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常用荧光波长荧光是一种常见的自然现象，是物体在受到光线激发后发出的可见光。
荧光的波长范围广泛，从紫外光到红外光都有不同的荧光波长。
本文将从常用的荧光波长出发，介绍一些与之相关的知识和应用。
让我们来了解一下紫外荧光。
紫外荧光是指当物体受到紫外光照射后，发出可见光的现象。
常见的紫外荧光波长有365纳米和254纳米。
紫外荧光在生物领域有广泛的应用，例如在DNA分析中，常用荧光染料进行标记，以便观察和研究DNA的结构和功能。
接下来是蓝色荧光。
蓝色荧光波长一般在450纳米左右。
蓝色荧光在日常生活中也有一些应用，比如蓝色荧光笔、蓝色荧光粉等。
此外，蓝色荧光还被广泛应用于LED照明领域，因为蓝色荧光可以激发黄色荧光粉产生白光，从而实现白光LED的制造。
绿色荧光是我们常见的一种荧光颜色，其波长一般在520纳米左右。
绿色荧光在荧光剂、涂料、荧光灯等领域都有广泛的应用。
另外，绿色荧光还被用于荧光显微镜中，以增强对细胞和组织的观察。
黄色荧光波长一般在570纳米左右。
黄色荧光在显示器、指示灯等领域有广泛的应用。
此外，黄色荧光也常被用于研究中的标记物，比如用于追踪细胞内的蛋白质运动。
红色荧光是可见光中波长最长的一种荧光，其波长一般在650纳米左右。
红色荧光在生物标记、光学显微镜等领域有广泛的应用。
此外，红色荧光还被用于制造红色荧光粉和红色荧光笔等产品。
除了常见的荧光波长，还有一些特殊的荧光现象也值得关注。
比如近红外荧光，其波长范围在700纳米到900纳米之间。
近红外荧光在医学影像学中有广泛的应用，比如近红外荧光成像可以用于检测肿瘤、血液供应等。
总的来说，荧光是一种有趣的现象，不同波长的荧光具有不同的应用。
通过对荧光的研究和应用，我们可以更好地理解和利用光的性质，推动科学技术的发展。
希望本文对读者能够增加对荧光的了解，并对其应用领域有所启发。
荧光产生原理
荧光产生原理是指物质在受到激发后，能够发出荧光的过程。
荧光产生原理是由于物质受到外部能量激发后，电子跃迁到激发态，再从激发态返回基态时释放出能量的过程。
下面我们将详细介绍荧
光产生原理的相关知识。
首先，荧光产生的基本过程是激发态的电子从高能级跃迁到低
能级的基态，释放出能量。
这个过程中，激发态的电子会停留一段
时间，称为寿命。
在这个寿命期间，电子会释放出光子，产生荧光。
这种发光的特性是荧光产生原理的核心。
其次，荧光产生的原理与分子结构密切相关。
不同的分子结构
会影响激发态和基态之间的跃迁能级差，从而影响荧光产生的波长
和强度。
一般来说，含有芳香环的化合物更容易产生荧光，因为芳
香环的共轭结构能够降低能级差，促进电子跃迁。
此外，荧光产生还受到溶剂的影响。
溶剂的极性和粘度会影响
分子的振动和旋转，从而影响激发态和基态之间的跃迁速率。
一般
来说，极性溶剂会增加分子的振动和旋转，降低激发态的寿命，加
快荧光发射过程。
最后，荧光产生原理还受到温度的影响。
温度的升高会增加分子的振动和旋转速率，从而影响激发态和基态之间的跃迁速率。
一般来说，温度的升高会减少激发态的寿命，加快荧光发射过程。
总的来说，荧光产生原理是一个复杂的过程，受到多种因素的影响。
通过深入研究荧光产生原理，我们可以更好地理解荧光现象的本质，为荧光材料的设计和应用提供理论基础。
希望本文对荧光产生原理有所帮助，谢谢阅读。
1.把各种能量转换为光能的过程主要有两种: 其一是热辐射，其二是发光。
2. 按照激发能的不同可以把发光分类为光致发光（紫外波段发光或真空紫外波段发光激发）、阴极射线发光（电子束流激发）、电离辐射发光（Ｘ射线、γ射线及高能离子激发）、电致发光（直流或交流电场激发）、化学发光（由化学反应能激发）、生物发光（由生物能激发）、摩擦发光（由机械应力激发）等。
