磷光
編輯鐳光是一種與熒光有關的光致發光。 當暴露于較短波長的光(輻射)時,磷光物質會發光,吸收光并以較長波長重新發射光。 與熒光不同,磷光材料不會立即重新發射它吸收的輻射。 相反,磷光材料會吸收一些輻射能量,并在輻射源移除后重新發射能量更長的時間。
在一般意義上,熒光和磷光的發射時間之間沒有明顯的界限(即:如果一種物質在黑光下發光,它通常被認為是熒光的,如果它在黑暗中發光,它通常簡稱為磷光)。 在現代科學意義上,這些現象通常可以根據產生光的三種不同機制以及這些機制發光的典型時間尺度進行分類。 熒光材料在激發輻射消失后的幾納秒(十億分之一秒)內停止發光,而磷光材料可能會在激發輻射消失后繼續發出從幾微秒到數小時不等的余輝。
有兩種不同的機制可以產生磷光,稱為三線態磷光(或簡稱磷光)和持久磷光(或持久發光)。 當原子吸收高能光子時發生三重態磷光,能量被鎖定在電子的自旋多重性中,通常從熒光單重態變為較慢的發射三重態。 再發射的較慢時間尺度與量子力學中的禁能態躍遷有關。 由于這些躍遷在某些材料中發生得相對較慢,吸收的輻射以較低的強度重新發射,范圍從激發移除后的幾微秒到多達一秒不等。
另一方面,當高能光子被原子吸收并且其電子被困在結晶或非晶材料晶格的缺陷中時,會發生持久性磷光。 諸如缺失原子(空位缺陷)之類的缺陷可以像陷阱一樣捕獲電子,存儲該電子的能量,直到被隨機的熱(振動)能量尖峰釋放。 然后,這種物質會發出強度逐漸降低的光,范圍從最初激發后的幾秒到幾小時不等。
磷光材料的日常例子是在黑暗中發光的玩具、貼紙、油漆和鐘表,它們在被強光充電后發光,例如在任何正常的閱讀或室內燈下。 通常情況下,光會慢慢消失,有時在幾分鐘內或在黑暗的房間里長達幾個小時。
詞源
編輯磷光一詞來自古希臘語 φ?? (phos),意思是光,希臘語后綴 -φ?ρο? (-phoros),意思是承受,結合拉丁語后綴 -escentem,意思是成為,傾向于,或 與本質。 因此,磷光字面意思是具有發光的傾向。 它于 1766 年首次被記錄下來。
自中世紀以來,磷光體一詞就被用來描述在黑暗中發光的礦物。 最著名但不是xxx個的是博洛尼亞磷光體。 1604 年左右,Vincenzo Casciarolo 在意大利博洛尼亞附近發現了一塊太陽系青金石。 一旦在富氧爐中加熱,它就會吸收陽光并在黑暗中發光。 1677 年,Hennig Brand 分離出一種新元素,這種元素暴露在空氣中會發生化學發光反應而發光,并將其命名為磷。
相比之下,術語發光(來自拉丁文流明)由 Eilhardt Wiedemann 于 1888 年創造,指代沒有熱量的光,而熒光則由喬治斯托克斯爵士于 1852 年創造,當時他注意到,當暴露溶液時 將硫酸奎寧轉化為通過棱鏡折射的光,當暴露于光譜紫色端以外的神秘不可見光(現在稱為紫外線)時,溶液會發光。 Stokes 結合了螢石和乳光(更喜歡使用礦物而不是溶液)形成了這個術語,盡管后來發現螢石由于磷光而發光。
在整個 19 世紀末到 20 世紀中葉,這些術語的含義之間存在很多混淆。 熒光一詞往往指的是從激發中移開后立即停止的發光(按照人眼標準),而磷光實際上指的是在黑暗中發光相當長一段時間的任何物質,有時甚至包括化學發光(偶爾會產生大量的 熱)。
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