激光闪光光解英文解释翻译、激光闪光光解的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【化】 laser flash photolysis
分词翻译:
激光的英语翻译:
laser
【化】 laser
【医】 laser
闪光光解的英语翻译:
【化】 flash photolysis
专业解析
激光闪光光解(Laser Flash Photolysis)是一种重要的时间分辨光化学实验技术,主要用于研究光诱导产生的瞬态物种(如激发态、自由基、离子等)的物理和化学性质及其反应动力学。其核心原理是利用高强度的短脉冲激光(通常为纳秒、皮秒甚至飞秒量级)瞬间激发样品,产生不稳定的中间体,随后通过探测光(如连续光或另一束激光)实时监测这些瞬态物种随时间演化的吸收光谱或动力学衰减过程。
1.术语定义与核心原理
- 激光闪光 (Laser Flash):指使用高强度、短脉冲的激光束作为激发光源。这种瞬时的高能量输入能在极短时间内(远快于大多数化学反应的速度)使大量分子被激发或发生光解离,产生高浓度的瞬态物种 。
- 光解 (Photolysis):原意指“光分解”,此处广义指光诱导的化学反应,包括生成激发态、自由基、离子对等瞬态中间体的过程。激光闪光的作用就是引发这种光解过程 。
- 探测与分析:在激光脉冲激发后,使用另一束波长可调谐的探测光(通常是连续光或另一束弱激光)穿过样品,检测透射光强的变化。通过记录特定波长下吸光度随时间的变化(动力学衰减曲线,Kinetic Trace)或记录不同时间延迟下的吸收光谱(瞬态吸收光谱,Transient Absorption Spectrum),可以获取瞬态物种的浓度、寿命、反应速率常数以及其吸收光谱特征等关键信息 。
2.核心组件与过程
- 激发光源:短脉冲激光器(如Nd:YAG激光器、准分子激光器、飞秒激光器等)。
- 样品体系:通常为溶液、气体或固体样品,包含待研究的光敏物质。
- 探测光源:连续氙灯、激光二极管或另一束弱激光。
- 检测器:光电倍增管(PMT)、光电二极管阵列(PDA)或电荷耦合器件(CCD)等,用于快速记录光信号。
- 时间延迟与控制:精确控制激光脉冲与探测光之间的时间延迟(从皮秒到秒量级),以捕捉瞬态物种从产生到消失的全过程 。
3.应用领域
- 光化学与光物理:研究分子激发态(单重态、三重态)的产生、失活(辐射跃迁、无辐射跃迁)、能量转移和电子转移过程。
- 自由基化学:检测和研究短寿命自由基的反应活性、动力学和光谱性质。
- 光催化与光合作用模拟:研究光催化剂中电荷分离、迁移和复合的动力学过程。
- 材料科学:研究有机半导体、量子点、纳米材料等的光生载流子动力学。
- 生物化学:研究光敏生物分子(如视黄醛、叶绿素、DNA碱基)的光反应和光损伤机制 。
4.技术优势
- 高时间分辨率:取决于激光脉冲宽度和探测系统响应速度,可研究超快过程(皮秒至飞秒)。
- 高灵敏度:能检测低浓度或短寿命的瞬态物种。
- 提供丰富信息:同时获得动力学数据和光谱信息,有助于鉴定瞬态物种的种类和性质。
参考来源
- IUPAC《光化学术语汇编》(Glossary of Terms Used in Photochemistry)对闪光光解(Flash Photolysis)和瞬态吸收光谱(Transient Absorption Spectroscopy)的定义与原理阐述。
- 经典光化学教材《现代分子光化学》(Modern Molecular Photochemistry by N. J. Turro)对激光闪光光解技术原理和应用的详细描述。
- 美国国家标准与技术研究院(NIST)化学数据库中对时间分辨光谱技术(包括激光闪光光解)的介绍。
- 专业科学仪器公司(如Edinburgh Instruments, Hamamatsu Photonics)关于激光闪光光解系统工作原理的白皮书和技术说明。
- 《英汉光化学术语词典》(科学出版社)对“激光闪光光解”及其中英文对照和相关术语的收录与解释。
网络扩展解释
激光闪光光解(Laser Flash Photolysis)是一种用于研究光激发分子瞬态反应中间体及其动力学的实验技术。以下从定义、原理、组成和应用等方面进行详细解释:
1.定义与基本原理
激光闪光光解通过高强度激光脉冲激发样品分子,使其从基态跃迁至激发态,随后利用时间分辨光谱技术捕捉反应过程中产生的瞬态物种(如激发态分子、自由基、离子等)的光谱变化和动力学衰减。其核心在于利用激光的高能量和短脉冲特性(通常为纳秒级),结合快速检测系统,实现对微秒至纳秒时间尺度内光化学反应的实时观测。
2.仪器组成
- 激发光源:高能脉冲激光(如纳秒激光器),用于引发样品的光解反应。
- 检测光源:连续或脉冲光源(如氙灯),用于探测瞬态吸收或发射光谱。
- 信号检测系统:包括光电倍增管、光电二极管阵列等探测器,结合数字示波器或高速AD转换器,记录时间分辨光谱和动力学曲线。
- 数据处理系统:分析瞬态光谱的强度、寿命及反应速率常数。
3.工作原理
- 激发阶段:激光脉冲照射样品,使分子跃迁至激发态并发生光解反应,生成自由基、离子等中间体。
- 探测阶段:在激发后的极短时间内(纳秒至毫秒),另一束探测光穿过样品,检测瞬态物种的吸光度变化。
- 数据分析:通过动力学衰减曲线和瞬态光谱,推断中间体的种类、浓度及反应路径。
4.技术优势
- 高时间分辨率:可达10纳秒,适用于快速反应过程的观测。
- 高灵敏度:可检测低浓度瞬态物种,如单线态氧、三重态分子等。
- 广泛应用:涵盖光化学、光生物学、材料科学等领域,用于研究光催化、光致变色等机理。
5.应用示例
- 光化学反应机理研究:如光解水制氢中瞬态中间体的捕捉。
- 生物分子光损伤分析:检测DNA受紫外激发后产生的自由基。
- 材料光物理性质表征:研究有机发光材料的激发态寿命及能量转移过程。
补充说明
激光的特性(如方向性好、能量集中)使其成为理想的激发光源。若需进一步了解具体实验方法或设备参数,可参考相关文献或仪器手册。
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