Расчет спектра поглощения, рассеяния и переизлучения

[AxelFoley]

Доброго времени суток, химики!

Возникла подзадача при решении макрозадачи. Совершенно не представляю как её разрешить и вообще возможно ли это.

Требуется промоделировать распространение света определенного непрерывного спектра (от инфракрасного до ультрафиолетового) через органическую жидкость (различные варианты ароматических соединений), в ходе которого часть фотонов будет поглощаться и переизлучаться, а часть рассеиваться. Т.е. фактически полностью промоделировать оптические свойства данной жидкости. С поглощением и рассеянием ещё более менее понятно что делать, а вот каким образом моделируется переизлучение?

Есть ли какие-нибудь программные пакеты или библиотеки, которые позволяют рассчитать эти процессы? Возможно, есть таблицы, в которых эти процессы затабуированы на основе экспериментальных данных.
Либо возможно, есть отдельные люди, группы, институты, которые этим серьезно занимаются и им можно было бы написать и полистать их статьи. Словом, помогите сориентироваться)

Буду рад любой релевантной помощи.

[Neodymium]

Эм, а разве спектр испускания не является обратным спектру поглощения?

[AxelFoley]

По-моему мой пост никак этому не противоречит
Речь идет не спектрометрии, а о моделировании прохождения света в среде. Мне важны не сами спектры (поглощения, излучения), а то каким образом поглощенный фотон переизлучится. Т.е., например, поглотился УФ, а переизлучился более длинноволновый. Это будет определяться уже строением молекулярных уровней. Меня интересует как это можно все промоделировать.

[ИСН]

Neodymium в сообщении #1014833 писал(а):

Эм, а разве спектр испускания не является обратным спектру поглощения?

Не совсем. У каждого перехода в возбуждённое состояние есть спектр поглощения, время жизни (отличается у разных состояний на много порядков), вероятности скатывания в другие состояния без излучения, и потом спектр испускания. Всё вместе как-то сложно.

[Rapucha]

Цитата:

Т.е., например, поглотился УФ, а переизлучился более длинноволновый. Это будет определяться уже строением молекулярных уровней. Меня интересует как это можно все промоделировать.

Это называется люминесценция. Вероятно, для каждого поглощающего уровня конкретного вещества можно посчитать вероятность переизлучения на любой другой уровень. С учетом сложности спектра органики, да еще в широком диапазоне длин волн, выглядит трудоемко.

Кроме того, будет антистоксовская люминесценция (не помню, линейна она по свету или нет), а также комбинационное рассеяние -- сильно нелинейный процесс.

В общем виде поставленная задача выглядит как амбициозный проект для крупной корпорации.

[Linkey]

Рассчитать спектр поглощения вашего вещества можно методами квантовой химии. Спектр излучения имеет много общего со спектром поглощения - длины волн вроде одни и те же, но интенсивности разные. Рассчитать интенсивность флюоресценции - крайне сложная задача, поскольку для этого нужно знать механизмы безизлучательного гашения (интенсивность зависит от того, как возбуждённая молекула переходит в основное состояние - испуская ли квант света или релаксируя в ходе колебаний). По-моему, иногда можно использовать формулу Стриклера-Берга.
Если не ошибаюсь, расчёты электронных спектров сейчас обычно проводятся методами TDDFT. Начать лучше с программы Gaussian, она самая удобная и надёжная; когда получите результаты, придётся либо как-то покупать Gaussian, либо воспроизводить расчёты на бесплатных программах, например Firefly.
Такие вопросы обсуждаются на этом форуме:

http://www.chemport.ru/forum/viewforum.php?f=71