3. 发光材料是由作为材料主体的化合物（基质）和选定掺入的少量以至微量的杂质离子（激活剂）所组成，有时还掺入另一种杂质离子作为敏化剂。
4. 荧光，又作“萤光”，是指一种光致发光的冷发光现象。
当某种常温物质经某种波长的入射光（通常是紫外线或X射线）照射，吸收光能后进入激发态，并且立即退激发并发出比入射光的的波长长的出射光（通常波长在可见光波段）；而且一旦停止入射光，发光现象也随之立即消失。
具有这种性质的出射光就被称之为荧光。
在日常生活中，人们通常广义地把各种微弱的光亮都称为荧光，而不去仔细追究和区分其发光原理。
5. 荧光淬灭（fluorescence quenching）又称荧光熄灭或萃灭：是指导致特定物质的荧光强度和寿命减少的所有现象。
6.荧光熄灭剂:引起荧光熄灭的物质称为荧光熄灭剂。
如，卤素离子、重金属离子、氧分子以及硝基化合物、重氮化合物、羧基和羰基化合物均为常见的荧光熄灭剂。
7.荧光淬灭的原因很多，机理也很复杂，主要包括：①因荧光物质的分子和熄灭剂分子碰撞而损失能量；②荧光物质的分子与熄灭剂分子作用生成了本身不发光的的配位化合物；③溶解氧的存在，使得荧光物质氧化，或是由于氧分子的顺磁性，促进了体系间跨越，使得激发单重态的荧光分子生在荧光物质分子与猝灭剂分子之间8.静态猝灭：当基态荧光分子与猝灭剂之间通过弱的结合生成复合物，且该复合物使荧光猝灭的现象称为静态猝灭。
动态猝灭：如果激发态荧光分子与猝灭剂碰撞使其荧光猝灭则称为动态猝灭。
动态猝灭：温度增高，猝灭增强；静态猝灭：温度增高，猝灭降低。
纸币中的荧光—基础知识介绍一、什么是“荧光”？荧光，又作“萤光”，是指一种光致发光的冷发光现象。
当某种常温物质经某种波长的入射光（通常是紫外线或X射线）照射，吸收光能后进入激发态，并且立即激发并发出比入射光的波长长的反射光（通常波长在可见光波段）；而且一旦停止入射光，发光现象也随之立即消失。
具有这种性质的反射光就被称之为荧光。
在日常生活中，人们通常广义地把各种微弱的光亮都称为荧光，而不去仔细追究和区分其发光原理。
物质经过紫外线照射后发出荧光的现象可分为两种情况，第一种是自发荧光，如叶绿素、血红素等经紫外线照射后，能发出红色的荧光，称为自发荧光；第二种是诱发荧光，即物体经荧光染料染色后再通过紫外线照射发出荧光，称为诱发荧光。
二、纸币上的荧光是什么荧光？应该属于诱发荧光，这要从纸币的油墨防伪技术上来分析。
油墨是印制钞票最主要的成分之一。
具有防伪性能的油墨一般称安全油墨或防伪油墨。
常用的主要有以下几种：1、有色荧光油墨用这种油墨印刷的图案在普通光线下看是一种颜色，但在紫外光照射下会看到它发出明亮的荧光，甚至呈现出另一种颜色。
有色荧光油墨一般应用在钞票某一个固定的位置或某种花纹图案上。
2、无色荧光油墨这种油墨的印刷图案在普通光下是看不见的，而在紫外光下可看见发出明亮的荧光。
如第五套人民币各面额纸币上均使用了这种油墨。
3、磁性油墨磁性油墨的应用历史较悠久，但多是做为一项定性指标。
现代钞票多将磁性油墨做为一项定量检测指标用于机读，同时也增加了伪造难度。
4、光变油墨光变油墨采用了一种特殊的光可变材料，印成图案后，随着观察角度的不同，图案的颜色会出现变化，由一种颜色变为另一种颜色。
如第五套人民币100元、50元纸币正面右下角的面额数字即是使用光变油墨印刷的。
5、防复印油墨用彩色复印机复制钞票时，这种油墨印刷的图案会发生颜色变化，致使复印出来的色调与原来票面上的色调完全不同。
如日元上就使用了这种油墨。
6、红外光油墨红外油墨印刷图案在普通光下，能看出来有颜色，但用红外光仪器观察时则无颜色。
