激发态Cs(5D)原子间碰撞能量转移
Cs2分子的光解离和碰撞能量转移
1 引言
分子的激光光解作为产生激发态原子的一种 重要机制，在激光化学，新型激光器的研制，同位素 分离等应用领域有重要价值；同时激发态分子与原 子的碰撞能量转移，对于理解原子与分子相互作用
这里，Γp，k 分别为Cs2（E）分子向Cs（6D）态的解 离率和碰撞转移率系数，Γ 为6D 态的辐射率，利 用上式，Cs（6D）原子荧光与Cs2（E）分子荧光强度 比为
R EII12ΓΓ21hhvv21EE21
（12）
其中I1、I2分别为6D3／2→6P1／2，6D5／2→6P3／2的 荧光强度，Γ1、Γ2 分别为相应的辐射率，由文献［1］ 中的表2给出。从（10）、 （11）两式得到
率，σ1、σ2 为 相 应 的 截 面。设
B
E
Γp1，而 Γp2
R
E
［［CCss（ （66DD35／ ／22） ）］ ］，可由下式得到
用［Cs2（E）］， ［Cs（6D）］表示相应的分子态和 原子态密度，而 Cs基态原子密度用 N 表示，（3）、 （4）式的稳态速率方程为
（Γp +kN）［Cs2（E）］-Γ［Cs（6D）］E0（7）
摘要：利用 He-Cd+ 激光器的441.6nm 线光解 Cs2 分子，使 Cs（6D）态得到布居，在 Cs2 密度为1~9* 1015cm-3范 围 内，测 量 原 子 荧 光 对 分 子 荧 光 强 度 比，得 到 碰 撞 转 移 率 系 数 对 解 离 率 之 比 为 9.6*10-18 cm3。测定 Cs（6D3／2）对6D5／2荧光强度分支比，得到62D 态精细结构能级解离率之比为0.41。从翼激发 得到的精细结构转移截面与从共振激发得到的截面结果相符。
原子核的激发态和衰变
原子核的激发态和衰变一、原子核的激发态原子核是物质最基本的构成单位之一，由质子和中子组成。
每个原子核都有一个特定的能级结构，类似于电子在原子轨道中的能级结构。
当原子核吸收或释放能量时，其能级结构会发生变化，从而产生激发态。
原子核的激发态可以通过多种方式实现，其中最常见的是通过吸收或散发光子（即光子辐射）。
当原子核吸收光子时，处于基态的原子核会跃迁到激发态；而当原子核散发光子时，处于激发态的原子核会返回到基态。
这种光子辐射的能量与原子核的能级差直接相关，因此可以通过测量光子的能量来研究原子核的能级结构。
除了光子辐射外，原子核的激发态还可以通过其他粒子的散射或吸收来实现。
例如，当高能的粒子（如电子或质子）与原子核相互作用时，它们可以将能量转移给原子核，使其进入激发态。
这种散射或吸收过程也可以用来测量原子核的能级结构，从而了解原子核的性质和特征。
二、原子核的衰变原子核不仅可以处于激发态，还可以发生衰变。
原子核衰变是指原子核自发地转变为另一种核或粒子的过程。
衰变可以通过不同的方式发生，包括放射性衰变、俘获衰变和共振衰变等。
最常见的是放射性衰变，即原子核通过自发放射粒子的方式转变为另一种核或粒子。
放射性衰变可以分为α衰变、β衰变和γ衰变三种类型。
α衰变是指原子核放射出一个α粒子（由2个质子和2个中子组成），变成质量数减2、原子序数减4的另一种核。
β衰变是指原子核放射出一个β粒子（电子或正电子），使原子序数增加1或减1，质量数不变的核变为另一种核。
γ衰变是指处于激发态的原子核通过放射γ射线的方式返回到基态。
俘获衰变是指原子核捕获一个外部粒子，将其吸收并转化为另一种核或粒子。
最常见的是中子俘获衰变，即原子核吸收一个中子并转变为另一种核。
共振衰变是指原子核处于共振能级时，与外部粒子发生相互作用从而发生转变的过程。
通过研究原子核的衰变过程，科学家们可以了解原子核的稳定性和不稳定性，揭示原子核内部的相互作用和粒子组成。
第六章、能量转移
kets (-*) (-*) kets (-*) (n-*)
Fig. Types of interactions involved in non-radiative transfer mechanisms
4、 扩散对能量转移的影响
对于无辐射的能量转移，都要求给体D和受体A达到一定的 距离时，才能有效地进行。因此D与A间的扩散必然会影响 能量转移
Hence, for R0 in Å , λ in nm, ε in M-1 cm-1 (overlap integral in units of M-1 cm-1 nm4), we obtain:
The efficiency of ET is defined as
共振能量转移
Such transitions are coupled in resonance. The term resonance energy transfer (RET) is often used. In some papers, the FRET is used, denoting fluorescence resonance energy transfer, but this expression is incorrect because it is not the fluorescence that is transferred but the electronic energy of the donor.
