danДоклады Национальной академии наук БеларусиDoklady of the National Academy of Sciences of Belarus1561-83232524-2431The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"dan-457Research ArticleФИЗИКАPHYSICSПОЛОЖЕНИЕ ЧАСТОТЫ 0–0-ПЕРЕХОДА В ДИФФУЗНОМ ЭЛЕКТРОННО-КОЛЕБАТЕЛЬНОМ СПЕКТРЕLOCALIZATION OF THE 0–0-TRANSITION IN DIFFUSE VIBRONIC SPECTRAТолкачевВ. А.TolkachevV. A.

академик, д-р физ.- мат. наук, профессор, гл. науч. сотрудник

пр. Независимости, 68, 220072

Academician, D. Sc. (Physics and Mathematics), Professor, Chief researcher

68, Nezavisimosti Ave., 220072

tolkachev@imaph.bas-net.byИнститут физики им. Б. И. Степанова Национальной академии наук Беларуси, МинскB. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Belarus, Minsk2017171220176155055Copyright © Толкачев В.А., 20172017Толкачев В.А.Tolkachev V.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://doklady.belnauka.by/jour/article/view/457

Тождественностью вероятностей прямого и обратного вертикальных оптических переходов между двумя элементарными франк-кондоновскими состояниями обосновывается возможность установления положения частоты чисто электронного перехода ν0 по диффузным спектрам поглощения, флуоресценции или фосфоресценции молекул. В такой модели при термически равновесном начальном для электронно-колебательного перехода состоянии сечения переходов σ ν( ) удовлетворяют условию ( ( ) / )exp( / (2 )) (| |) σ ν ν ν =ϕ ν−ν h kT 0 («–» – поглощение, «+» – испускание, ϕ – зеркальная относительно ν0 функция), но лишь в стоксовых областях: для ν>ν0 в поглощении и ν<ν0 в испускании. Приводятся примеры определения 0–0-перехода из диффузных спектров по экстремуму ϕ ν( ) и сравнение с точными, определенными при струйном охлаждении. Частота 0–0-перехода для бесструктурного диффузного спектра, как правило, существенно отличается от частоты максимума спектра. Уширение области экстремума ϕ ν( ) характеризует неоднородность уширения спектра.

The feasibility of determination of the 0–0-electronic transition ν0 for diffuse absorption, fluorescence and phosphorescence spectra is proposed on the basic principle: direct and reverse transition probabilities between two elemental molecular states are identical. For the starting state being in thermal equilibrium, the transition cross-sections σ obey the relation ( ( ) / )exp( / (2 )) (| |), σ ν ν ν =ϕ ν−ν h kT 0 ϕ is the mirror function about ν0 with «–» and ν>ν0 for absorption, «+» and ν<ν0 for emission respectively. Examples are given of ν0 determined as the extremum of ϕ ν( ) in comparison to the jet-cool spectroscopy data. As a rule, ν0 differs from the maximum of spectra ( ). ν max The width of the area of the extremum of ϕ ν( ) characterizes the inhomogeneity of the spectra.

