什么是荧光激发光谱_荧光发射光谱的概念_发射光谱与激发光谱的关系

什么是荧光激发光谱

荧光光谱包括激发谱和发射谱两种。激发谱是荧光物质在不同波长的激发光作用下测得的某一波长处的荧光强度的变化情况，也就是不同波长的激发光的相对效率；发射谱则是某一固定波长的激发光作用下荧光强度在不同波长处的分布情况，也就是荧光中不同波长的光成分的相对强度。

荧光激发光谱：让不同波长的激发光激发荧光物质使之发生荧光，而让荧光以固定的发射波长照射到检测器上，然后以激发光波长为横坐标，以荧光强度为纵坐标所绘制的图，即为荧光激发光谱。荧光发射光谱的形状与激发光的波长无关 。荧光发射光谱：使激发光的波长和强度保持不变，而让荧光物质所发出的荧光通过发射单色器照射于检测器上，亦即进行扫描，以荧光波长为横坐标，以荧光强度为纵坐标作图，即为荧光光谱，又称荧光发射光谱。

发射光谱是固定激发波的波长，测定发射光强度与波长（有时候也测波数或者频率等）的关系，通俗而不太严谨的说，发射光谱测定的是发射光的颜色。激发光谱是固定发射光的波长，测量激发光的波长与荧光强度之间的关系。如从发射光谱知道某分子最大发射波长是500nm，我们希望知道用哪个波长的激发光照射这个分子，可以获得最大的发射强度，就可以通过测定激发光谱来实现。一般情况下，最大激发波长小于最大发射波长。实际应用中，根据我个人经验，发射光谱用得比激发光谱要多。

激发光谱与荧光发射光谱的形成

任何荧光物质，都具有两种特征光谱，即激发光谱（excitation spectrum）和荧光发射光谱（fluorescence emission spectrum）。

1. 激发光谱

保持荧光发射波长不变（即固定发射单色器），依次改变激发光波长（即调节激发单色器），测定不同波长的激发光激发下得到的荧光强度F（即激发光波长扫描）。然后以激发光波长为横坐标，以荧光强度F为纵坐标作图，就可得到该荧光物质的激发光谱。 激发光谱上荧光强度最大值所对应的波长就是最大激发波长，是激发荧光最灵敏的波长。物质的激发光谱与它的吸收光谱相似，所不同的是纵坐标。

2. 荧光光谱

荧光光谱，又称发射光谱。保持激发光波长不变（即固定激发单色器），依次改变荧光发射波长，测定样品在不同波长处发射的荧光强度F。以发射波长为横坐标，以荧光强度F为纵坐标作图，得到荧光发射光谱。荧光发射光谱上荧光强度最大值所对应的波长就是最大发射波长

 

发射光谱与激发光谱的关系

1. 发射光谱形状与激发光波长无关

由于荧光是分子从第一电子激发态的最低振动能级返回到基态的各振动能级时释放的光辐射，与分子被激发至哪一个电子激发态无关。

2. 发射光谱比激发光谱波长为长

由于分子吸收激发光被激发至较高激发态后，先经无辐射跃迁（振动驰豫、内转换）损失掉一部分能量，到达第一电子激发态的最低振动能级，再由此发出荧光。因此，荧光发射能量比激发光能量低，发射光谱波长比激发光波长长。

3. 镜像对称

对于高度对称的有机分子，其荧光发射光谱与吸收光谱呈镜像对称关系。

 

解释：能级结构相似性

荧光为第一电子激发单重态的最低振动能级跃迁到基态的各个振动能级而形成，即其形状与基态振动能级分布有关。

激发光谱是由基态最低振动能级跃迁到第一电子激发单重态的各个振动能级而形成，即其形状与第一电子激发单重态的振动能级分布有关。由于激发态和基态的振动能级分布具有相似性，因而呈镜像对称。

三、影响荧光产生及荧光强度的因素

1. 物质产生荧光的必要条件

一种物质能否发荧光以及荧光强度的高低，与它的分子结构及所处的环境密切相关。能够发射荧光的物质都应同时具备两个条件：

1. 物质分子必须有强的紫外吸收（有pπ～πp*跃迁）；

2. 物质具有较高的荧光效率（fluorescence efficiency）。荧光效率也称

 

可见，凡是使 kF 增加，使其它去活化常数降低的因素均可增加荧光量子产率。通常，kF 由分子结构决定（内因），而其它参数则由化学环境和结构共同决定。