10-4
10-3
10-2
c) 特点
可在D与A的较大间距发生，一般5~10 nm 一般，ket与溶剂黏度无关（但受体[A]<10-4 mol/L 时，有关，需要扩散至~10nm以内） ket可能大于扩散速率常数，即ket可能大于1010 s-1
激发态动力学过程和机理研究
激发态动力学过程和机理研究
激发态动力学过程和机理研究是一门关注分子和原子在激发态下的行为和相互作用的学科。
它涉及到多种领域，如化学、物理和生物学等，并在许多实际应用中发挥着重要作用。
激发态动力学的研究主要关注分子和原子在激发态下的能量转移、化学反应和碰撞等过程。
在这些过程中，分子和原子之间发生着能量交换和转化，从而引发一系列复杂的动力学行为。
为了研究激发态动力学，科学家们采用了各种实验技术和理论模型。
例如，他们可以通过激光脉冲激发分子和原子，然后观察它们在激发态下的行为。
通过分析激发态的寿命、能级结构和光谱特征，科学家们可以推断出分子和原子之间的相互作用机制。
激发态动力学的研究对于理解和控制化学反应、光化学过程和生物分子的功能起着重要作用。
通过研究激发态动力学，科学家们可以揭示分子和原子的行为规律，为设计新的材料和药物提供指导，并推动科学技术的发展。
激发态动力学是一门关注分子和原子在激发态下行为和相互作用的学科。
通过实验和理论研究，科学家们可以揭示分子和原子之间的相互作用机制，并为实际应用提供理论指导。
激发态动力学的研究对于推动科学技术的发展和解决现实问题具有重要意义。
能量转移机理
光诱导能量从激发态给体( D* ) 转移给受体(A)可以通过辐射机制和非辐射机制两种途径进行。
辐射机制能量转移是激发态给体分子的辐射光子被非激发态受体分子吸收成为激发态的过程，然而该机制由于过程简单通常被认为是无价值的。
在给体分子激发态寿命内，给体和受体发生相互作用时即发生非辐射能量转移，可分为Forster 和Dexter 两种机制。
前者又称为诱导偶极、库仑机制、共振机制、空间机制，是通过库仑引力作用而形成共轭力矩转移能量，且给体与受体之间的距离为10—100纳米，是“远距离”能量转移，通常用于解释单重态与单重态之间的能量转移。
Dexter 机制又称碰撞机制、电子交换机制，通过相互交换作用转移能量，可看作是两个电子转移过程或者一个电子和一个空穴转移过程;给体与受体之间的距离通常小于10纳米，是“短距离”能量转移，即给体和受体之间有很好的轨道重叠区域，主要用于解释三重态与三重态之间的光诱导能量转移。
你说的就是这里的Dexter转移机制。
简单点说就是光子将电子给体的电子激发至高能态，这时附近有另一个供体，轨道能量相比于高能态低一点，于是电子就跑过去了。
这样一来在光的作用下就发生了电子转移。
1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.有时候别人怎么看你，和你没半毛钱的关系，你要怎么活，也和别人没有一丝一毫的关系。
其次，不要太在意别人的眼光。
12. 信守诺言。
量力而行，言出则必行。
13. 切记言多必失。
守住自己的嘴，管好自己的嘴，多听多看，眼观六路耳听八方。
14. 待上以敬，待下以宽。
尊重你的上司，敬重你的领导，对于下属要宽以待人，以身作则。
而更多的时候，我们要看清别人，也明白自己。
