分子光谱学
荧光与磷光
/ floo-RES-uhns, FOS-fuh-res-uhns /
荧光笔在黑光灯下仿佛在发光,而一颗玩具星星贴纸在你关灯之后还能继续亮上几分钟。两者都是吸收了光、又把光还回去的分子——只是一个几乎立刻就还,另一个却把光攒起来慢慢放。那瞬间的发光是荧光;那余留的余晖是磷光。
分子吸收光、被提升到激发电子态之后,可以通过发射一个光子来卸掉这份能量。在荧光中,分子几乎立刻就跌回去,在十亿分之一秒之内,因为这次返回在量子力学上很容易。在磷光中,分子先悄悄滑入一个特殊的、寿命更长的激发态,从那里往回跳的跃迁被选择定则所禁止,于是它被困在那儿,把光慢慢漏出来——可达数秒、数分钟,甚至更久。
这些过程在实践中极其重要:荧光标记能在生物学中点亮特定的分子,荧光染料让衣物和屏幕更明亮,磷光材料则在黑暗中发光。要记住的关键区别是时间和机理——荧光快,来自一个普通的激发态;磷光慢,是因为分子被困在一个它只能勉强离开的态里。两者发出的光都比所吸收的光能量更低(波长更长),因为有一部分能量先以热的形式损耗掉了。
通宁水在紫外光下泛着淡淡的蓝光,因为其中所含的奎宁是荧光性的——它吸收看不见的紫外,又立刻把它以可见的蓝光重新发出。夜光手表的表盘则反其道而行:它把能量储存起来,在房间变暗后通过磷光持续发亮数分钟。
荧光在光一照到时就发光;磷光则在之后继续发亮。
两者都不同于白炽——即灼热物体的发光:荧光和磷光是「冷」光,由吸收的光子产生,而不是由热产生,这正是为什么一件荧光或夜光物体摸上去依然是凉的。
又称
另见