schwingungsniveaus- Vibrationsniveaus erschaffen. Dabei gilt aber, dass diese Relaxationsenergie geringer ist wie bei der Emission. Sie liegt bei <em>E= ½ D*A²</em> [A = Amplitude]</p>
<p>Jablonski Diagramm</p>
<p>Jablonski Diagramm beschreibt die Übergänge der Valenzelektronen auf ihren verschiedenen Anregungszuständen. Bei der Absorbanz immer unter Umsetzung von Licht aufsteigen auf Elektronenniveau. Absteigend nur bei Lumineszenz unter Umsetzung von Licht.</p>
<p>Die Energie steigt. Der Übergang zum niedrigeren Niveau hinterlässt häufig eine Strahlung und wird deswegen auch Fluoreszenz oder Phosphoreszenz genannt. Der Unterschied liegt hierbei in der Strahlungsdauer. Während Fluoreszenz kurzlebig ist, ist Phosphoreszenz langlebig, weil hier Spinänderungen erlaubt sind. Beide Strahlungsvorgänge sind aber Phänomene der Lumineszenz.</p>
<p>Abklingen des Lumineszenz Lichts nach einer impulsförmigen Anregung. Die Anregung geschieht spontan durch einen Lichtblitz. Danach beobachtet man ein exponentielles Abklingen der Intensität (J) nach der Anregung in Anbetracht der Zeit. D.H.<em> J = J0* e^-(t/τ) τ= Lumineszenz- Lebensdauer </em>(verweilen auf dem oberen Schwingungsübergang).</p>
<p>Quantenausbeute beschreibt die Anzahl der emittierten Photonen und absorbierten Photonen. Hier rechnet man mit den Wahrscheinlichkeiten, welche proportional zu der Lebensdauer sind.</p>
<p><em>Qf= kf/ (kf+knr)</em> [kf= Wahrscheinlichkeit des Fluoreszenzüberganges mit Emission knf= Wahrscheinlichkeit des Überganges ohne Lichtemission] (Liegt zwischen 0 und 1 und 1 sind alle absorbierten Atome) </p>
<p>Messung der Lumineszenz</p>
<p>Messbare Größen</p>
<p>-Wellenlängen(verteilung) des Anregungslichtes (mit welcher Wellenlänge funktioniert das)</p>
<p>-Wellenlängen(verteilung) des emittierten Lichtes</p>
<p>-Die Intensität des emittierten Lichtes</p>
<p>-Zeitlicher Ablauf der emittierten Lichtintensität</p>
<p>-Polarisation des emittierten Lichtes</p>
<p>-Struktur, Umgebung, Bewegung und Menge(Konzentration)</p>
<p>Floureszenz</p>
<p> Emission von Wasserstoff: Atome bewegen sich unabhängig voneinander und<br></br>
Teilchen der Atome springen bei zugeführter Energie auf ein anderes Energieniveau.Es<br></br>
entsteht ein Linienspektrum. Es können sich Banden bilden indem mehr Spektrallinien<br></br>
gemessen werden. (Flüssigkeiten) </p>
<p>Messung des Emissionspektrums<br></br>
Allgemein:</p>
<p>Anregung → Probe → emittiertes Licht → Monochromator → ausgewähltes Licht →<br></br>
Detektor → wandelt um in elektrisches Signal → Verarbeitung und Registrierung des<br></br>
Detektorsignals </p>
<p>Abkling des Lumineszenzlichtes nach<br></br>
einem impulsförmigen Anrgeung</p>
<p>• Anregung mit einem Lichtblitz<br></br>
• exponentieller Abkling der Intensität (J)<br></br>
nach der Anregung</p>
<p><em>J = J0.e-t/τ</em></p>
<p>τist umgekehrt<br></br>
proportional mit der<br></br>
Übergangswahrscheinlichkeit:<br></br>
τfluo <<τphos</p>
<p>Quantenausbeute</p>
<p>Anzahl der emittierten Photonen / Anzahl der<br></br>
absorbierten Photonen</p>
<p>→<em> Qf = kf/(kf + knr)</em></p>
<p><em>kf:</em> Wahrscheinlichkeit des<br></br>
Fluoreszenzüberganges<br></br>
(mit Lichtemission)</p>
<p><em>knr:</em> Wahrscheinlichkeit des<br></br>
Überganges ohne<br></br>
Lichtemission („nonradiative“)</p>
