Принцип Франка — Кондона

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Franck-Condon-diagram.png
Vibration-fluor-abs.png

Принцип Франка—Кондона — фізичні міркування, що дозволяють пояснити розподіл інтенсивностей електронно-коливальних молекулярних спектрів, оснований на припущенні, що електронні переходи відбуваються за короткий час в порівнянні з характерним часом коливань атомів у молекулах, а тому можна вважати, що при таких переходах положення атомів фіксовані.

Принцип був розроблений у 1926. Він названий на честь Джеймса Франка та Едварда Кондона.

Найлегше принцип застосовувати до двохатомних молекул, для яких єдиний параметр, що визначає структуру молекули - віддаль між атомами. Ілюстрація принципу приведена на двох рисунках праворуч. Верхній рисунок зображає криві потенціалу міжатомної взаємодії в основному і збудженому стані молекули та коливальні хвильові функції відповідних нормальних мод. На нижньому рисунку схематично зображені спектри поглинання і люмінесценції такої молекули.

Взаємодія між атомами в молекулі різна в основному і збудженому електронному стані. Якщо перед поглиннням молекула перебувала в основному електронному стані і її атоми здійснювали тільки нульові коливання, то збудження молекули при незмінному положенні атомів відбувається в такий коливальний стан, при якому коливальні хвильові функції перекриваються найкраще. В наведеному прикладі такий перехід відбуватиметься в стан з коливальним квантовим числом 2. Він показаний вертикальною стрілкою вгору. Інші переходи теж відбуватимуться, але з меншою інтенсивністю.

У збудженому стані положення атомів релаксуватиме внаслідок різних причин, наприклад, завдяки зіткненням з іншими молекулами. В результаті з великою ймовірністю через деякий час молекула опиниться в коливальному стані з коливальним квантовим числом 0, і випромінюватиме світло саме з цього стану. Наймовірніший перехід буде в коливальний стан із коливальним числом 2, що показано зеленою стрілкою вниз. Різниця енергій цих станів менша, ніж різниця енергій станів, між якими проходив перехід при збудженні, тому випромінювання відбуватиметься із Стоксовим зсувом.

Джерела[ред.ред. код]

  • Давыдов А.С. (1973). Квантовая механика. Москва: Наука. 


Фізика Це незавершена стаття з фізики.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.