光化学基础与应用(李晔)

  光化学是一门综合性很强的物理化学方面的课程，对于研究生而言，只是在上大学物理化学的这门课的时候才略有涉及，但是，即使是化学化工专业的学生都是作为自学内容来要求。经过多次课前问卷调查表明，学生对光化学的基础知识几乎为零。本书的编写是在让学生掌握光化学的基本概念以后, 扩大学生的知识面。由面到点，先让学生对光化学的基本原理有个大概了解，再具体深入到不同的学科领域。不求面面俱到，但求使学生掌握牢固的基础知识和开阔他们的眼界。因为研究生的教学特点决定了课堂教学的课时数不是很多。例如，北京科技大学开设的“光化学原理与应用”这门课的学时数仅为36学时。建议学时数分配如下：
  总论1学时
  第1章光和光化学技术基础3学时
  第2章激发态的产生及物理特性3学时
  第3章辐射跃迁7学时
  第4章无辐射跃迁1学时
  第5章能量转移和电子转移3学时
  第6章光化学反应3学时
  第7章激光简介3学时
  第8章分子光谱的时间分辨和空间分辨2学时
  第9章自然界中神奇的分子卟啉3学时
  第10章光合作用和太阳能利用3学时
  第11章光动力疗法2学时
  第12章发光材料简介2学时
  本书按照研究生课时教学要求设计编写，配合36个学时的教学，语言通俗易懂，是光化学初学者的入门读物。适合作为化学、化工、物理、生物、材料等专业的研究生和化学理科专业的高年级本科生教材。本书的出版得到了北京科技大学研究生教育发展基金资助。由于作者水平有限，疏漏和不足在所难免，真诚希望读者给予批评和指正。

  光化学是一门综合性很强的物理化学方面的课程,本书的编写是在让学生掌握光化学的基本概念以后,扩大学生的知识面。由面到点，先让学生对光化学的基本原理有个大概了解，再具体深入到不同的学科领域。不求面面俱到，但求使学生掌握牢固的基础知识和开阔他们的眼界。本书包括：总论、光和光化学技术基础、激发态的产生及物理特性、辐射跃迁、无辐射跃迁、能量转移和电子转移、光化学反应、激光简介、分子光谱的时间分辨和空间分辨、自然界中神奇的分子卟啉、光合作用和太阳能利用、光动力疗法、发光材料简介。
  本书按照研究生课时教学要求设计编写，配合36个学时的教学，语言通俗易懂，是光化学初学者的入门读物。适合作为化学、化工、物理、生物、材料等专业的研究生和化学理科专业的高年级本科生教材。

