geschiedenis
het gebruik van fotochemie door mensen begon in de late Bronstijd rond 1500 v.Chr. toen Kanaänieten de oostelijke kustlijn van de Middellandse Zee vestigden. Ze bereidden een paarse snelle kleurstof (nu genoemd 6,6 ‘ – dibromoindigotin) uit een lokale weekdier, met behulp van een fotochemische reactie, en het gebruik ervan werd later vermeld in ijzertijd documenten die eerdere tijden beschreven, zoals de Epen van Homerus en de Pentateuch. In feite kan het woord Kanaän betekenen ” Roodpaars. Deze kleurstof, bekend als Tyriaans paars, werd later gebruikt om de mantels van de Romeinse Caesars te kleuren.
in het eenvoudigste fotochemische proces kunnen opgewonden toestanden licht uitzenden in de vorm van fluorescentie of fosforescentie. In 1565 maakte de Spaanse arts Nicolás Monardes, tijdens een onderzoek naar een Mexicaans hout dat de ondraaglijke pijn van urinaire stenen verlichtte, een waterig extract van het hout, dat blauw gloeide bij blootstelling aan zonlicht. In 1853 merkte de Engelse natuurkundige George Stokes op dat een kinineoplossing blootgesteld aan een bliksemflits een korte blauwe gloed gaf, die hij fluorescentie noemde. Stokes realiseerde zich dat bliksem energie afgeeft in de vorm van UV-licht. De kininemoleculen absorbeerden deze energie en namen het weer over als minder energetische blauwe straling. (Tonic water gloeit ook blauw vanwege kinine, die wordt toegevoegd om een bittere smaak te geven.)
in de 16e eeuw herkende de Florentijnse beeldhouwer Benvenuto Cellini dat een diamant die aan zonlicht werd blootgesteld en vervolgens in de schaduw werd geplaatst een blauwe gloed gaf die vele seconden duurde. Dit proces wordt genoemd fosforescentie en onderscheiden van fluorescentie door de lengte van tijd het aanhoudt. Synthetische anorganische fosforen werden in 1603 bereid door schoenmaker-alchemist Vincenzo Cascariolo uit Bologna door het verminderen van het natuurlijke mineraal bariumsulfaat met houtskool om bariumsulfide te synthetiseren. Blootstelling aan zonlicht zorgde ervoor dat de fosfor een langlevende gele gloed uitstraalde, en er werd voldoende rekening mee gehouden dat velen naar Bologna reisden om het mineraal (de zogenaamde Bologna stenen) te verzamelen en hun eigen fosfor te maken. Later werk van de Italiaanse astronoom Niccolò Zucchi in 1652 toonde aan dat de fosforescentie wordt uitgezonden op langere golflengten dan nodig is om de fosfor op te wekken; bijvoorbeeld, blauwe fosforescentie volgt UV-excitatie in diamanten. Bovendien toonde de Italiaanse natuurkundige Francesco Zanotti in 1728 aan dat fosforescentie dezelfde kleur behoudt, zelfs wanneer de kleur van de excitatiestraling wordt veranderd in toenemende energie. Deze zelfde eigenschappen zijn ook waar van fluorescentie.het moderne tijdperk van de organische fotochemie begon in 1866, toen de Russische chemicus Carl Julius von Fritzche ontdekte dat een geconcentreerde antraceenoplossing blootgesteld aan UV-straling als Neerslag uit de oplossing zou vallen. Deze neerslag gebeurt omdat de antraceen moleculen samen te voegen in paren, of dimeren, die niet langer oplosbaar.in de 19e en vroege 20e eeuw ontwikkelden wetenschappers een fundamenteel begrip van de basis voor fluorescentie en fosforescentie. De basis was het besef dat de materialen (kleurstoffen en fosforen) het vermogen moeten hebben om optische straling te absorberen (de Grotthus-Draper wet). De Duitse chemicus Robert Bunsen en de Engelse chemicus Henry Roscoe toonden in 1859 aan dat de hoeveelheid fluorescentie of fosforescentie werd bepaald door de totale hoeveelheid geabsorbeerde optische straling en niet door de energie-inhoud (d.w.z. de golflengte, kleur of frequentie) van de straling. In 1908 realiseerde de Duitse natuurkundige Johannes Stark zich dat de absorptie van straling een gevolg was van een kwantumtransitie, en dit werd verder uitgebreid door de Duitse natuurkundige Albert Einstein in 1912 om het behoud van energie te omvatten—de interne energie die door absorptie aan het molecuul wordt geïntroduceerd moet gelijk zijn aan het totaal van de energieën van elk individueel proces van energiedissipatie. Impliciet in de vorige zin is de fotochemische equivalentiewet, ook wel de Stark-Einstein-wet genoemd, die stelt dat een enkel molecuul precies één foton licht kan absorberen. De hoeveelheid energie die door een stof wordt geabsorbeerd is het product van het aantal geabsorbeerde fotonen en de energie van elk foton, maar het zijn de stralingsintensiteit en het aantal geabsorbeerde fotonen per seconde, en niet hun energie, die de omvang van fotochemische processen bepalen.
de hedendaagse kwantummechanische beschrijving van de absorptie van optische straling impliceert het bevorderen van een elektron van een laag-energetische orbitaal naar een meer energetische orbitaal. Dit is synoniem met zeggen dat het molecuul (of atoom) wordt bevorderd van zijn grondtoestand (of laagste energietoestand) naar een opgewekte toestand (of hogere energietoestand). Dit opgewekte molecuul heeft vaak drastisch verschillende eigenschappen van het molecuul van de grond-toestand. Bovendien is de opgewekte toestand van een molecuul van korte duur omdat een opeenvolging van gebeurtenissen het naar zijn oorspronkelijke grondtoestand zal terugkeren of een nieuwe chemische soort zal vormen die uiteindelijk zijn eigen grondtoestand zal bereiken.