historia
användningen av fotokemi av människor började i slutet av bronsåldern 1500 fvt när Kanaanitiska folk bosatte sig den östra kusten av Medelhavet. De förberedde ett lila snabbt färgämne (nu kallat 6,6′-dibromoindigotin) från en lokal blötdjur med hjälp av en fotokemisk reaktion, och dess användning nämndes senare i Järnåldersdokument som beskrev tidigare tider, såsom Homeros epos och Pentateuch. Faktiskt, ordet Kanaan kan betyda ” rödaktig lila.”Detta färgämne, känt som Tyrian purple, användes senare för att färga kapporna på de romerska kejsarna.
i den enklaste fotokemiska processen kan upphetsade tillstånd avge ljus i form av fluorescens eller fosforescens. I 1565, medan han undersökte ett mexikanskt trä som lindrade den obehagliga smärtan av urinstenar, gjorde den spanska läkaren Nicol Aussis Monardes ett vattenhaltigt (vattenbaserat) extrakt av träet, som glödde blått när det utsattes för solljus. 1853 märkte den engelska fysikern George Stokes att en kininlösning utsatt för blixtnedslag gav en kort blå glöd, som han kallade fluorescens. Stokes insåg att blixten gav energi i form av UV-ljus. Kininmolekylerna absorberade denna energi och släppte sedan tillbaka den som mindre energisk blå strålning. (Toniskt vatten lyser också blått på grund av kinin, vilket tillsätts för att ge en bitter smak.)
på 16-talet florentinska skulptören Benvenuto Cellini erkänt att en diamant utsätts för solljus och sedan placeras i skuggan gav bort en blå glöd som varade i många sekunder. Denna process kallas fosforescens och skiljer sig från fluorescens med den tid den kvarstår. Syntetiska oorganiska fosforer framställdes 1603 av skomakare-alkemisten Vincenzo Cascariolo från Bologna genom att reducera det naturliga mineralet bariumsulfat med kol för att syntetisera bariumsulfid. Exponering för solljus orsakade fosforen att avge en långlivad gul glöd, och det ansågs tillräckligt att många reste till Bologna för att samla mineralet (kallas Bologna stenar) och göra sin egen fosfor. Efterföljande arbete av den italienska astronomen Niccol Bisexuell Zucchi 1652 visade att fosforescensen emitteras vid längre våglängder än vad som behövs för att excitera fosforen; till exempel följer blå fosforescens UV-excitation i diamanter. Dessutom visade den italienska fysikern Francesco Zanotti 1728 att fosforescens håller samma färg även när färgen på excitationsstrålningen ändras till ökande energi. Samma egenskaper gäller också för fluorescens.den moderna eran av organisk fotokemi började 1866, då den ryska kemisten Carl Julius von Fritzche upptäckte att en koncentrerad antracenlösning utsatt för UV-strålning skulle falla från lösningen som en fällning. Denna Nederbörd händer eftersom antracenmolekylerna förenas i par eller dimerer, som inte längre är lösliga.
under 19 och början av 20-talet utvecklade forskare en grundläggande förståelse för grunden för fluorescens och fosforescens. Grunden var insikten att materialen (färgämnen och fosfor) måste ha förmåga att absorbera optisk strålning (Grotthus-Draper-lagen). Den tyska kemisten Robert Bunsen och den engelska kemisten Henry Roscoe demonstrerade 1859 att mängden fluorescens eller fosforescens bestämdes av den totala mängden optisk strålning som absorberades och inte energiinnehållet (dvs. våglängden, färgen eller frekvensen) av strålningen. 1908 insåg den tyska fysikern Johannes Stark att absorption av strålning var en följd av en kvantövergång, och detta utvidgades ytterligare av den tyska fysikern Albert Einstein 1912 för att inkludera bevarande av energi—den inre energin som introduceras till molekylen genom absorption måste vara lika med summan av energierna i varje enskild process av energiavledning. Implicit i föregående mening är den fotokemiska ekvivalenslagen, även kallad Stark-Einstein-lagen, som säger att en enda molekyl kan absorbera exakt en ljusfoton. Mängden energi som absorberas av ett ämne är produkten av antalet absorberade fotoner och energin hos varje foton, men det är strålningsintensiteten och antalet absorberade fotoner per sekund, och inte deras energi, som bestämmer omfattningen av fotokemiska processer.
den samtida kvantmekaniska beskrivningen av absorptionen av optisk strålning innefattar främjande av en elektron från en lågenergibana till en mer energisk orbital. Detta är synonymt med att säga att molekylen (eller atomen) främjas från dess marktillstånd (eller lägsta energitillstånd) till ett upphetsat tillstånd (eller högre energitillstånd). Denna upphetsade tillståndsmolekyl har ofta drastiskt olika egenskaper från marktillståndsmolekylen. Dessutom är en molekyls upphetsade tillstånd kortlivat eftersom en sekvens av händelser antingen kommer att returnera den till sitt ursprungliga marktillstånd eller bilda en ny kemisk art som så småningom kommer att nå sitt eget marktillstånd.