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Stokes-Shift

Dieser Artikel bezieht sich auf den Stokes-Shift. Zu weitere Gesetzmäßigkeiten, Regeln und Sätzen, die der Physiker und Mathematiker Sir George Gabriel Stokes aufgestellt hat, siehe Stokessche Gesetze.

Der Stokes-Shift (Stokesverschiebung, auch Stokes'sche Regel oder Stokes'sches Gesetz genannt) geht auf den Mathematiker und Physiker Sir George Gabriel Stokes zurück. Dieser erkannte 1852 die Gesetzmäßigkeit, dass das von fluoreszierenden Stoffen wieder emittierte Licht eine größere elektromagnetische Wellenlänge hat, als das vom Stoff absorbierte und dadurch die Fluoreszenz erregende Licht. Bei Stoffen, die durch auftreffendes Licht fluoreszieren, ist das wieder ausgestrahlte Licht demnach in einen längerwelligen Bereich verschoben, was als Rotverschiebung bezeichnet wird.

In manchen Fällen kann es abweichend von dieser grundsätzlichen Regel auch vorkommen, dass das wieder emittierte Licht in seiner Wellenlänge nicht verändert wurde. In diesen Fällen spricht man vom Auftreten einer Resonanzfluoreszenz.

Der Stokes-Shift ist die Differenz der Wellenlängen zwischen ein- und ausgehenden Photonen bei Fluoreszenz- und Phosphoreszenz-Effekten. Seine Einheit ist nm.

λs: Stokes-Shift
λin: Wellenlänge der absorbierten Strahlung
λout: Wellenlänge der emittierten Strahlung

Wenn pro Molekül nur ein Photon absorbiert wird, ist die Wellenlänge der eingehenden Photonen kürzer als die der ausgehenden. Die Energiedifferenz

h: Plancksches Wirkungsquantum
c: Lichtgeschwindigkeit

wird für die Erzeugung eines Phonons aufgewendet.

Anti-Stokes-Shift

Wird bei der Emission des Photons hingegen ein Photon vernichtet, spricht man vom Anti-Stokes-Shift. Hierbei ist die Wellenlänge der ausgehenden Photonen kürzer als die der einfallenden.

Siehe auch