有些人，不闻不问不一定就是忘记了，但一定是疏远了，人与人之间沉默太久就会连主动的勇气也会消失。
有时候，我们明明原谅了亲人、好友、情人，却无法真正快乐起来，那是因为，原谅了别人，却忘了原谅自己。
不要在心情最糟糕的时候，用决绝的话语伤害爱你的人、至亲的家人，挚诚的朋友。
激发态Cs(5D)原子间碰撞能量转移
文章 编号 ：１０ ．３４ ２０ ） １０ １—４ ０００ ６ （０ ７ ０ ．１ １０
激 发 态 Ｃ （ ） 子 间碰 撞 能 量 转 移 ｓ５ 原 Ｄ
穆保 霞， 王淑英， 崔秀花， 张刚台， 袁强华， 戴 康 ， 沈异凡
（ 新疆大学物理 系， 乌鲁木齐 ８ ０ ４ ） ３ ０ ６
摘
要： 用激光二 步激发 原子至 ８ Ｓ态 ， 从谱线的波 长及 强度可 以确定 原 子的辐射 及碰撞 过程 ，Ｄ ５
率 系数 的影响 ．
关键词 ： 碰撞能量转移 ； 荧光 ； 率 系数 ； ｓ 速 Ｃ 原子 中图分 类号 ： ５ ２ ５ ０ ６ ． 文献标识码 － ＾
Ｅ ｅｇ ａｓｅ ｏｌｉｎ ｅｗ ｅ ｏｃ （ ｏ） ｔｍｓ ｎｒｙｔ ｎｆｒｉ ｃｌｓ ｓ ｔ ｅｎｔ ｓ５ ａｏ ｒ ｎ ｉｏ ｂ ｗ
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第２ ４卷
第１ 期
原
子
与
分
子
物
理
学 报
Ｖｌ ．４ Ｎｏ １ ０ ２ １ ．
Ｒｅ ． ２ ０ ｂ ０７
２０ ０ ７年 ２月
Ｊ ＵＲ Ｏ ＮＡＬ Ｏ ＴＯ Ｉ Ｎ ＭＯＬ Ｃ Ｌ ＨＹ Ｉ Ｓ Ｆ Ａ Ｍ Ｃ Ａ Ｄ Ｅ Ｕ ＡＲ Ｐ Ｓ Ｃ
态主要是 由８ 一了碰撞 能量合 并 ５ 在 ０ ０ 测量 Ｄ＋５ 儿 ＋ Ｄ一
６ ｎ Ｓ（ Ｌ＝９ １ Ｓ，Ｆ） 率 系数 ， ５ Ｄ，１ ７ 速 因 Ｄ Ｐ（ ． —３６ ） 于红 外本 实验 不能探 测 ， 用一个 已经测量 ３ ０ ． 处 利 过 的过程 （ ６ 即 Ｐ＋５ －６ Ｄ－ Ｓ＋７ 作 相对测量 ， 于 ９ ｌＳ和 ７ 态， 平均速 率 系数分别为（ ． ￣ Ｄ） 对 Ｄ，ｌ Ｆ 其 ８４±４ ２ ．） Ｘ１ —０ （ ． ±３ ６ Ｘ１ —０ ９ ７ ． ） ０ １Ｃ１Ｓ 讨论 了碰 撞转移过程 １Ｓ＋６ ￣，Ｆ＋６ ０ １，７ ３ ．） ０ 和（ ． ±４ ８ Ｘ１ —０ １３ 一． ２ １ Ｓ ７ Ｓ对速
荧光共振能量转移技术
(6)
测定Ka的方法1
用已知浓度的配基[L]滴定已知的浓度的受体[RT], 二者必须符合FRET时的条件; 可以用荧光探剂标记，使之成为FRET中的供体D， [ RL] 另一个为接受体A; [R ] K [ R][L] 在滴定过程中作结合饱和曲线 , 结合达到饱和时r= [R ] 1，即结合过程中，激发D而A的荧光不断增强，结 合达到饱和时，A的荧光不再变化; 根据结合饱和曲线，可求得滴定过程中任意一点的 结合百分数r值, 并求出相应r的每一点的[L]， （[L]=[LT][RL]=[LT]-r[RT]） 根据(6)式, 以r/[L]为纵轴,r为横轴，作图得到一条 直线，直线的斜率为-Ka。
FRET的理论基础
设：KT=Kf=D-1时, D与A之间的距离为临界距离 R0， 则 1 1 6 K f D 8.8 1025 2Dn4 D R0 J (2)
