импульсный фотолиз
ИМПУЛЬСНЫЙ ФОТОЛИЗ
метод исследования быстрых хим. реакций и их короткоживущих продуктов (время жизни от с до 10−12 с). Основан на возбуждении молекул коротким световым импульсом и регистрации образующихся возбужденных состояний молекул и короткоживущих продуктов их превращений. В качестве источников света используют: импульсные лампы с излучением в ближнем УФ, видимом и ближнем ИК диапазонах (время вспышки 10−6 — 10−3 с, энергия излучения до 103 Дж); импульсные лазеры с модулир. добротностью, дающие узкие спектральные линии с возможностью перестройки длины волны — обычно жидкостные лазеры на орг. соед. или газовые эксиплексные лазеры (длительность импульса 10−8–10−7 с, энергия импульса 10−3-1 Дж); импульсные лазеры с синхронизацией мод (длительность импульса 10−12 — 10−11 с, энергия импульса 10−5–10−3 Дж). Необходимая энергия возбуждающего импульса в области поглощения исследуемого вещества составляет от 10−5 до 1 Дж в зависимости от квантового выхода фотопревращения, облучаемой площади образца и метода регистрации. Наиб. распространены спектрофотометрич. и спектрографич. методы регистрации. Для регистрации кинетики пропускания, т. е. изменения во времени поглощения света образцом, используют непрерывный или модулированный (для повышения яркости во время измерения) источник зондирующего света и монохроматор в сочетании с фотоумножителем и импульсным осциллографом или накопителем сигналов (для улучшения отношения сигнал:шум при многократном повторении эксперимента), либо электронно-оптич. преобразователем с временной разверткой. Измеряя кинетику пропускания при разл. длинах волн зондирующего света, можно построить по точкам спектры поглощения промежут. продуктов фотохим. реакции с разл. временами жизни. Для непосредств. регистрации спектров поглощения, что особенно важно в случае узких линий поглощения продуктов, напр., в газовой или твердой фазе, используют импульсные источники света с непрерывным спектром в сочетании со спектрографом и фотопластинкой (или фотоэлектрич. устройством). Используют также нано- и пикосекундные импульсы зондирующего света, синхронизированные с возбуждающим лазерным импульсом; их создают с помощью разл. преобразователей частоты исходного лазерного импульса и оптич. линий задержки. Измеряя спектры пропускания при разл. временах задержки, можно исследовать кинетику образования и гибели промежут. продуктов. Спектрофотометрич. метод, как правило, обладает значительно более высокой чувствительностью, чем спектрографический, позволяя измерять изменение поглощения до 10−3. Для регистрации промежут продуктов используют также методы люминесценции, кондуктометрии, ЭПР, масс-спектрометрии и др. И. ф. используют для изучения своб. радикалов, ионов, ион-радикалов, возбужденных синглетных и триплетных состояний молекул, эксимеров и эксиплексов, исследуются механизмы фотохимических реакций, фотосинтеза и др. фотобиол. и фотофиз. процессов. Действием световых импульсов можно не только непосредственно генерировать изучаемые частицы, но и изменять условия реакции (температуру или pH среды, напр., путем фотохим. продуцирования кислоты или основания) или получать реагенты, взаимодействующие с исследуемым веществом. Методом И ф. получены важные сведения о действии ингибиторов процессов с участием радикалов, механизме фотосинтеза и зрения, фотопроцессов в активных средах лазеров и др. Метод разработан в 1950 Р. Дж. Норришем и Дж. Портером, которым в 1967 (совместно с М. Эйгеном) присуждена Нобелевская премия за исследование быстрых хим. реакций.
Лит.: Методы исследования быстрых реакций, пер. с англ., М., 1977.
М. Г. Кузьмин
