分子光譜法與螢光

斯托克斯位移

/ STOHKS shift /

斯托克斯位移是分子在吸收光與還回光之間走下的那一小步「下坡」。想像一個彈跳的球:你用一定的能量把它拋上去,但因為有摩擦,它永遠回不到原來的高度。螢光團吸收一個高能光子,把其中一點能量當作熱損失掉,再發出一個能量更低的光子——於是輝光出來時的波長,總比觸發它的那束光更長。

說得更準確些,斯托克斯位移就是一個分子吸收峰與發射峰之間在波長(或能量)上的差距。比如一種吸收藍光的染料,可能會發出綠光或黃光;這段顏色差的大小,就是斯托克斯位移。

它之所以重要,是因為正是這段差距讓螢光變得可測:它讓你能濾掉明亮的激發光,只在黑暗背景上檢測那點已經位移的輝光。誠實的提醒是:斯托克斯位移太小會讓這種分離變得困難——激發與發射相互重疊——所以斯托克斯位移大的染料,因為能實現乾淨而靈敏的檢測,而備受青睞。

螢光素在 490 nm 附近(藍綠色)有強吸收,卻在 515 nm 附近(綠色)發射。這約 25 nm 的斯托克斯位移,使得一片綠色濾光片能放過輝光、同時擋住藍色的激發光。

吸收與發射之間的波長差,正是輝光得以被分離出來的關鍵。

斯托克斯位移總是把發射推向更長的波長(更低的能量)。較少見的相反情形——分子借來一點熱量後,發射出現在更短的波長——則稱為反斯托克斯位移。

又稱
斯托克斯位移斯托克斯位移斯托克斯频移