Frage von Zento122, 68

Fluoreszenz - Physik?

Guten Tag.

Ich habe eine Frage bezüglich der Fluoreszenz. Hierbei gilt ja, dass das Elektron nachdem es angeregt wurde von seinem angeregten Zustand auf seinen Grundzustand schnell zurückkehrt nachdem die Primärstrahlungsquelle abgeschaltet wurde. Nun meine Frage. Bei Weißmachern, Schwarzlicht, Geldscheinen, oder selbst bei Energiesparlampen. Ich verstehe nicht wie das UV Licht nachdem dessen Energie von einem Elektron absorbiert wurde, später bei der Rückkehr es Elektrons plötzlich in sichtbares Licht emittiert wird (bspw. UV Licht absorbiert und dann Blaues Licht emittiert).. Sowas wie Stokessche Regel oder Spins hatten wir alles noch nicht .

Ich bedanke mich im vor raus

Antwort
von Halswirbelstrom, 50

Das angeregte Elektron springt nicht sofort auf das ursprüngliche Energieniveau zurück, sondern zunächst auf ein energieärmeres und anschließend zeitlich verzögert zurück auf das Ausgangsniveau. Beim Übergang auf das energieärmere Niveau wird kein Licht emittiert, wenn die Energiedifferenz bei diesem Sprung für die Emission von Licht zu klein ist. Die restliche Energie wird in Form sichtbaren Lichtes, also kein UV-Licht, abgestrahlt.

Kommentar von Zento122 ,

Ah, also kann es sein, dass beim Energieärmeren Niveau auch Wärme beim Übergang sozusagen abgeben wird anstatt Strahlung, und dadurch eine langwelligere Strahlung emittiert wird beim Rückgang zum Grundzustand

Kommentar von Halswirbelstrom ,

... so ist es.

Kommentar von ThomasJNewton ,

Man sollte es nie zu genau wissen wollen.

Wenn du das vor hast, wirst du irgendwann auf verbotene Übergänge stoßen. Ich bin da auch nicht der Experte, kenne aber einige Erhaltungsgrößen. Dazu gehört der Spin.

Elektronen haben ja den Spin ±½. Um ihn umzukehren, ist ein Photon mit dem Spin 1 erforderlich, als Reaktionspartner.

Aber ein durch ein Photon angeregtes und spin-umgekehrtes Elektron kann durchaus durch erlaubte Übergänge auf ein niedrigeres Niveau fallen. Die Differenzenergie wird dann irgendwie in Wärme umgewandelt.

Auf das Grundniveau kann es aber nur durch einen verbotenen Vorgang fallen, also mit einem Photon als Reaktionspartner, oder unter Aussendung des selbigen.

OK, das war jetzt sehr ins Unreine gedacht und geschrieben. Ist halt sehr lange her  Vielleicht war nicht mal alles richtig.

Und ich kann es auch nicht schlecht finden, dass Halswirbelstrom das Thema umschifft hat. Aber immerhin benennt ein Fragesteller, selten, was er noch nicht weiß.

Also bin ich recht optimistisch, das du meine Auschweifungen irgendwie im Hinterkopf behältst.

Kommentar von Zento122 ,

Werde ich. Das Problem in der Schule haben wir und werden wir wahrscheinlich diese Regeln nicht lernen..leider. Deshalb wollte ich eben versuchen dies mit unserem bisherigem Wissen zu erklären. Ich danke für die ganzen Antworten!

Kommentar von Halswirbelstrom ,

"... das Thema umschifft" nehme ich wohlwollend zur Kenntnis. Es ist halt immer schwierig abzuwägen, wie weit man das Problem vereinfachen darf, ohne eine Fehlinterpretation zu riskieren. Es sollte aber wenigstens plausibel sein und sich im Rahmen von gutefrage auf ein angemessenes Niveau einpegeln. Aber die weiterführenden Gedanken halte ich dennoch für angebracht.

Antwort
von JHaus, 11

Hallo,

die fluoreszierenden Komponenten in z. B. einem mikroskopischen Präparat bestehen aus Molekülen. Deren elektronische Zustände sind weiter unterteilt in Schwingungszustände, die wiederum in Rotationszustände. Wenn die kurzweilige Anregung das Molekül in einen energetisch höher liegenden Zustand anregt, befindet es sich in aller Regel in einem angeregten Schwingungszustand innerhalb des angeregten elektronischen Zustandes. In kürzester Zeit gibt das Molekül diese Schwingungsenergie in Form von Wärme ab, bevor es sich dann vom untersten Schwingungszustand wieder elektronisch abregt.

Die frei werdende Strahlungsenergie ist dann um den Betrag der "verlorenen" Schwingungsenergie kleiner als die der Anregung, ihre Wellenlänge also größer. Das ist dann auch die Erklärung der Stokes-Regel.

Viele Grüße
Jörg

Antwort
von gilgamesch4711, 6

  Genau; diese Zwischenniveaus eignen sich zum ===> Laserbetrieb. Du hast ein 3-Niveauschema. Aus dem ersten, dem Grundzustand wird das Elektron angeregt in den 3 . Zustand, springt aber von seiner Halbwertszeit bevorzugt in Niveau 2 und nicht nach 1 zurück.

  In 2 ist es aber gefangen, weil der Übergang von 2 nach 1 mehrfach ===> verboten ist.

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