i organiske molekyler er scintillasjon et produkt av π-orbitaler. Organiske materialer danner molekylære krystaller hvor molekylene er løst bundet Av van Der Waals krefter. Grunntilstanden TIL 12C er 1s2 2s2 2p2. I valensbindingsteori, når karbon danner forbindelser, blir en av 2s-elektronene begeistret i 2p-tilstanden, noe som resulterer i en konfigurasjon av 1s2 2s1 2p3. For å beskrive de forskjellige valensene av karbon, anses de fire valenselektronorbitaler, en 2s og tre 2p, å være blandet eller hybridisert i flere alternative konfigurasjoner. For eksempel, i en tetrahedral konfigurasjon s og p3 orbitaler kombineres for å produsere fire hybrid orbitaler. I en annen konfigurasjon, kjent som trigonal konfigurasjon, forblir en av p-orbitalene (si pz) uendret og tre hybridorbitaler produseres ved å blande s -, px-og py-orbitalene. Orbitalene som er symmetriske om bindingsaksene og planet til molekylet (sp2) er kjent som σ-elektroner og bindingene kalles σ-obligasjoner. Pz-orbitalet kalles en π-orbital. En ③ – obligasjon oppstår når to π-orbitaler samhandler. Dette skjer når deres nodale fly er coplanar.

i visse organiske molekyler samhandler π-orbitaler for å produsere et felles nodalplan. Disse danner delokaliserte π-elektroner som kan bli begeistret av stråling. De-excitering av de delokaliserte π-elektronene resulterer i luminescens.

de opphissede tilstandene til π-elektronsystemer kan forklares med perimeter free-electron-modellen (Platt 1949). Denne modellen brukes til å beskrive polycykliske hydrokarboner som består av kondenserte systemer av benzenoidringer der Ingen c-atom tilhører mer enn to ringer og hvert c-atom er i periferien.

ringen kan tilnærmes som en sirkel med omkrets l. Bølgefunksjonen til elektron-orbitalet må tilfredsstille tilstanden til en planrotator:

ψ (x) = ψ (x + l) {\displaystyle \psi (x)=\ psi (x+l)\,}

de tilsvarende løsningene Til schrö bølgeligningen er:

ψ 0 = ( 1 l ) 1 2 q ψ 1 = ( 2 l ) 1 2 cos ⁡ ( 2 π q x l ) q ψ 2 = ( 2 l ) 1 2 synd ⁡ ( 2 π q x l ) Og q = q 2 ℏ 2 2 m 0 l 2 {\displaystyle {\begin{justert}\psi _{0}&=\left({\frac {1}{l}}\right)^{\frac {1}{2}}\\\psi _{q1}&=\left({\frac {2}{l}}\right)^{\frac {1}{2}}\cos {\left({\frac {2\pi \ qx}{l}}\right)}\\\psi _{q2}&=\left({\frac {2}{l}}\right)^{\frac {1}{2}}\synd {\left({\frac {2\pi \ qx}{l}}\right)}\\E_{q}&={\frac {q^{2}\hbar ^{2}}{2m_{0}l^{2}}}\end{justert}}}

hvor q er det orbitale ringkvantumnummeret; antall noder av bølgefunksjonen. Siden elektronen kan spinne opp og spinne ned og kan rotere om sirkelen i begge retninger, er alle energinivåene unntatt de laveste dobbelt degenererte.

ovenstående viser det elektroniske energinivået til et organisk molekyl. Absorpsjon av stråling følges av molekylær vibrasjon Til s1-tilstanden. Dette følges av en de-excitasjon Til s0-tilstanden kalt fluorescens. Befolkningen i triplettstater er også mulig på annen måte. Triplett stater forfall med en mye lengre forfallstid enn singlet stater, noe som resulterer i det som kalles den langsomme komponenten av forfallsprosessen (fluorescensprosessen kalles den raske komponenten). Avhengig av det spesielle energitapet av en bestemt partikkel (dE/dx), er de «raske» og «sakte» tilstandene okkupert i forskjellige proporsjoner. De relative intensitetene i lysutgangen av disse tilstandene varierer dermed for forskjellige dE / dx. Denne egenskapen til scintillatorer tillater pulsformer diskriminering: det er mulig å identifisere hvilken partikkel som ble oppdaget ved å se på pulsformen. Selvfølgelig er forskjellen i form synlig i den bakre siden av pulsen, siden den skyldes forfall av de opphissede tilstandene.