荧光(Fluorescence)

张开发
2026/4/17 16:18:09 15 分钟阅读

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荧光(Fluorescence)
荧光Fluorescence是一种光致发光的物理现象。其核心原理是物质分子吸收高能量的光子后电子发生能级跃迁随后在极短时间内释放出低能量光子的过程。1. 荧光产生的三个阶段激发Excitation当分子受到外来光源如紫外线或蓝光照射时分子中的电子吸收能量从能量较低的基态S0跃迁到能量较高的激发态S1或S2或者更高能级。非辐射跃迁Non-radiative transition由于电子在激发态并不稳定它会先通过非辐射跃迁的方式如内转换 Internal Conversion,IC迅速放出掉一部分能量后到第一激发态的最低振动能级S1。发射Emission电子从第一激发态返回基态时剩余的能量以光的形式释放出来。由于在第二阶段损失了部分能量释放出的光子能量比吸收时低因此波长更长。2. 斯托克斯位移Stokes Shift荧光最重要的特性是发射光的波长总是长于激发光的波长。例子 物质吸收了高能的紫外线不可见发出的却是低能的绿光或红光可见。这种激发波长与发射波长之间的波长差被称为斯托克斯位移。3. 荧光和磷光的区别这两者很多人容易混淆其实主要区别在于电子跃迁的性质和持续时间荧光是电子从S1跃迁回S0持续时间极短10-9 - 10-8秒不会涉及电子自旋的改变。磷光是电子从T1跃迁回到S0持续时间较长几秒到几小时涉及电子自旋改变一般通过系间窜越Intersystem Crossing,ISC由激发态单重态跃迁到三重态。

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