总论 1
0.1生活中的光化学现象 1
0.2光化学和光物理 2
0.3光化学反应 2
0.4光化学基本定律 3
0.5量子效率、量子产率和能量转化效率 3
0.6光化学反应速率的平衡 4
0.7光敏反应 4
0.8光化学反应的特点 5
0.9光化学的研究简史 5
0.10光化学的分支 6
0.10.1生物光化学 6
0.10.2光合作用和光辐射 6
0.10.3环境光化学 6
0.10.4光催化 6
参考文献 7
第1章 光和光化学技术基础 8
1.1光的研究史 8
1.2黑体辐射——能量量子化 8
1.3光电效应——光量子 9
1.4光压——光的粒子性特征 9
1.5偏振光 9
1.6光学光谱区 10
1.7光子能量单位 10
1.8各种光源 10
1.8.1光源的作用和种类 10
1.8.2常用非相干辐射源能谱分布 11
1.8.3市场上常见的光源 12
1.8.4激光光源 13
1.8.5同步辐射光源 14
1.9光强的测量 14
1.10光化学反应的实验装置 15
1.11光化学中间体 15
参考文献 15
第2章 激发态的产生及物理特性 17
2.1分子轨道理论和光化学 17
2.1.1分子轨道理论简介 17
2.1.2分子轨道理论的要点 17
2.1.3原子轨道只有满足三个条件才能组成分子轨道 17
2.1.4电子在分子轨道上排布要遵循三原则 17
2.1.5关于轨道的对称性 18
2.2激发态的产生 20
2.2.1构造原理 20
2.2.2光和分子的相互作用 21
2.2.3几个重要的光化学定律 22
2.2.4决定跃迁概率的因素 23
2.2.5 Frank-Condon原理 23
2.2.6宇称性规则 24
2.2.7选择规则的修订 24
2.2.8激发态 24
参考文献 26
第3章 辐射跃迁 27
3.1辐射跃迁 27
3.1.1辐射跃迁和无辐射跃迁 27
3.1.2振动弛豫 27
3.1.3内转移 27
3.1.4系间窜跃 28
3.1.5荧光发射 28
3.1.6磷光发射 29
3.1.7外转移 29
3.2激发光谱曲线和荧光、磷光光谱曲线 29
3.2.1 Stokes位移 30
3.2.2荧光发射光谱的形状与激发波长无关 30
3.3 镜像规则 30
3.4荧光和分子结构的关系 31
3.4.1荧光与有机化合物的结构 31
3.4.2共轭效应 31
3.4.3影响荧光强度的其他因素 31
3.4.4取代基效应 31
3.5金属螯合物的荧光 33
3.5.1螯合物中配位体的发光 33
3.5.2螯合物中金属离子的特征荧光 33
3.6溶液的荧光（或磷光）强度 33
3.6.1影响荧光强度的因素 34
3.6.2内滤光作用和自吸收现象 34
3.6.3溶液荧光猝灭 35
3.7荧光分析仪 35
3.8分子荧光分析法及其应用 36
3.8.1荧光分析方法的特点 36
3.8.2定量分析方法 36
3.9磷光分析法 36
3.9.1低温磷光 37
3.9.2室温磷光 37
3.9.3磷光分析仪 37
3.10化学发光分析 38
3.10.1化学发光分析的基本原理 38
3.10.2化学发光反应类型 39
3.11荧光寿命（激发单线态寿命）测定 39
3.12荧光寿命的实际测量 40
3.13 Stern-Volmer在动态猝灭与静态猝灭中的应用 41
3.14荧光寿命测定的应用 42
参考文献 43
第4章 无辐射跃迁 44
4.1无辐射跃迁 44
4.2影响无辐射跃迁发生的因素 44
4.3内转换（internal conversion） 44
4.3.1内转换的分类 44
4.3.2影响内转换发生的因素 45
4.4系间窜跃 45
参考文献 45
第5章 能量转移和电子转移 47
5.1能量转移 47
5.1.1能量转移的概念 47
5.1.2能量转移的分类 47
5.2辐射能量转移机理 48
5.2.1辐射能量转移机理 48
5.2.2辐射能量转移机理的适用范围 48
5.3无辐射能量转移机理 48
5.3.1无辐射能量转移机理的分类 48
5.3.2交换能量转移 48
5.4能量传递理论发展史 48
5.5 Forster理论 49
5.5.1能量耦合态 49
5.5.2取向因子 49
5.5.3能量转移的各种形式 51
5.6激子转移机理 51
5.7各能量转移机理的适用范围 52
5.8能量转移研究方法 52
5.9荧光共振能量转移在生物学上的应用 52
5.10电子转移 52
5.10.1电子转移 52
5.10.2电子转移体系 53
5.10.3电荷分离态的实现 53
5.10.4光诱导电子转移的产生过程 54
5.10.5光诱导电子转移基本理论 54
5.10.6分子间电荷转移的途径 55
5.10.7电子跳跃转移 55
