Ich habe mehrere Gründe für den Stokes-Effekt gelesen und kann nicht erkennen, welche davon die wahren Ursachen sind. Welche davon gelten für Raman oder Lumineszenz oder beides? Sind einige davon identisch?
Bei der anfänglichen Absorption eines einfallenden Photons (wenn Raman auch als eine Art Absorption beschrieben wird) wird ein Teil dieser Photonenenergie vom Elektron zur Anregung aufgenommen (wenn dieser Teil der Energie derselbe ist wie sein S-Energiezustand) und der andere Teil dieser Photonenenergie wird als Vibrations-/Rotationsenergie für das gesamte Molekül/Atom aufgenommen. Das Elektron wird also nicht mit der vollen einfallenden Photonenenergie angeregt und emittiert aus diesem Grund eine geringere Photonenenergie.
Nach der Anregung eines Elektrons erfährt das Elektron selbst eine Rotations-/Vibrationsrelaxation, die dazu führt, dass es in den nächsten angeregten S-Energiezustand abfällt, bevor es in den Grundzustand zurückspringt und ein Photon emittiert. Hier um 5:40 zu sehen
Nach der Anregung eines Elektrons verliert das gesamte Atom/Molekül, das eine anfänglich höhere Rotations-/Vibrationsenergie (woher?) hatte, diese Energie durch Phononenwechselwirkung an den Rest des Gitters, was dazu führt, dass sich das angeregte Elektron zu einem niedrigeren angeregten S entspannt Energiezustand, bevor er in den Grundzustand zurückspringt und ein Photon emittiert.
Nach der Anregung eines Elektrons gelangt das Molekül/Atom irgendwie in einen höheren Schwingungs-/Rotationsenergiezustand (warum nach der Elektronenanregung?), wodurch das Elektron auf seinem Rückweg in eine höhere Unterebene des Grundzustands gelangt und somit emittiert ein Photon mit niedrigerer Energie.
Verursacht durch das Franck-Condon-Prinzip.
UPDATE: Nachdem ich hier weiter gelesen hatte , kam ich zu dem Schluss, dass die Fälle 2 und 3 durch das Franck-Condon-Prinzip verursacht werden, was Fall 5 ist . Es scheint, dass das Franck-Condon-Prinzip auf drei Arten wirken kann. Fall 2 ist das FC-Prinzip in isolierten Molekülen/Atomen. Fall 3 ist das FC-Prinzip für Phononenwechselwirkungen. Es gibt ein drittes hier nicht erwähntes FC-Prinzip, das in Lösungsmitteln verursacht wird. Ich hätte gerne eine Bestätigung, ob das alles richtig ist oder nicht.
Es sind jetzt noch die Fälle 1 und 4 übrig, zu denen ich die Ausgangsfrage habe.
Raman-Streuung und Lumineszenz sind fast dasselbe, wobei der Unterschied darin besteht, ob das System während des Prozesses dephasiert oder nicht. Dies könnte beispielsweise durch eine Kollision geschehen. Bei der Raman-Streuung gehen wir davon aus, dass das Photon niemals absorbiert wird. Im Falle der Lumineszenz nehmen wir an, dass das Photon absorbiert wird. Ein feiner Unterschied.
Fall 1 beschreibt die Raman-Streuung, da die Zerstörung des Photons, die Erzeugung des neuen Photons und die Erzeugung des Phonons gleichzeitig erfolgen.
Ich weiß nicht, was ein "S-Energiezustand" ist, aber es scheint, dass der Wortlaut sowohl Raman als auch Lumineszenz beschreiben könnte.
Ich verstehe diesen nicht. Wie kann ein Kern einen Schwingungszustand haben? Und wenn dies der Fall ist und von einem höheren Schwingungszustand in einen niedrigeren übergeht, dann scheint es, als wäre der Prozess eine Anti-Stokes-Streuung.
Wie 1. ist auch hier der Zwischenzustand vage, sodass er entweder für Raman oder Lumineszenz gelten könnte.
Eher Raman als Lumineszenz, da impliziert wird, dass nichts das System stört, während es sich im Zwischenzustand befindet. Es könnte jedoch auch für Lumineszenz gelten.
Alle diese Aussagen sind wahrscheinlich richtig, soweit sie gehen. Schwer zu sagen, was der Verfasser der Äußerungen im Sinn hatte. Aber das sind alles kurze Metaphern für den Prozess, den wir nur mit Mathematik genau beschreiben können. Es gibt keine Möglichkeit zu "verstehen", was vor sich geht. Dasselbe gilt für alle quantenmechanischen Phänomene.
Phy