Правило Лёвшина

Правило Лёвшина, также известное как закон зеркальной симметрии — явление приближённой зеркальной симметрии спектров поглощения и люминесценции; закон о связи между этими спектрами и правило расположения линий этих спектров. Правило выведено физиком В. Л. Лёвшиным в 1931 году.

Формулировка

Правило Лёвшина сводится чаще всего к следующей формулировке:

В любом процессе, где наблюдаются мощные взаимодействия электромагнитных полей, с одинаковой вероятностью могут существовать два симметричных зеркальных перехода. Данные переходы характеризуются тем, что в них скорости электрических полей и частиц имеют противоположные друг от друга направления, но при этом направления спинов частиц и магнитных полей совпадают.

Иначе говоря, электронно-колебательные спектры поглощения и люминисценции молекул зеркально симметричны относительно частоты электронного перехода. Правило выполняется в случае, если колебательные частоты молекул в основном и возбуждённом электронных состояниях одинаковы, а прямые и обратные электронные переходы равновероятны. По отклонениям о правила можно судить об особенностях электронно-колебательного взаимодействия в молекулах.

Чистота правила

Правило Лёвшина может быть проиллюстрировано графиками спектров поглощения $\varepsilon =f(\nu )$ и флуоресценции ${1 \over \nu }=f(\nu )$, которые симметричны относительно некоей вертикальной прямой, проходящей через точку пересечения графиков $\varepsilon _{0}$, для которой верно равенство $\varepsilon _{a}+\varepsilon _{f}=2\varepsilon _{0}$, где $\varepsilon _{a}$ и $\varepsilon _{f}$ — симметричные частоты поглощения и флуоресценции, а $\varepsilon _{0}$ — частота чисто электронного перехода.

Явление зеркальной симметрии фиксируется экспериментально, однако в чистом виде не существует, и полное зеркальное соответствие не наблюдается. Все отклонения связаны с молекулярными и межмолекулярными процессами, в том числе отличиями функций потенциальной энергии в основном и возбуждённом электронных состояниях, перестройкой молекул в возбуждённом состоянии, проявляющемся в возбуждённом состоянии влиянии растворителя, а также с разной частотной зависимостью интенсивности постоянного процесса испускания и вынужденного процесса поглощения. Также она наблюдается только в случае сложных молекул, а не простых.

Литература

• Вилков Л. В., Пентин Ю. А. Физические методы исследования в химии. Структурные методы и оптическая спектроскопия: Учебник для химических специальностей вузов. — М.: Высшая школа, 1987. — 367 с.
• Красовицкий Б. М., Болотин Б. М. Органические люминофоры. — Л.: Химия, 1976. — 344 с.
• Лёвшина правило // Физический энциклопедический словарь / главный редактор А. М. Прохоров. — М.: Советская энциклопедия, 1983.
• Новый справочник химика и технолога. Аналитическая химия. — СПб.: АНО НПО «Мир и Семья», АНО НПО «Профессионал», 2004. — Т. Ч. III. — 692 с. — ISBN 5943650571.