ФОТOХРОМИЗМ

ФОТOХРОМИЗМ

(от греч. phos, род. падеж photos - свет и chroma - цвет) - способность вещества под действием оптич. излучения обратимо изменять спектр поглощения в видимой области, что проявляется в изменении окраски или возникновении окраски прозрачного ранее вещества. Мн. вещества меняют цвет также под действием рентг. или СВЧ-излучения. Фотохромные изменения веществ могут сопровождаться изменением др. свойств, напр. растворимости, электропроводности, показателя преломления и др.

При фотохромном процессе вещество, поглощая оптич. излучение, переходит из исходного состояния А в фотоин-дуцированное В, характеризуемое др. спектром поглощения и определ. временем жизни. Обратный переход вещества из фотоиндуцированного состояния в исходное происходит самопроизвольно за счёт внутр. энергии и может значительно ускоряться при нагревании или под действием излучения, поглощаемого веществом в состоянии В. Время перехода в фотоиндуцированное состояние В определяется длительностью фотопроцессов и может быть менее =10^-8 с, остаётся в этом состоянии вещество от 10^-6 с до неск. месяцев. Существуют также вещества, меняющие цвет под действием оптич. излучения необратимо (см. Фотохромогенные материалы).

Ф. присущ большому числу органич. и неорганич. веществ. Различают Ф., обусловленный хим. и физ. действием света. Хим. Ф. органич. веществ обусловлен внутри-и межмолекулярными обратимыми фотохим. реакциями, к-рые сопровождаются либо перестройкой валентных связей (напр., при диссоциации), либо изменением конфигурации молекул (т. н. цис-транс-изомерия, см. Изомерия молекул). Хим. Ф. неорганич. веществ обусловлен обратимыми процессами фотопереноса электронов, приводящими к изменению валентности ионов металлов, возникновению центров окраски разл. типа, а также обратимыми реакциями фотодиссоциации и др.

Физ. Ф. ряда органич. веществ обусловлен поглощением света при переходе атомов или молекул из основного синглетного в возбуждённые синглетные или триплетные состояния. Изменение окраски в этом случае связано с изменением заселённости электронных уровней. Такой Ф. наблюдается при воздействии на вещество только мощных световых потоков. При высоких интенсивностях лазерного излучения проявляется т. н. м н о г о ф о т о н н ы й Ф., когда фотохромные превращения вещества происходят под действием света с частотой, гораздо меньшей частоты самого низкоэнергетич. электронного перехода. При этом сумма энергий квантов, участвующих в едином акте взаимодействия света с веществом, должна быть равна или больше разности уровней энергии, между к-рыми происходит электронный переход (см. Многофотонные процессы). Процесс двухфотонного Ф. наблюдался в жидких и твёрдых растворах спиропиранов и в поликристаллич. порошках замещённого салицилиденанилина.

На основе органич. и неорганич. фотохромных веществ разработаны фотохромные материалы, широко используемые в науке и технике.

Лит.: Барачевский В. А., Лашков Г. И., Цехомский В. А., Фотохромизм и его применение, М. 1977.

В. А. Барачевский.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.