荧光与磷光
光致发光基础
光致发光发生在分子吸收能量时。如果光引起电子激发，则分子被称为激发态。如果光引起振动激发，分子称为热分子。分子可能通过吸收不同类型的能量而被激发，例如物理能（光）、化学能或机械能（例如摩擦或压力）。吸收光或光子可能导致分子变得既热又兴奋。当被激发时，电子被提升到更高的能级。当它们返回到一个更低、更稳定的能级时，光子被释放。光子被认为是光致发光。这两种类型的光致发光分别是荧光和磷光。
荧光的工作原理
在荧光中，高能（短波、高频）光被吸收，使电子进入激发能状态。通常，被吸收的光在紫外线范围内，吸收过程发生得很快（间隔10-15秒），并且不会改变电子自旋的方向。荧光发生得如此之快，以至于如果你关灯，材料就会停止发光。
荧光发出的光的颜色（波长）几乎与入射光的波长无关。除了可见光，红外线或红外线也被释放。振动弛豫在入射辐射被吸收后约10-12秒释放红外光。对电子基态的去激发会发出可见光和红外光，并在能量被吸收后10-9秒左右发生。荧光材料吸收光谱和发射光谱之间的波长差异称为斯托克斯位移。
荧光的例子
荧光灯和霓虹灯标志是荧光的例子，在黑光下发光的材料也是荧光的例子，但一旦紫外光关闭，它们就会停止发光。有些蝎子会发出荧光。只要紫外线提供能量，它们就会发光。然而，动物的外骨骼不能很好地保护它免受辐射，所以你不应该长时间打开黑光灯来看到蝎子发光。有些珊瑚和真菌是荧光的。许多荧光笔也是荧光笔。
磷光如何工作
与荧光一样，磷光材料吸收高能光（通常是紫外线），使电子进入高能状态，但向低能状态的转变速度要慢得多，电子自旋的方向可能会改变。在灯光关闭后，磷光材料可能会发光几秒钟甚至几天。磷光比荧光持续时间长的原因是因为激发的电子跃迁到比荧光更高的能级。电子有更多的能量损失，可能在激发态和基态之间的不同能级上花费时间。
电子在荧光中从不改变自旋方向，但在磷光过程中，如果条件合适，电子可以改变自旋方向。这种自旋翻转可能发生在能量吸收期间或之后。如果没有自旋翻转发生，则称分子处于单线态。如果一个电子确实经历了自旋翻转，就会形成三重态。三重态有很长的寿命，因为电子只有在翻转到原始状态时才会降到低能态。由于这种延迟，磷光材料似乎“在黑暗中发光”。
磷光的例子
磷光材料用于枪瞄准器，在黑暗的恒星中发光，以及用于制作恒星壁画的颜料。磷元素在黑暗中发光，但不是磷光。
其他类型的发光
荧光和磷光只是材料发出光的两种方式。其他发光机制包括摩擦发光、生物发光和化学发光。
- 发表于 2021-09-04 12:28
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- 分类：化学
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