荧光

荧光是物质吸收光或其他电磁辐射后发出的光。 它是一种发光形式。 在大多数情况下，发射的光比吸收的辐射具有更长的波长，因此具有更低的光子能量。 当吸收的辐射处于电磁波谱的紫外线区域（人眼不可见），而发射的光处于可见区域时，就会出现荧光的明显例子； 这使荧光物质具有独特的颜色，只有当该物质暴露在紫外线下时才能看到。 当辐射源停止时，荧光材料几乎立即停止发光，这与磷光材料不同，磷光材料会在一段时间后继续发光。

荧光有许多实际应用，包括矿物学、宝石学、医学、化学传感器（荧光光谱）、荧光标记、染料、生物探测器、宇宙射线探测、真空荧光显示器和阴极射线管。 它最常见的日常应用是在（气体放电）荧光灯和 LED 灯中，其中荧光涂层将紫外线或蓝光转换为更长的波长，从而产生白光，这种白光甚至看起来与传统但节能的白炽灯没有区别 灯。

荧光在自然界中也经常出现在某些矿物中，并以所有生命王国的许多生物形式出现。 后者可称为生物荧光，表明荧光团是活生物体的一部分或从中提取（而不是无机染料或染色剂）。 但由于荧光是由于一种特定的化学物质引起的，而且在大多数情况下也可以是人工合成的，所以将物质本身描述为荧光就足够了。

1560 年，Bernardino de Sahagún 和 Nicolás Monardes 于 1565 年在被称为 lignum nephriticum（拉丁语为肾木）的输液中描述了荧光的早期观察。 它源自两种树种的木材，紫檀和多穗紫檀。产生这种荧光的化合物是 matlaline，它是这种木材中发现的一种类黄酮的氧化产物。

1819 年，E.D. Clarke 和 René Just Haüy 于 1822 年描述了萤石中的荧光，David Brewster 爵士于 1833 年描述了叶绿素的现象，John Herschel 爵士于 1845 年对奎宁进行了同样的描述。

乔治·加布里埃尔·斯托克斯 (George Gabriel Stokes) 在其 1852 年关于光的折射率（波长变化）的论文中描述了萤石和铀玻璃将可见光谱紫色端以外的不可见光转变为蓝光的能力。 他将这种现象命名为荧光

我几乎倾向于从萤石 [即萤石] 中创造一个词，并将外观称为荧光，因为类似的术语乳光源自矿物的名称。（p479，脚注）

该名称源自矿物萤石（二氟化钙），其中一些实例含有微量二价铕，用作发出蓝光的荧光激活剂。 在一项关键实验中，他用棱镜将紫外线从太阳光中隔离出来，并观察了由它照射的奎宁乙醇溶液发出的蓝光。

当激发的分子、原子或纳米结构通过发射光子而不改变电子自旋而弛豫到较低能态（通常是基态）时，就会发生荧光。 当初态和终态具有不同的多重性（自旋）时，这种现象称为磷光。

大多数分子的基态是单线态，记为 S0。 一个明显的例外是分子氧，它具有三线态基态。 吸收能量为 h ν e x {\displaystyle h\nu _{ex}} 的光子会产生与基态具有相同多重性（自旋）的激发态，通常是单线态（Sn，n > 0） .

在解决方案中，状态 n >; 通过非辐射过程将能量转移到溶剂分子，1 快速弛豫到xxx激发态 (S1) 的最低振动水平，包括内部转换，然后是振动弛豫，其中能量以热量形式耗散。 因此，最常见的是，荧光从xxx单线态激发态 S1 发生。 荧光是伴随激发态弛豫到基态的光子发射。