荧 光 光 谱(Fluorescence Spectroscopy )韩荣成(10303023)北京大学,03级生物医学工程一、背景知识：1.荧光，是指物质在吸收紫外光后发出的波长较长的紫外荧光或可见荧光，以及吸收波长较短的可见光后发出波长较长的可见荧光。
除了紫外荧光和可见荧光，还有红外荧光、X 射线荧光等。
在很多情况下，分子从激发态回到基态过程中，能量通过热量等形式散失到周围。
但 是在某些情况下，能量能以光子发射的形式释放出来。
分子的能量状态在光学分析中涉及的分子能量有：E 0=Ee+Ev+Er ，其中Ee:价电子运动能（electron ）； Ev ：原子在平衡位置的振动能（vibration ）；Er ：分子绕其重心的转动能（rotation ）。
Ee 大约为1eV 数量级；Ev 大约为10－1～10－2 eV ；Er 大约为10－4～10－5eV 数量级，可见⊿Ee>⊿Ev>⊿Er分子吸收能量后，处于激发态的分子通过非辐射过程丢失能量，首先到达S1的最低振动能级，这一过程称为内转换（internal conversion）,发生在10－11s内。
从S1的最低振动能级以光子形式放出能量而回到基态的不同振动能级，这一过程称为荧光（fluorescence）,发生在10－9s内；如果以非辐射的形式丢失能量则称为淬灭（quenching）。
如果某种物质在被某种波长的光照射以后能在较长的时间内发出比荧光波长更长的波长的光，则称这种光为磷光。
磷光产生的机制与荧光是不同的，虽然它们都属于发射光谱，但磷光不是处于第一电子激发态的最低振动能级的分子直接释放出光子回到基态的结果，而是从某种能量低于第一电子激发态的最低振动能级的另一种亚稳能级⎯三重态向基态的各振动能级以辐射方式产生跃迁时发出的光。
所谓三重态或三线态，是指分子中电子自旋量子数S=1，即原来两个配对的自旋方向相反的电子之一自旋方向改变，以至电子自旋之和不为0的情况。
荧光成像：1、原理：荧光是自然界常见的一种发光现象。
荧光是光子与分子的相互作用产生的，这种相互过程可以通过雅布隆斯基(Jablonslc)分子能级图描述：大多数分子在常态下，是处于基态的最低振动能级So，当受到能量（光能、电能、化学能等等）激发后，原子核周围的电子从基态能级So跃迁到能量较高的激发态（第一或第二激发态），激发态的电子处于高能量状态，不稳定，会通过两种途径释放能量回到基态,一种是以光子形式释放能量的辐射跃迁（包括荧光和磷光过程）,一种是以热能等形式释放能量的非辐射跃迁。
通常原子核外电子受到激发从基态So跃迁到激发态Si后，会通过非辐射跃迁的方式快速降落在最低振动能级，随后由最低振动能级回到基态，以光子辐射的形式释放出能量，具有这种性质的出射光称为荧光。
荧光成像的理论基础是荧光物质被激发后所发射的荧光信号的强度在一定的范围内与荧光素的量成线性关系。
荧光成像系统包括荧光信号激发系统（激发光源、光路传输组件）、荧光信号收集组件、信号检测以及放大系统（CCD、PMT）；2、选型：光源：可选激光光源和发光二极管光源；激光光源为单波长非连续光，分辨率和灵敏度高；二极管光源相对激光光源结构更紧凑简洁，激发光带宽较宽，能量输出相对较低，可以直接整合到图像扫描设备内，也比较经济，轻便；荧光信号收集系统：主要包括振镜式的扫描系统和摆头式扫描系统。
振镜式的扫描系统通过快速摆动反射镜将反射光信号捕获，而摆头式扫描系统通过平移探头来实现等距信号的捕获；荧光信号探测系统：目前比较普遍的荧光信号探测装置包含PMT光电倍增管和视觉相机（包含电荷耦合元件CCD和互补金属氧化物半导体）。
PMT光电倍增管将放大后的光信号转化为电信号，放大倍数通常在10-6---10-7数量级，转化波长范围一般在300-800nm之间；视觉相机是荧光成像应用越来越普遍的成像组件，目前用在荧光成像的产品主要有EMCCD、ICCD、SCMO相机和制冷相机产品；EMCCD产品链接：/nuvu-hnu/ICCD产品链接: /pco-dicam/SCMOs产品链接：/pco-scmos-edge-1/制冷相机产品链接：/glm-fli//pco-zhilengccd/。
