Элементы квантовой биофизики

Основное стационарное состояние (S₀, Т₀). Частица не подвергается внешним воздействиям.

Возбуждённое стационарное состояние (S^*, Т^*).



Синглетное состояние (S): все электроны спарены, т.е. имеют попарно антипараллельные спины:
Триплетное состояние (Т): имеется два неспаренных электрона – с параллельными и однонаправленными спинами:

Основное состояние большинства органических молекул – синглетное. При возбуждении также осуществляется переход на синглетный возбуждённый уровень. Заселение триплетного возбуждённого уровня происходит путём растраты части энергии синглетного возбуждённого уровня в тепло, следовательно, триплетный уровень всегда расположен ниже соответствующего синглетного.

Любые переходы между S и Т уровнями связаны с переменой направления (обращением) спина. А это процесс возможный, но очень маловероятный (запрещён по спину). Поэтому концентрация триплетно возбуждённых молекул всегда меньше концентрации синглетно возбуждённых молекул, а время жизни (продолжительность существования), наоборот:

Способы расходования молекулой энергии возбуждения.

Переходы с верхних уровней на нижние могут быть безизлучательные и излучательные.

Способы безизлучательного перехода:

1. 
   Растрата энергии в виде тепла: А^* → А₀ + тепло. Так растрачивается энергия высших возбуждённых уровней.
   
2. 
   Вступление возбуждённой молекулы в химическую реакцию – фотобиологический процесс: А^* → продукты.
   
3. 
   Передача энергии возбуждения окружающим молекулам: А^* + В → А + В^*.
   

Излучательный переход – это переход с высвечиванием квантов излучения – люминесценция:
А^* → А₀ +