La fluorescenza


Un insieme di molecole nello stato elettronico eccitato si distribuisce tra i vari livelli vibrazionali in base alla distribuzione di Boltzmann.
Si assume che a temperatura ambiente, la quasi totalità delle molecole si trovi nel livello vibrazionale più basso dello stato elettronico fondamentale. Ciò è certamente vero per molecole semplici contenenti elementi leggeri, ma è meno vero per molecole complesse i cui livelli vibrazionali sono poco separati. Per semplicità assumiamo che tutte le molecole si collochino nel livello vibrazionale più basso e che solo da questo livello avvengano i fenomeni di assorbimento di radiazione elettromagnetica. La disattivazione delle molecole eccitate può avvenire con un precesso radiativo detto fluorescenza.

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La fluorescenza normale

Dopo l'assorbimento di energia da parte delle molecole di un composto, la maggior parte di esse si troveranno in uno stato elettronico eccitato e si distruibuiranno nei vari livelli vibrazionali, secondo il principio di Franck-Condon.
Per effetto delle collisioni, la molecola perde energia rapidamente e si porta allo stato vibrazionale più basso (v0) dello stato elettronico eccitato.

Schema della fluorescenza

Dal livello v0 del primo stato elettronico eccitato, la molecola può tornare ad un qualsiasi livello vibrazionale dello stato elettronico fondamentale, con emissione di radiazione elettromagnetica per fluorescenza.



La fluorescenza di risonanza

Quando la pressione è molto bassa, può accadere che la molecola nello stato eccitato non subisca nessuna collisione durante il tempo di vita dello stesso: in queste condizioni la molecola viede detta "isolata".
Non potendosi realizzare il processo di IC, la transizione elettroni che si verifica e quindi l'emissione per fluorescenza che ne deriva partono dai livelli vibrazionali che sono stati popolati nell'eccitazione e che, per il principio di Franck-Condon, sono in genere stati diversi da quello fondamentale.