Заметим, что разница энергий у состояний $S_1, \nu = 3$ и $S_1, \nu = 0$ – $E_{\nu=3} \approx 0,38$ еВ совпадает с пиком поглощения на втором графике. Значит, поглощение фотона с энергией $E_{\nu = 3}$ будет соответствовать переходу $S_0, \nu = 3$
Соберем систему источник(светодиод)-линза-экран, так чтобы на экране было сфокусировано изображение источника, измерим расстояния между источником и линзой – $a = 50,0$ см, линзой и экраном – $b = 39,0$ см. Тогда фокус линзы $f = \frac{ab}{a+b}$.
по внешнему виду раствор розовый, что является смесью красного и синего, значит сильнее всего поглощается зеленый. Это так же легко увидеть, если посмотреть на RGB светодиод сквозь раствор
RGB-LED должен стоять так, что шлейф подсоединяется к его нижней части.
После окончательной настройки положения всех линз измерьте спектр излучения $I(\lambda)$ каждого из светодиодов. Перед любым измерением проверяйте, что изображение источника сфокусировано на щели (можно двигать источник). Не двигайте линзы и щель до конца части А, иначе вам придется сделать этот пункт заново!
Результаты прямых измерений сохраните в виде файлов «R.csv», «G.csv», «B.csv» в папке «B3» на флешке.
| Цвет | Синий | Зеленый | Красный |
| $N$ | 2651 | 2161 | 957 |
С помощью МНК найдем slope и shift
Сдвиг 1-го максимума дифракции зависит от длины волны по формуле
\[x = \frac{\lambda f}{d_0} \quad \Rightarrow \quad (N-N_0) \Delta x = \frac{\lambda f}{d_0},\]поэтому $\Delta x = \mathrm{slope} \cdot f / d_0$
Результаты прямых измерений сохраните в виде файлов « T-$c$.csv» в папке « B10», где $c$ – концентрация родамина в $мкМ$. Для каждого файла укажите sensitivty.
Примечание: спектр источника и фон могут поменяться, если вы выполняете измерения достаточно долго, поэтому делайте только пробные измерения в ходе приготовления растворов. Затем сделайте чистовые измерения с чистой водой ($c=0~мкМ$) и всеми 7-ю приготовленным растворами.
Длина кюветы $L=1.0~см$
| Лазер | Поглощение | Излучение | |
| $620~нм$ | нет | нет | Энергия фотонов меньше $E_{S_1}$ |
| $532~нм$ | есть, сильное | есть | Энергия фотонов близка к энергии $E_{S_1}$ и поэтому идет большое поглощение. При этом энергия больше $E_{S_1}$, поэтому есть флюоресценция из возбужденного состояния |
| $405~нм$ | есть, слабое | есть | Энергия фотонов больше энергии $E_{S_1}$, то есть идет слабое поглощение в высокие колебательные уровни. При этом энергия больше $E_{S_1}$, поэтому есть флюоресценция из возбужденного состояния |
Результаты прямых измерений сохраните в виде файлов « R.csv », « G.csv », « B.csv » в папке « C2 » на флешке.
Поток энергии $I_0$ складывается из потока фотонов с одинаковой энергией $\hbar \omega_0$. Другими словами количество фотонов, пролетающих через единицу площади, $Z=I_0 / (\hbar \omega_0)$.
Тогда среднее время $\tau$ попадания фотона в молекулу равно
\[ \tau = \frac{1}{\sigma Z} = \frac{\hbar \omega_0}{\sigma I_0}\]
Нарисуйте качественный график спектра флюоресценции $I_{405}(\lambda)$. Укажите длину волны $\lambda_{405,\mathrm{max}}$, при которой излучение флюоресценции максимально.
Результаты прямых измерений сохраните в виде файла « 405.csv » в папке « C6 » на флешке.
Не изменяйте никаких элементов установки кроме кювет в течение следующих пунктов.
\[ \lambda_{405,\rm max} = 578~нм\]
Как мы видели, интенсивность флюоресценции пропорциональна мощности возбуждающего излучения, поэтому интенсивность флюоресценции экспоненциально спадает с высотой внутри раствора.
\[I_{405}(z) = I_{405} \cdot e^{-\sigma_{405} \cdot c N_A z}\]Поэтому, меняя объем раствора в кювете, мы меняем интенсивность флюоресценции на той высоте, откуда собирается сигнал для CCD линейки. Площадь сечения кюветы $S = 4.0~мл/4.0~см = 1.0~см^2$, поэтому зависимость $\ln I_{405}$ от $V$ линейная с коэффициентом наклона $\sigma_{405} c N_A/S$.
Когда уровень раствора ниже чем уровень, с которого собирается сигнал, интенсивность флюоресценции равно нулю, поэтому линеаризация работает при объёмах выше некоторого.
