教えてください、お願いします。

質問

偏光蛍光のことについて教えていただきたいのですが・・・

特に、偏光度に関して解りません。

どなたか、宜しくお願いします。

回答No.3

starflora

まず、貴方が何の実験をしているか、そんなことは記して戴かないと分かる訳がありませんし、またわたしは「一般人」と書いているように、一般人です。一応実験されているというからには、貴方が「専門家」ではありませんか。このサイトの物理や天文の質問は、小中学生も質問していることがあるので、どんな人が、どんな目的で質問しているのか分からない以上、一般人としては、分かる説明しか書けませんし、分かるように書かないと、分からないではありませんか（わたしは、蛍光偏光度の説明をしただけです）。

　　それはとまれ、わたしが参照にしたページでは、「偏光度測定装置」の原理説明が記されていたのであり、装置は、単色光の「垂直偏光」成分をターゲットの蛍光分子を含む溶液に放射し、それによる分子の励起の結果としての「蛍光」を、垂直と水平の二つの偏光成分で検出するというものでした。

　　偏光度Ｐ＝（垂直強度－水平強度）／（垂直強度＋水平強度）

　　このような式で定義されていました。定常状態の時、分子は回転運動がないので、Ｐは１になり、分子がブラウン運動すると、水平成分が回転運動によって発生するので、Ｐは減少するというのが原理説明です。

　　しかし、ブラウン運動だけの回転運動ではないはずだと思うのです。電場をインプレスすることで、分子を配向させようというなら、分子は、双極子であり、理屈から言えば、インプレス電圧が大きくなれば、ブラウン運動は抑制され、相対的に分子の回転運動は減り（または、一定方向に規制され）、水平成分は減って、Ｐは大きくなるはずです。しかし、減少して行くとすれば、それは電場のインプレスで、水平成分が生み出されているということになるでしょう。

　　電場を印加しない状態でもＰの値は１ではないはずです。ブラウン運動より前に、温度があれば、分子は振動運動しているはずで（これもブラウン運動ですね）、双極子であれば、分子の温度による振動は、双極子モメントになり、回転が生じるはずだと思えます。電場のインプレスは、分子つまり双極子を整列（配向）させるはずで、しかし、それは、温度振動による回転モメントを消すという訳ではないでしょう。

　　温度振動による回転モメントの発生というのは、温度振動によって、分子が、ある方向で、直線運動するのでなく、別の分子の双極子との関係から、回転運動の振動を行うという話です（根拠がありませんが、そう考えたのです）。電場をインプレスすれば、双極子は、一定方向に整列されるでしょう。しかし、整列されることにより、回転運動は、より整然としたものとなり、結果、回転モメントは大きくなり、偏光は拡散され、偏光度は小さくなって行くという可能性がないでしょうか。

　　あるいは、ブラウン運動だけの場合でも、分子の回転運動は、入射偏光の偏光面と垂直な成分と平行な成分に分けることができ、蛍光偏光度測定器で測定する有効な値は、実は、垂直成分運動だけで……つまり、入射光の垂直平面と同じ平面での運動は、放射蛍光の偏光面も、それと同じ平面なので、事実上測定にかからないのです。（ここで言っている垂直成分と平行成分は、出力蛍光の垂直と水平の偏光成分ではなく、分子の回転運動の運動成分のことです）……偏光度測定装置の偏光の入射方向（及び検出方向）と、印加電場の方向の組み合わせによっては、分子の整列（配向）によって、元々ランダムな場合、平行成分であった回転運動の要素が、垂直成分へと切り替えられ、その結果、見かけ上、偏光度が小さくなるということはないでしょうか。（つまり、入射偏光の偏光面と同じ平面での分子の回転運動成分は、偏光度装置では検出されないのです。分子の整列で、この平行運動要素が、方向を変えられて、垂直運動要素となれば、この増えた分だけ、偏光は拡散し、その結果、偏光度が小さくなるということです。最初、電圧を加える前は、分子はランダムに並んでいたので、平行要素がかなりあったのが、分子が整列させられることで、平行要素が垂直要素へと移行したという可能性です。……この場合、偏光度測定装置の測定方向か、インプレス電場の方向を変えてみて、同じ電圧で、違う偏光度が出るなら、こういことが原因だと確認できるでしょう。また、対象としている物質の分子の配向の確認には、この場合、偏光度測定装置は、不適切なところがあるか、または、使い方にもっと工夫がいるということにならないでしょうか。……素人の意見ですが）。