Закон Вавилова.

Значительную ясность в понимание явления флуоресценции вносит установленный С.И.Вавиловым закон, согласно которому квантовый выход флуоресценции не зависит от длины волны возбуждающего света вплоть до некоторой предельной длины волны. Квантовым выходом люминесценции называется отношение числа излученных квантов к числу поглощенных. Энергетическим выходом называется отношение излученной энергии к энергии поглощенной. Если возбуждать свечение, например, флуоресцеина ультрафиолетовым светом или видимым светом различной длины волны, то независимо от того, светом какой длиной волны мы в каждом случае возбуждаем флуоресценцию, остаются неизменными не только спектр флуоресценции, но и в известном интервале длин волн и квантовый выход.

Независимость квантового выхода от длины волны возбуждающего света одновременно означает, что энергетический выход растет пропорционально длине волны возбуждающего света. В самом деле, энергия кванта обратно пропорционально длине волны , и таким образом, с увеличением длины волны возбуждающего света падает энергия поглощенного кванта и, следовательно, энергетический выход растет.


Согласно Вавилову, для каждого вещества характерна некоторая предельная длина волны , за которой начинается резкое спадание выхода, т.е., иными словами, если возбуждать свечение светом длины волны, большей , то доля молекул, отдающих в виде флуоресцентного излучения энергию поглощенных ими световых лучей, резко снижается.(закон Вавилова) На рисунке приведена экспериментально полученная кривая С.И.Вавилова (сплошная линия); по оси абсцисс нанесены длины волн света, которым возбуждалась флуоресценция в каждом отдельном опыте, по оси ординат отложены измеренные им значения энергетического выхода. Кривая показывает, что начиная с некоторой критической длины возбуждающего света выход резко падает до 0. Прямолинейный ход восходящей ветви этой экспериментальной кривой показывает, что энергетический выход пропорционален длине волны возбуждающего света, т.е. квантовый выход остается при этом постоянным. Эта закономерность была установлена советским ученым С.И. Вавиловым в 1945 году и носит название закона Вавилова.


В самом деле число квантов на единицу поглощенной энергии возрастает пропорционально длине волны возбуждающего света; излучаемая же энергия измерена на протяжении всей кривой при одной и той же длине волны. Пунктиром на рисунке показан теоретический ход кривой. Резко спадающая ветвь отвечает той так называемой антистоксовой области, в которой, в нарушении правилу Стокса, излучаемые кванты имеют энергию большую, чем поглощенные; добавочная энергия черпается молекулами, очевидно, за счет их колебательной энергии.

на главную