5.10.8分子间电荷转移的研究方法 56
5.11能量传递和光诱导电子转移的应用 56
5.11.1模拟光合作用 56
5.11.2太阳能电池 56
5.11.3光催化分解水制氢 56
参考文献 56
第6章 光化学反应 58
6.1光化学反应 58
6.2激发态分子光化学反应的特点 58
6.3光解离 59
6.3.1气相光化学 59
6.3.2溶液中的光化学 59
6.3.3离子型物种的光化学 60
6.4多光子解离和电离 60
6.5常见的有机光化学反应 60
6.5.1羰基化合物 60
6.5.2烯烃的异构化 61
6.5.3氮-氮双键的异构化 61
6.5.4碳-氮双键的异构化 61
6.5.5环合加成反应 62
6.6环境中的主要光化学反应 62
参考文献 64
第7章 激光简介 65
7.1激光 65
7.2激光的产生原理 65
7.2.1受激吸收 65
7.2.2受激辐射 65
7.2.3自发辐射 66
7.3受激发射和光的放大 66
7.4激光的产生过程 66
7.5粒子数反转 67
7.6激光器的结构 67
7.6.1工作介质 67
7.6.2三能级系统 67
7.6.3四能级系统 68
7.6.4激励源（泵浦或抽运） 68
7.6.5光学谐振腔 68
7.7激光器的种类 69
7.7.1固体激光器 69
7.7.2气体激光器 69
7.7.3液体激光器 69
7.7.4半导体激光器 70
7.8激光技术发展简史 70
7.9激光的应用 72
7.9.1激光在自然科学研究中的应用 72
7.9.2激光在军事领域的应用 72
7.9.3激光用在制造加工领域 72
7.9.4激光信息处理 73
7.9.5激光通信 73
7.9.6激光的生物应用 74
7.9.7激光用于医学领域 74
7.9.8激光与能源 74
参考文献 74
第8章 分子光谱的时间分辨和空间分辨 76
8.1分子光谱的概念 76
8.2分子光谱理论 76
8.3时间分辨光谱技术 77
8.4时间分辨光谱与能量传递过程 78
8.5单分子光谱技术（single molecule spectroscopy, SMS） 80
8.5.1单分子光谱 80
8.5.2成像方法 81
8.6单分子光谱研究蛋白质折叠 82
参考文献 83
第9章 自然界中神奇的分子卟啉 84
9.1卟啉 84
9.2卟啉分子涉及的主要研究方向 85
9.2.1卟啉光诱导电子转移和能量传递研究 85
9.2.2作为模拟酶和光催化剂 86
9.2.3卟啉类光敏剂在染料敏化太阳能电池中的应用 86
9.2.4在医学等方面的应用 87
9.2.5卟啉化合物在分子器件中的应用 87
9.3总结与展望 89
参考文献 89
第10章 光合作用和太阳能利用 90
10.1光合作用 90
10.1.1光合作用的发现 90
10.1.2光合作用的两个步骤 90
10.1.3光反应 91
10.1.4暗反应 91
10.1.5光合作用的重要意义 91
10.2太阳能利用 92
10.2.1太阳能研究现状 92
10.2.2光电转换 93
10.2.3光化学转换 93
参考文献 94
第11章 光动力疗法 95
11.1光动力疗法的历史 95
11.2光动力治疗的工作原理 95
11.3光动力治疗的要素 96
11.4光敏剂 96
11.5光敏剂和蛋白质的相互作用 97
11.6光敏剂在活体内的组织分布 97
参考文献 97
第12章 发光材料简介 99
12.1长余辉发光 99
12.2长余辉材料的相关指标 99
12.3稀土激活的硫化物长余辉材料 100
12.4稀土激活的碱土铝酸盐长余辉材料 100
12.5稀土激活的硅酸盐长余辉材料 100
12.6硫氧化物系列长余辉材料 100
12.7长余辉发光材料的发光机理 101
12.8长余辉发光材料的应用举例 101
12.8.1塑料工业中的应用 101
12.8.2涂料工业中的应用 101
12.8.3玻璃、陶瓷工业中的应用 101
12.8.4纺织工业中的应用 102
12.9高分子发光材料 102
12.10高分子发光材料的分类 102
12.10.1芘的衍生物 102
12.10.2香豆素衍生物 103
12.10.3吡唑啉衍生物 103
12.11电致发光高分子材料 103
12.12上转换发光材料 104
12.12.1上转换发光的机制 104
12.12.2激发态吸收 104
12.12.3能量转移 104
12.12.4光子雪崩 104
12.12.5上转换发光材料种类 105
12.12.6上转换的发光效率 105
12.12.7基质特性 105
12.12.8稀土离子浓度 105
12.12.9发光中心的能级结构 105
12.13上转换材料研究现状和存在问题及展望 105
参考文献 106