（1）式除以（2）式，得
6 KT K f R0 r6
6
或
1 R0 KT D r
2.2 受体二聚化（dimerization）
研究表明，受体的二聚化过程，是激动剂 与受体相互作用时早期发生的事件，也是 受体在信息传递过程中机理的一部分。 FRET是个精确研究受体二聚化的方法。在 应用FRET技术时，激动剂与受体必须都具 有荧光性质。
FRET技术的工具 — 绿色荧光蛋白
荧光与荧光光谱
τ与发光速率常数Kf呈反比关系，即 τ= 1/Kf, Kf 越大，则τ越小 一般物质的τ为10-9s 数量级，因而测量τ时所用 的脉冲时间必须小于10-9s ，在测量τ时只能用 光脉冲，所用仪器为瞬态荧光光谱仪 一般荧光光谱仪用氙灯产生荧光，发出的荧光 是稳定的, 因此普通所用的荧光光谱仪不能测量 τ
弗兰克赫兹实验公式
弗兰克赫兹实验公式弗兰克-赫兹实验公式是物理学中一项重要的实验，它揭示了原子内部电子能级的存在，并为量子力学的发展奠定了基础。
本文将介绍弗兰克-赫兹实验公式的原理、实验步骤和应用。
弗兰克-赫兹实验是由德国物理学家James Franck和Gustav Hertz于1914年提出并进行的。
他们的实验是在低压下对汞蒸气进行的，实验装置由一个玻璃管组成，其中包含一个正极（阴极）和一个负极（阳极）。
在实验中，通过在阴极上加高压电，使电子从阴极上发射，然后经过一系列电压差的加速电场，最后到达阳极。
实验中，测量了不同加速电压下阳极电流的变化情况。
实验结果显示，当电压达到一定值时，阳极电流急剧下降。
这是因为当电子从阴极发射后，经过加速电场加速，当它们具有足够的能量时，能够克服汞原子的束缚力，与汞原子碰撞。
这些电子与汞原子碰撞后，会失去能量，并且会导致阳极电流的减少。
弗兰克-赫兹实验公式描述了电子与原子碰撞时能量的转移过程。
根据实验结果，能量转移的最小值等于汞原子第一激发态与基态之间的能量差。
实验公式可以表示为：E = eV_n其中，E是能量转移的最小值，e是电子的电荷，V_n是电压差。
弗兰克-赫兹实验公式的重要性在于它揭示了原子内部电子能级的存在。
这与传统的经典物理学观念相悖，因为经典物理学无法解释为何电子在通过加速电场后，会减少电流。
根据实验公式，我们可以推导出汞原子的能级结构，并进一步研究其他原子的能级结构，从而推动了量子力学的发展。
除了对原子结构的研究，弗兰克-赫兹实验公式还有其他的应用。
例如，它在电子学领域中被用于研究电子与固体材料的相互作用。
通过改变加速电压，可以测量电子在固体中的散射和能量损失，从而获得固体材料的性质信息。
此外，弗兰克-赫兹实验公式还可以用于研究电子与分子的相互作用。
分子是由原子组成的，因此弗兰克-赫兹实验可以通过测量分子中电子的能量转移来研究分子的结构和性质。
总结一下，弗兰克-赫兹实验公式是描述电子与原子碰撞能量转移的公式。
原子结构知识：原子间的基态和激发态能量转移
原子结构知识：原子间的基态和激发态能量转移原子结构是物理学中一个十分重要的研究领域，它探究了物质组成单位——原子的构成、性质以及相互作用的规律。
原子也是自然界中最小的化学单元，组成了所有的物质，它们在吸收和释放能量时产生了光线。
原子的基态和激发态能量转移是原子结构中的一个重要概念，本文将详细阐述这一概念及其应用。