总论1
01生活中的光化学现象1
02光化学和光物理2
03光化学反应2
04光化学基本定律3
05量子效率、量子产率和能量转化效率3
06光化学反应速率的平衡4
07光敏反应4
08光化学反应的特点5
09光化学的研究简史5
010光化学的分支6
0101生物光化学6
0102光合作用和光辐射6
0103环境光化学6
0104光催化6
参考文献7
第1章光和光化学技术基础8
11光的研究史8
12黑体辐射——能量量子化8
13光电效应——光量子9
14光压——光的粒子性特征9
15偏振光9
16光学光谱区10
17光子能量单位10
18各种光源10
181光源的作用和种类10
182常用非相干辐射源能谱分布11
183市场上常见的光源12
184激光光源13
185同步辐射光源14
19光强的测量14
110光化学反应的实验装置15
111光化学中间体15
参考文献15
第2章激发态的产生及物理特性17
21分子轨道理论和光化学17
211分子轨道理论简介17
212分子轨道理论的要点17
213原子轨道只有满足三个条件才能组成分子轨道17
214电子在分子轨道上排布要遵循三原则17
215关于轨道的对称性18
22激发态的产生20
221构造原理20
222光和分子的相互作用21
223几个重要的光化学定律22
224决定跃迁概率的因素23
225FrankCondon原理23
226宇称性规则24
227选择规则的修订24
228激发态24
参考文献26
第3章辐射跃迁27
31辐射跃迁27
311辐射跃迁和无辐射跃迁27
312振动弛豫27
313内转移27
314系间窜跃28
315荧光发射28
316磷光发射29
317外转移29
32激发光谱曲线和荧光、磷光光谱曲线29
321Stokes位移30
322荧光发射光谱的形状与激发波长无关30
33镜像规则30
34荧光和分子结构的关系31
341荧光与有机化合物的结构31
342共轭效应31
343影响荧光强度的其他因素31
344取代基效应31
35金属螯合物的荧光33
351螯合物中配位体的发光33
352螯合物中金属离子的特征荧光33
36溶液的荧光(或磷光)强度33
361影响荧光强度的因素34
362内滤光作用和自吸收现象34
363溶液荧光猝灭35
37荧光分析仪35
38分子荧光分析法及其应用36
381荧光分析方法的特点36
382定量分析方法36
39磷光分析法36
391低温磷光37
392室温磷光37
393磷光分析仪37
310化学发光分析38
3101化学发光分析的基本原理38
3102化学发光反应类型39
311荧光寿命(激发单线态寿命)测定39
312荧光寿命的实际测量40
313SternVolmer在动态猝灭与静态猝灭中的应用41
314荧光寿命测定的应用42
参考文献43
第4章无辐射跃迁44
41无辐射跃迁44
42影响无辐射跃迁发生的因素44
43内转换（internal conversion）44
431内转换的分类44
432影响内转换发生的因素45
44系间窜跃45
参考文献45
第5章能量转移和电子转移47
51能量转移47
511能量转移的概念47
512能量转移的分类47
52辐射能量转移机理48
521辐射能量转移机理48
522辐射能量转移机理的适用范围48
53无辐射能量转移机理48
531无辐射能量转移机理的分类48
532交换能量转移48
54能量传递理论发展史48
55Frster理论49
551能量耦合态49
552取向因子49
553能量转移的各种形式51
56激子转移机理51
57各能量转移机理的适用范围52
58能量转移研究方法52
59荧光共振能量转移在生物学上的应用52
510电子转移52
5101电子转移52
5102电子转移体系53
5103电荷分离态的实现53
5104光诱导电子转移的产生过程54
5105光诱导电子转移基本理论54
5106分子间电荷转移的途径55
5107电子跳跃转移55
5108分子间电荷转移的研究方法56
511能量传递和光诱导电子转移的应用56
5111模拟光合作用56
5112太阳能电池56
5113光催化分解水制氢56
参考文献56
第6章光化学反应58
61光化学反应58
62激发态分子光化学反应的特点58
63光解离59
631气相光化学59
632溶液中的光化学59
633离子型物种的光化学60
64多光子解离和电离60
65常见的有机光化学反应60
651羰基化合物60
652烯烃的异构化61
653氮氮双键的异构化61
654碳氮双键的异构化61
655环合加成反应62
66环境中的主要光化学反应62
参考文献64
第7章激光简介65
71激光65
72激光的产生原理65
721受激吸收65
722受激辐射65
723自发辐射66
73受激发射和光的放大66
74激光的产生过程66
75粒子数反转67
76激光器的结构67
761工作介质67
762三能级系统67
763四能级系统68
764激励源(泵浦或抽运)68
765光学谐振腔68
77激光器的种类69
771固体激光器69
772气体激光器69
773液体激光器69
774半导体激光器70
78激光技术发展简史70
79激光的应用72
791激光在自然科学研究中的应用72
792激光在军事领域的应用72
793激光用在制造加工领域72
794激光信息处理73
795激光通信73
796激光的生物应用74
797激光用于医学领域74
798激光与能源74
参考文献74
第8章分子光谱的时间分辨和空间分辨76
81分子光谱的概念76
82分子光谱理论76
83时间分辨光谱技术77
84时间分辨光谱与能量传递过程78
85单分子光谱技术(single molecule spectroscopy,SMS)80
851单分子光谱80
852成像方法81
86单分子光谱研究蛋白质折叠82
参考文献83
第9章自然界中神奇的分子卟啉84
91卟啉84
92卟啉分子涉及的主要研究方向85
921卟啉光诱导电子转移和能量传递研究85
922作为模拟酶和光催化剂86
923卟啉类光敏剂在染料敏化太阳能电池中的应用86
924在医学等方面的应用87
925卟啉化合物在分子器件中的应用87
93总结与展望89
参考文献89
第10章光合作用和太阳能利用90
101光合作用90
1011光合作用的发现90
1012光合作用的两个步骤90
1013光反应91
1014暗反应91
1015光合作用的重要意义91
102太阳能利用92
1021太阳能研究现状92
1022光电转换93
1023光化学转换93
参考文献94
第11章光动力疗法95
111光动力疗法的历史95
112光动力治疗的工作原理95
113光动力治疗的要素96
114光敏剂96
115光敏剂和蛋白质的相互作用97
116光敏剂在活体内的组织分布97
参考文献97
第12章发光材料简介99
121长余辉发光99
122长余辉材料的相关指标99
123稀土激活的硫化物长余辉材料100
124稀土激活的碱土铝酸盐长余辉材料100
125稀土激活的硅酸盐长余辉材料100
126硫氧化物系列长余辉材料100
127长余辉发光材料的发光机理101
128长余辉发光材料的应用举例101
1281塑料工业中的应用101
1282涂料工业中的应用101
1283玻璃、陶瓷工业中的应用101
1284纺织工业中的应用102
129高分子发光材料102
1210高分子发光材料的分类102
12101芘的衍生物102
12102香豆素衍生物103
12103吡唑啉衍生物103
1211电致发光高分子材料103
1212上转换发光材料104
12121上转换发光的机制104
12122激发态吸收104
12123能量转移104
12124光子雪崩104
12125上转换发光材料种类105
12126上转换的发光效率105
12127基质特性105
12128稀土离子浓度105
12129发光中心的能级结构105
1213上转换材料研究现状和存在问题及展望105
参考文献106