绪论+激发态的产生及其物理特性

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1、光谱原理授课老师：钱妍E-mail:iamyqian@njupt.edu.cn内容简介光化学基本原理——激发态的物理性质（重点讲解内容！）光化学反应——激发态的化学性质（了解！）光子学材料科学研究（了解！）课时安排章节标题学时分配讲授实验习题测试第1章绪论1第2章激发态的产生及其物理特性4第3章辐射跃迁3第4章无辐射跃迁4第5章势能面4第67章能量转移与光致电子转移4第8章分子轨道对称守恒原理以及应用4第9章文献报告4樊美公等，光化学基本原理与光子学材料科学，科学出版社，2001；张建成等，现代光化学，化学工业出版社，2006；姚绍明等，现代分子光

2、化学，科学出版社，1987；姜月顺等，光化学，化学工业出版社，2005BernardValeur，MolecularFluorescence:PrinciplesandApplications，Wiley，2001。光化学参考书第一章绪论光化学原理光化学的历史30～50年代，光化学基本定则50～70年代，分子水平上进行光化学研究80年代～今，光化学理论的深化和完善，以光子为信息和能量载体的研究，向分子以上层次发展……什么是光化学？Well：光化学研究的是吸收了紫外光或可见光的分子所经历的化学行为和物理过程Turro:光化学研究的是电子激发态分子的化学

3、行为和物理过程现代光化学是从分子水平上研究激发态的产生结构、物理特性和化学行为的一门科学！现代分子光化学有机光化学无机光化学高分子光化学生物光化学光催化化学光电化学超分子光化学。。。。。。环境能源生物材料生物光化学环境光化学光功能材料化学超分子光化学和光物理生物光化学研究合成光化学研究光电化学和光催化高新技术领域有关的光化学研究光化学研究开拓了科学研究的新领域光化学研究促进了瞬态技术的发展光化学为太阳能的利用开辟了新途径光化学开辟了材料科学的新天地光化学为改善人类的生存环境铸辉煌激光技术的革命性应用光化学为生命科学的发展铺设了道路当前光化学的研究重点

4、和意义1能源问题：光能是最古老、最有效、最安全的能源。地球上的一切能源均直接或间接地来自于太阳能----------问题：光子能量的存储、控制与利用2农业问题：水稻与植物的光合作用过程------------光合作用，我们到底知道多少？3信息问题：信息的传输、处理与利用，光子计算机------------信息容量极限？需要全光光子器件吗？4健康问题：从诊断到治疗的革命------------光子成像，激光治疗，美容校正，….5军事问题：抢占军事制高点：-----------激光制导、激光拦截、激光致盲、激光武器6科学问题：-----------激光核

5、聚变，极端条件下的物理状态…..世界面临的重大科技问题期待着在光化学方面找到出路!研究手段：稳态瞬态研究尺度：分子超分子理论应用超分子光化学和光物理：分子间弱相互作用、光功能超分子化合物、超分子体系中的能量和电子传递、分子组装体的光化学特性等生物光化学：天然色素、光合作用、光疗药物合成光化学：洁净、节能、节约光电化学和光催化：光电化学太阳能转换、纳米光催化剂等光化学转换、光电转换与存储、光记录和显示、非线性光学材料、有机光电子材料与分子器件……光化学发展的趋势第二章激发态的产生及其物理特性钱妍iamyqian@njupt.edu.cn2.1激发态的产

6、生2.2激发态2.1.1构造原理2.1.2光和分子的相互作用2.1.3轨道能、电离势和电子亲和能2.1.4几个重要的光化学定律2.1.5选择规则2.1.6电子跃迁与吸收光谱2.1激发态的产生2.1.1构造原理——电子的排布规则能量最低原理电子在原子或分子中将优先占据能量最低的轨道。泡利不相容原理在同一原子或分子中、同一轨道上只能有两个电子，且自旋方向必须相反。洪特规则在能量相同的轨道中（简并轨道），电子将以自旋平行的方式、分占尽可能多的轨道。基态：分子的所有电子都遵从构造原理所包含的三条原则时，分子处于最低能量状态——基态；基态是分子的低能和稳定状态

7、激发态：当分子中的电子排布不完全遵从构造原理时，分子处于能量较高的状态——激发态；激发态是分子的高能和不稳定状态2.1.1构造原理光是一种电磁波。它可用相互垂直的电场和磁场平面正弦波的振动方式及其传播方向来加以描述。光有自然光和偏振光之分。2.1.2光和分子的相互作用——激发态的产生光子能量公式光子是量子化的电磁波，光的能量与波长（波数）的关系可按Planck方程给出：E为能量，h为Planck常数=（6.626x10-27erg.s）为光波频率（1/s）频率和波长λ间有如下关系:λ=c/c为光速，它在真空中为3x108m/sE=h=hc/λ

8、波数（Wave-number,WN)常用于红外光谱WN=1/λ=/c波数是单位长度内光波的数目（单位为：c