3、光物理过程与吸收特性解析

光物理过程与吸收特性解析

1. 光物理过程中的速率参数

在光物理过程里，不同的分子相互作用和反应有着各自的特点与速率规律。

1.1 单分子和双分子过程速率

单分子过程的概率与时间 (t) 无关，用一级速率参数 (k_x) （单位为 (s^{-1})）来表示。若激发分子物种 (X^ ) 的摩尔浓度为 ([X^ ]) （单位：摩尔/升），通过速率参数为 (k_x) 的单分子过程衰变，其衰变速率为：
(-\frac{d[X^ ]}{dt} = k_x[X^ ])

双分子过程中，若激发物种 (X^ ) 的摩尔浓度为 ([X^ ]) ，由于与摩尔浓度为 ([Y]) 的另一种物种 (Y) 相互作用，以二级速率参数 (k_{yx}) （单位：(M^{-1} s^{-1})）进行衰变，其衰变速率为：
(-\frac{d[X^ ]}{dt} = k_{yx}[Y][X^ ])

当 (k_{yx}) 与时间 (t) 无关时，系统遵循 Stern - Volmer 动力学。这种动力学最初在气体的双分子碰撞猝灭中被观察到，在流体溶液的双分子碰撞过程、低粘度流体溶液的猝灭和能量转移过程，以及芳香液体和晶体中有效的激发迁移过程中通常也适用。但在粘性或刚性溶液中，由于分子扩散和激发迁移受到抑制，Stern - Volmer 动力学不适用。

1.2 速率参数符号表示

采用 Birks 等人引入的速率参数符号表示法。速率参数 (k_{BA}) 描述 (B \leftarrow A) 过程，其中 (A) 是原始激发分子物种