Die Quantenausbeute (Φ) eines strahlungsinduzierten Prozesses ist die Häufigkeit, mit der ein bestimmtes Ereignis pro vom System absorbiertem Photon auftritt. Das "Ereignis" ist typischerweise eine Art chemische Reaktion.
Anwendungen [ edit ]
Die Quantenausbeute für die Zersetzung eines Reaktantenmoleküls in einer Zersetzungsreaktion ist definiert als:
Die Quantenausbeute kann auch definiert werden andere Ereignisse wie Fluoreszenz: [1]
Hier ist die Quantenausbeute die Emissionseffizienz eines gegebenen Fluorophor.
Beispiele [ edit ]
Die Quantenausbeute wird zur Modellierung der Photosynthese verwendet: [2]
In einem chemischen Abbauprozess (19459052), bei dem ein Molekül nach Absorption eines Lichtquants dissoziiert, ist die Quantenausbeute die Anzahl der zerstörten Moleküle geteilt durch die Anzahl der Photonen vom System aufgenommen. Da nicht alle Photonen produktiv absorbiert werden, liegt die typische Quantenausbeute unter 1.
Quantenausbeuten von mehr als 1 sind für photoinduzierte oder strahlungsinduzierte Kettenreaktionen möglich, bei denen ein einzelnes Photon eine lange Transformationskette auslösen kann. Ein Beispiel ist die Reaktion von Wasserstoff mit Chlor, bei der bis zu 10 6 Moleküle von Chlorwasserstoff pro absorbiertem blauem Licht gebildet werden können. [3]
In Bei der optischen Spektroskopie ist die Quantenausbeute die Wahrscheinlichkeit, dass ein bestimmter Quantenzustand aus dem System gebildet wird, das ursprünglich in einem anderen Quantenzustand hergestellt wurde. Beispielsweise ist eine Quantenausbeute von Singulett zu Triplett der Anteil von Molekülen, die nach der Photoexzitation in einen Singulettzustand in den Triplettzustand übergehen.
Die Fluoreszenzquantenausbeute ist definiert als das Verhältnis der Anzahl emittierter Photonen zur Anzahl der absorbierten Photonen. [1] Experimentell können relative Fluoreszenzquantenausbeuten durch Messen der Fluoreszenz eines Fluorophors bestimmt werden bekannte Quantenausbeute bei gleichen experimentellen Parametern (Anregungswellenlänge, Spaltweiten, Photomultiplierspannung usw.) wie die betreffende Substanz. Die Quantenausbeute wird dann berechnet durch:
wobei ist die Quantenausbeute, Int ist die Fläche unter dem Emissionspeak (auf einer Wellenlängenskala), A ist Absorption (auch "optische Dichte" genannt) bei th Die Anregungswellenlänge und n ist der Brechungsindex des Lösungsmittels. Der Index R bezeichnet die jeweiligen Werte der Referenzsubstanz. [4]
Siehe auch [ edit ]
Referenzen [ edit
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