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荧光原理


荧光是物质经某个特征波长激发光照射后,发出大于激发光波长的光的物理现象。荧光是辐射跃迁的一种,是物质从激发态失活到多重性相同的低能状态时所释放的辐射。
 

基态:当一个分子中的所有电子的排布都遵从构造原理时,此分子被称为处于基态。
 

激发态:当一个分子中的电子排布不完全遵从构造原理时,此分子被称为处于激发态。
 

构造原理:电子在原子或分子中排布所遵循的规则
 

其本质是物质分子吸收了激发光的能量,短波长的激发光使其周围的电子由基态跃迁到能量更高的第一激发态,或是第二激发态。在激发态的电子非常不稳定,它们会以多种不同的形式释放能量,从而回到基态,这是一个很复杂的过程。
 

首先,高能级能带上的电子以及第一激发态高能带上的电子通过系统内能量转换、振动弛豫等无辐射跃迁,回到第一激发态*低的能带上;在第一激发态*低能带上的电子通过辐射跃迁回到基态不同能带上,这个过程中能量以光的形式释放出来,这就是荧光。荧光衰减时间一般可以从皮秒到微秒量级。
 

在另一种情况下,在第一激发态*低能带上的电子通过系统间跨越,释放能量到三线态,进而由三线态辐射跃迁回到基态不同能带上,在这个过程中能量也发光的形式释放出来,这个过程被称之为磷光。相对在激发光消失后立刻淬灭的荧光来讲,磷光的持续时间会明显的变长。磷光的衰减时间一般可从微秒到秒量级,有的可以到十几秒,甚至跨越更长的时间范围。