La photosynthèse

Lorsqu'un pigment absorbe l'énergie associé à un photon, un électron du réseau de doubles liaisons conjuguées passe de l'état fondamental à un état excité qui correspond à la quantité d'énergie associée au photon. Plus l'énergie associée au photon est importante, plus l'état d'excitation est élevé. Les niveaux d'excitation sont indiqués par la position des bandes d'absorbance d'un pigment.

Les électrons se trouvant dans les états excités sont instables et retournent spontanément vers le niveau d'énergie le plus bas. Au cours de cette transition, ils libèrent l'énergie absorbée lors de l'excitation. L'énergie est dissipée, soit sous forme de fluorescence, soit sous forme de chaleur. Pour les molécules de chlorophylle, la dissipation par émission de fluorescence ne se réalise qu'à partir du premier état d'excitation. Le spectre d'émission de fluorescence ne présente donc qu'une seule bande. Elle est légèrement décalée vers les grandes longueurs d'onde en raison de la perte d'énergie se déroulant au sein du premier état d'excitation. La différence entre les maxima d'absorbance et d'émission de fluorescence est appelée le déplacement de Stokes.

Ces deux voies de dissipation sont utilisées pour dissiper l'énergie lorsque les pigments sont en solution. Si l'on conçoit qu'un système utilise l'énergie d'excitation pour effectuer un travail biochimique, les autres voies de dissipation doivent être les moins actives possibles. C'est ce qui se passe dans l'appareil photosynthétique.