частота 0–0-переходадиффузные спектрычисто электронный переходпроявление таутомериинеоднородность уширения0–0-transitiondiffuse spectraelectronic transitionmanifestation of tautomerizminhomogeneous broadeningРабота выполнена при поддержке БРФФИ (проекты Ф16-103 и Ф16К-051).The work is sponsored by the Belarusian Republican Foundation for Fundamental Research (Projects Ф16-103 and Ф16К-051).ReferencesКазаченко, Л. П. Зеркальная симметрия и контур полос люминесценции и поглощения сложных молекул / Л. П. Казаченко, Б. И. Степанов // Оптика и спектроскопия. – 1957. – Т. 2, № 3. – С. 339–349.Kazachenko L. P., Stepanov B. I. Mirror symmetry and the contour of luminescence and absorption bands of complex molecules. Optika i Spektroskopiya = Optics and Spectroscopy, 1957, vol. 2, no. 3, pp. 339–349 (in Russian).Домби, И. О контуре спектров флуоресцирующих растворов / И. Домби, И. Кечкемети, Л. Козма // Оптика и спектроскопия. – 1965. – Т. 18. – С. 710.Dombi I., Kechkemeti I., Kozma L. Contour of spectra of fluorescing solutions. Optika i Spektroskopiya = Optics and Spectroscopy, 1965, vol. 18, pp. 710 (in Russian).Толкачев, В. А. Комбинирующие состояния при электронно-колебательных переходах сложных молекул и частота электронного перехода / В. А. Толкачев // Оптика и спектроскопия. – 1966. – Т. 20. – С. 982–988.Tolkachev V. A. Combining states at electron-vibration transitions of complex molecules and electron transition frequency. Optika i Spektroskopiya = Optics and Spectroscopy, 1966, vol. 20, pp. 982–988 (in Russian).Блохинцев, Д. Спектры флуоресценции и абсорбции сложных молекул / Д. Блохинцев // ЖЭТФ. – 1939. – Т. 9, № 4. – С. 459–466.Blokhintsev D. The Spectra of Fluorescence and Absorption of Complex Molecules. Journal Physics, 1939, vol. 1, no. 2, pp. 117–124.Толкачев, В. А. Определение частот 0–0-переходов в диффузных электронно-колебательных спектрах / В. А. Толкачев // Журнал прикладной спектроскопии. – 2017. – Т. 84, № 4. – С. 648–654.Tolkachev V. A. Determination of 0–0 transitions frequency from diffuse electron-vibrational spectra. Journal of Applied Spectroscopy, 2017, vol. 84, no. 4, pp. 668–673. doi.org/10.1007/s10812-017-0527-ySteyer, B. Stimulated and Spontaneous Emission from Laser Dyes in the Vapor Phase / B. Steyer, F. P. Schäfer // Appl. Phys. – 1975. – Vol. 7, N 2. – P. 113–122. doi.org/10.1007/bf00884220Steyer B., Schäfer F. P. Stimulated and Spontaneous Emission from Laser Dyes in the Vapor Phase. Applied Physics, 1975, vol. 7, no. 2, pp. 113–122. doi.org/10.1007/bf00884220Asimov, M. Fluorescence excitation spectra of jet-cooled amino-phthalimides / M. Asimov, N. P. Ernsting // J. Lumin. – 1983. – Vol. 28, N 1. – P. 119–121. doi.org/10.1016/0022-2313(83)90030-3Asimov M., Ernsting N. P. Fluorescence excitation spectra of jet-cooled amino-phthalimides. Journal of Luminescence, 1983, vol. 28, no. 1, pp. 119–121. doi.org/10.1016/0022-2313(83)90030-3Колебательно индуцированное заимствование поляризации во флуоресценции свободных сложных молекул / Н. А. Борисевич [и др.] // Доклады АН СССР. – 1989. – Т. 305, № 6. – С. 1354–1358.Borisevich N. A., Gavrilyuk V. V., Povedailo V. A., Tolkachev V. A. Vibration-induced adoption of polarization in fluorescence of free complex molecules. Doklady akademii nauk SSSR = Doklady Physics, 1989, vol. 305, no. 6, pp. 1354–1358 (in Russian).Spectral, Fluorescent, Photochemical and Laser Properties of Some Organic Compound Vapors / G. A. Abakumov [et al.] // Appl. Phys. – 1980. – Vol. 23, N 1. – P. 83–87. doi.org/10.1007/bf00899574Abakumov G. A., Anisimov Yu. M., Polyakov B. I., Simonov A. P. Spectral, Fluorescent, Photochemical and Laser Properties of Some Organic Compound Vapors. Applied Physics, 1980, vol. 23, no. 1, pp. 83–87. doi.org/10.1007/bf00899574Murakami, Jun-ichi. Multiphoton ionization spectrum of p-terphenyl in a supersonic free jet / Jun-ichi Murakami, K. Okuyama, M. Ito // Bull. Chem. Soc. Jpn. – 1982. – Vol. 55, N 11. – P. 3422–3423. doi.org/10.1246/bcsj.55.3422Murakami Jun-ichi, Okuyama K., Ito M. Multiphoton ionization spectrum of p-terphenyl in a supersonic free jet. Bulletin of the Chemical Society of Japan, 1982, vol. 55, no. 11, pp. 3422–3423. doi.org/10.1246/bcsj.55.3422Spectroscopic Studies on Vapor Phase Tautomerism of Natural Bases Found in Nucleic Acids / M. J. Novak [et al.] // Z. Naturforsch. – 1978. – Vol. 33. – P. 876–883.Novak M. J., Szczepaniak K., Barski A., Shugar D. Spectroscopic Studies on Vapor Phase Tautomerism of Natural Bases Found in Nucleic Acids. Zeitschrift fur Naturforschung, 1978, vol. 33, pp. 876–883.Keto-Enol Tautomer of Uracil and Thymine / Y. Tsuchia [et al.] // J. Phys. Chem. – 1988. – Vol. 92, N 7. – P. 1760–1765. doi.org/10.1021/j100318a013Tsuchia J., Tamura T., Fujii M., Ito M. Keto-Enol Tautomer of Uracil and Thymine. The Journal of Physical Chemistry, 1988, vol. 92, no. 7, pp. 1760–1765. doi.org/10.1021/j100318a013Clark, L. B. Vapor Spectra and Heats of Vaporization of Some Purine and Pyrimidine Bases / L. B. Clark, G. G. Peschel, I. Tinoco // J. Phys. Chem. – 1965. – Vol. 69, N 10. – P. 3615–3618. doi.org/10.1021/j100894a063Clark L. B., Peschel G. G., Tinoco I. Vapor Spectra and Heats of Vaporization of Some Purine and Pyrimidine Bases. The Journal of Physical Chemistry, 1965, vol. 69, no. 10, pp. 3615–3618. doi.org/10.1021/j100894a063Electronic spectra of Uracil in a Supersonic Jet / M. Fujii [et al.] // Chem. Phys. Letters. – 1986. – Vol. 126, N 6. – P. 583–587. doi.org/10.1016/s0009-2614(86)80178-6Fujii M., Tamura T., Mikami N., Ito M. Electronic spectra of Uracil in a Supersonic Jet. Chemical Physics Letters, 1986, vol. 126, no. 6, pp. 583–587. doi.org/10.1016/s0009-2614(86)80178-6Brady, B. B. The Electronic Spectra of the Pirimidine Basis Uracil and Thymine in a Supersonic Molecular Beam / B. B. Brady, L. A. Peteanu, D. H. Levy // Chem. Phys. Letters. – 1988. – Vol. 147, N 6. – P. 538–543. doi.org/10.1016/0009- 2614(88)80264-1Brady B. B., Peteanu L. A., Levy D. H. The Electronic Spectra of the Pirimidine Basis Uracil and Thymine in a Supersonic Molecular Beam. Chemical Physics Letters, 1988, vol. 147, no. 6, pp. 538–543. doi.org/10.1016/0009-2614(88)80264-1

The authors declare that there are no conflicts of interest present.