基态和激发态是描述原子能量状态的两个概念。
基态是指原子处于最低能量状态时的状态，此时原子的电子处于基态轨道上，在基态时，原子没有吸收任何能量。
而激发态则是指当原子吸收能量而达到的状态，此时原子的电子跃迁到更高的轨道上。
当电子激发时，它们将会在更高、更能量充沛的轨道上，与其他原子和分子发生作用或者返回基态轨道。
基态和激发态能量转移是原子在吸收和释放能量时产生的过程。
原子吸收能量时，能量进入到原子中，会让原子的电子跃迁到更高能量的轨道上，形成激发态。
电子在激发态中的时间很短，它们会很快地通过发射光子或通过碰撞与周围的分子或原子相互作用而恢复到基态。
在这个过程中，释放能量的光子可以与其他原子或分子发生作用，进一步激发它们，形成光谱。
这种能量转移过程的基础是光子的激发和发射，即电磁波的相互作用，光子的能量等于吸收能量与电子能级差之差。
原子间的基态和激发态能量转移具有很大的应用价值。
其中最常见的应用就是光谱学。
光谱学是研究物质光谱的科学，可以根据物质的光谱来判断物质的分子结构、物质的成分、温度、等。
原子在吸收和释放能量时会产生不同的光谱，它们是各种元素和化合物识别的主要依据之一。
例如，利用光谱学可以很容易地区分元素的不同同位素和同位素的含量，以及检测和鉴定各种化合物和材料。
此外，基态和激发态能量转移还有许多其他的应用。
例如激光就是利用原子中基态和激发态之间的能量转移，将被激发的原子通过效应叠加的方式放射出一种具有象征意义的激光，用于工业、医学和科学研究等领域。
在太阳能的利用过程中，基态和激发态能量转移也是关键步骤，光子将太阳能转化为电能。
能量转移
Fig. Types of interactions involved in non-radiative transfer mechanisms
影响光化学过程
影响光化学过程
苯乙酮+ hν → 1(苯乙酮)* → 3(苯乙酮)* + 降冰片烯 → 苯乙酮 + 3(降冰片烯)* → 苯乙酮 + 降冰片烯二聚物
hv
• Why产物不同？
O
ET1(苯乙酮)> ET1(降冰片烯) ，
苯乙酮能够与降冰片烯发生ET，
生成Ti态的3(降冰片烯)* , 进而光
第六章、能量转移
1、 能量转移以及相关概念
一个激发态分子将其激发能转移给其他分子，自身失活到基态，接受了能 量的分子由基态跃迁到激发态，这一过程称为能量转移或能量传递 （energy transfer）: Ｄ＊＋Ａ→Ｄ＋Ａ＊
如果是传递给同种分子的基态分子，则成为能量迁移（energy migration） : Ｄ＊+ D→Ｄ＋D＊
b) Fö ster 理论
kD ：the emission rate constant of the donor 0D： Donor’s lifetime in the absence of ET r : the distance between D and A R0: the critical distance or Fö rster radius
除去不必要的激发态
M + hν → 1M* + 3M* 1）除去3M* ： 3M* + Q → M + 3Q* 【 Q —— 三重态猝灭剂】 2）除去1M* ： S0 + hν → 1S* → 3S* →M 3M* + S