熒光
編輯熒光是物質吸收光或其他電磁輻射后發出的光。 它是一種發光形式。 在大多數情況下,發射的光比吸收的輻射具有更長的波長,因此具有更低的光子能量。 當吸收的輻射處于電磁波譜的紫外線區域(人眼不可見),而發射的光處于可見區域時,就會出現熒光的明顯例子; 這使熒光物質具有獨特的顏色,只有當該物質暴露在紫外線下時才能看到。 當輻射源停止時,熒光材料幾乎立即停止發光,這與磷光材料不同,磷光材料會在一段時間后繼續發光。
熒光有許多實際應用,包括礦物學、寶石學、醫學、化學傳感器(熒光光譜)、熒光標記、染料、生物探測器、宇宙射線探測、真空熒光顯示器和陰極射線管。 它最常見的日常應用是在(氣體放電)熒光燈和 LED 燈中,其中熒光涂層將紫外線或藍光轉換為更長的波長,從而產生白光,這種白光甚至看起來與傳統但節能的白熾燈沒有區別 燈。
熒光在自然界中也經常出現在某些礦物中,并以所有生命王國的許多生物形式出現。 后者可稱為生物熒光,表明熒光團是活生物體的一部分或從中提取(而不是無機染料或染色劑)。 但由于熒光是由于一種特定的化學物質引起的,而且在大多數情況下也可以是人工合成的,所以將物質本身描述為熒光就足夠了。
歷史
編輯1560 年,Bernardino de Sahagún 和 Nicolás Monardes 于 1565 年在被稱為 lignum nephriticum(拉丁語為腎木)的輸液中描述了熒光的早期觀察。 它源自兩種樹種的木材,紫檀和多穗紫檀。產生這種熒光的化合物是 matlaline,它是這種木材中發現的一種類黃酮的氧化產物。
1819 年,E.D. Clarke 和 René Just Haüy 于 1822 年描述了螢石中的熒光,David Brewster 爵士于 1833 年描述了葉綠素的現象,John Herschel 爵士于 1845 年對奎寧進行了同樣的描述。
喬治·加布里埃爾·斯托克斯 (George Gabriel Stokes) 在其 1852 年關于光的折射率(波長變化)的論文中描述了螢石和鈾玻璃將可見光譜紫色端以外的不可見光轉變為藍光的能力。 他將這種現象命名為熒光
我幾乎傾向于從螢石 [即螢石] 中創造一個詞,并將外觀稱為熒光,因為類似的術語乳光源自礦物的名稱。(p479,腳注)
該名稱源自礦物螢石(二氟化鈣),其中一些實例含有微量二價銪,用作發出藍光的熒光激活劑。 在一項關鍵實驗中,他用棱鏡將紫外線從太陽光中隔離出來,并觀察了由它照射的奎寧乙醇溶液發出的藍光。
物理原理
編輯機制
當激發的分子、原子或納米結構通過發射光子而不改變電子自旋而弛豫到較低能態(通常是基態)時,就會發生熒光。 當初態和終態具有不同的多重性(自旋)時,這種現象稱為磷光。
大多數分子的基態是單線態,記為 S0。 一個明顯的例外是分子氧,它具有三線態基態。 吸收能量為 h ν e x {\displaystyle h\nu _{ex}} 的光子會產生與基態具有相同多重性(自旋)的激發態,通常是單線態(Sn,n > 0) .
在解決方案中,狀態 n >; 通過非輻射過程將能量轉移到溶劑分子,1 快速弛豫到xxx激發態 (S1) 的最低振動水平,包括內部轉換,然后是振動弛豫,其中能量以熱量形式耗散。 因此,最常見的是,熒光從xxx單線態激發態 S1 發生。 熒光是伴隨激發態弛豫到基態的光子發射。
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