荧光和磷光分别是怎么来的？-EDN 电子技术设计

 物质吸收辐射能产生的激发态电子回迁至基态时所产生的发光现象称为光致发光，常见的光致发光分为荧光和磷光。

想必大家都是认真学习的好孩纸

在教室里

都面朝书本背朝天

花板~

自然难以发现

教室里隐藏的“绝世高手”

小编就不一样了

作为“学渣代表”

就让荔枝果冻来帮助大家揭开他的真面目

他就是

普普通通并且经常故障的日光灯会有什么能耐？

其实是获得了一本武林秘籍......

武林秘籍：光致发光7diednc

物质吸收辐射能产生的激发态电子回迁至基态时所产生的发光现象称为光致发光，常见的光致发光分为荧光和磷光。

荧光来源：百度

磷光来源：百度

小编是不是买到盗版秘籍了，两种发光看起来一模一样，有什么区别吗？

欸嘿，那就要用到我们中学物理化学知识了！

能级与跃迁7diednc

原子由原子核与核外电子构成，电子围绕原子核在特定、分立的轨道上运动，如下图。

核外电子排布来源：百度

各个轨道上的电子具有分立的能量，这些能量值即为能级

能级示意图来源：百度

电子能够在不同能级之间发生跃迁。电子吸收能量能够跃迁至更高的能级，或者释放能量（热、光等）跃迁至更低的能级，焰色反应就是吸收热能释放光子的能级跃迁。7diednc

能级跃迁来源：百度

焰色反应来源：百度

电子能级的多重性7diednc

电子除了围绕原子核运动之外，还存在电子自旋，是电子的基本性质之一，它在空间任何方向上的投影只能取两个数值s=+1/2、-1/2。

电子自旋来源：百度

当我们考虑双电子的状态时，就会发现同一能级上的电子具有不同的状态：对于自旋方向相反的两个电子，总自旋量子数为0（即1/2-1/2）称为单重态；对于自旋方向相同的两个电子，总自旋量子数为1（即1/2+1/2）称为三重态。

电子能级多重性来源：百度

荧光与磷光7diednc

荧光：通过紫外线照射荧光物质时，大量的基态（单重态S₀）电子吸收光子能量，跃迁至激发态（单重态S₁、S₂），通过非辐射跃迁过程到达激发态S₁最低振动能级，最终跃迁至基态并释放出光子，即为发出荧光，时间约为10^-7~10^-9 s。

发出荧光的波长大于吸收的紫外线，日光灯就是利用气体放电产生的紫外线激发管壁上的荧光粉，发出可见光。

磷光：当激发单重态（S₁）与三重态（T₁）振动能级重叠时，处于激发态的电子自旋方向发生改变，从而使电子能级的多重性改变，电子通过这样的系间跨越到达三重态T₁的能级，随后跃迁至基态并发出磷光。

光致发光原理图来源：百度

与荧光不同的是，三重态T₁至单重态S₀的跃迁是被选择定则禁止的，这一过程需要很长的时间（从10秒到数分钟乃至数小时不等），当停止入射光后，物质中还有相当数量的电子继续保持在亚稳态上并持续发光，直到所有的电子回到基态，因此夜明珠即使到了夜晚，也能持续发出微弱光亮。

激光诱导荧光技术（LIF）7diednc

由于不同物质能级结构的不同，利用激光将物质中的粒子从基态跃迁至激发态，通过探测粒子回到基态时发射出的荧光光谱，就能对物质进行定性或定量的分析。

对于能够发出荧光的物质，可以利用物质自身发射的荧光进行测定分析。

由于有些物质本身不发射荧光（或荧光很弱），可以使用某些试剂（如荧光染料），使其与不发射荧光的物质生成络合物，这种络合物能发射荧光，就能对一些原来不发荧光的物质进行荧光分析。

平面激光诱导荧光测试系统来源：百度

这么厉害的武林秘籍，难道就只能用来照明吗？真是暴殄天物！

其实，它早就被用于生活的方方面面，留下了许多事迹与功绩！

事迹一：人体医学7diednc

癌症诊断7diednc

癌症作为人类生命的主要威胁之一，仍然在世界范围内危害许多人的健康。依靠现有的治疗手段，大部分早期肿瘤能够得到根治，然而早期癌症往往病变微小，面积小、厚度薄，而且症状不明显甚至察觉不到，仅凭肉眼观察或常规的检测手段，如型超声波检查、医用内窥镜检查、光检查等，漏诊率较高，当出现明显病症时，癌症己进入晚期，所以对癌症治愈率还很低。

癌细胞荧光图来源：百度百科

人体组织含有很多能够发射荧光的物质，如胶原、核黄素、色氨酸等。同一组织的不同部位，其生化成分与结构基本相同，所以直接用适当波长的低功率激光(或单色光)照射时，产生的自体荧光光谱特性也相同或相近。但发生于该组织的肿瘤，因为存在成分、结构及代谢状况上的变异，所以其荧光光谱特性与正常组织存在一种或多种差异，根据这些差异就可以区分肿瘤组织与正常组织，能够实现早期癌症的诊断。