一、荧光与磷光的产生过程每个分子中都具有一系列严格分立相隔的能级，称为电子能极，而每个电子能级中又包含有一系列的振动能级和转动能级。
在一般温度下，大多数分子处在基态的最低振动能级。
处于基态的分子吸收能量(电能、热能、化学能或光能等)后被激发为激发态。
激发态是很不稳定的，它将很快地释放出能量又重新跃迁回基态。
分子吸收了光能而被激发，跃迁回基态所发射的电磁辐射，称为荧光和磷光。
分子中电子的运动状态除了电子所处的能级外，还包含有电子的多重态，用M=2S+1表示，S为各电子自旋量子数的代数和，其数值为0或1 。
根据Pauli不相容原理，分子中同一轨道所占据的两个电子必须具有相反的自旋方向，即自旋配对。
若分子中所有电子都是自旋配对的，则S=0，M=1，该分子便处于单重态(或叫单重线)，用符号S表示。
大多数有机化合物分子的基态都处于单重态。
基态分子吸收能量后，若电子在跃迁过程中，不发生自旋方向的变化，这时仍然是M=1，分子处于激发的单重态；如果电子在跃迁过程中伴随着自旋方向的变化，这时分子中便具有两个自旋不配对的电子，即S=1，M=3，分子处于激发的三重态，用符号T表示。
但是S0→T1 禁阻跃迁，通过其他途径进入，进入的几率小；处于分立轨道上的非成对电子，自旋平行要比自旋配对更稳定些(洪特规则)，因此在同一激发态中，三重态能级总是比单重态能级略低。
处于激发态的分子是很不稳定的，它可能通过辐射跃迁和非辐射跃迁的形式去活化(去激发)释放出多余的能量而返回基态。
辐射跃迁主要涉及到荧光，延迟荧光或磷光的发射；无辐射跃迁是指以热的形式释放多余的能量，包括振动弛豫、内转化、系间跨越及外转化等过程。
图14.2表示分子激发和去活化的能量传递过程：1．振动弛豫（Vibration relaxation，简写为VR）当分子吸收光辐射(为图14.2中的λ1、λ2)后可能从基态的最低振动能级(V=0)跃迁到激发单重态S n(如图中S1、S2)的较高振动能级上。
然后，在液相或压力足够高的气相中，分子间的碰撞几率很大，分子可能将过剩的振动能量以热的形式传递给周围环境，而自身从激发态的高振动能级跃迁至该电子能级的低振动能级上，这个过程称为振动弛豫。
发生振动弛豫的时间为10－12s数量级。
2．内转化（Internal conversion，简写为IC）当高电子能级中的低振动能级与低电子能级中的高振动能级发生重叠时，常发生电子从高电子能级以无辐射跃迁形式转移至低电子能级。
如图14.2中，S2和T2中的低振动能级与S1和T1中的高振动能级重叠，电子可以通过振动能级的重叠从S2跃迁至S1，或从T2跃迁至T1。
这个过程称为内部转移。
内部转移的时间为10－11s～10－13s数量级。
振动弛豫及内转化的速率比由高激发态直接发射光子的速率快得多，所以，分子吸收辐射能后不管激发到哪一个激发单重态，都能通过振动弛豫及内部转移而跃迁到最低(第一)激发单重态的最低振动能级。
4．系间跨跃（Intersystem Crossing，ISC）系间跨跃是指不同多重态之间的无辐射跃迁过程，它涉及到受激发电子自旋状态的改变。
如由第一激发单重态S1跃迁至第一激发三重态T1，使原来两个自旋配对的电子不再配对。
这种跃迁是禁阻的(不符合光谱选律)，但如果两个能态的能层有较大重叠时，如图14.2中S1的最低振动能级与T1的较高振动能级重叠，就有可能通过自旋一轨道耦合等作用实现这一跃迁。
系间跨跃的速度较慢，经历的时间较长。
6．外转化（External convertion，EC）激发态分子与溶剂分子或其它溶质分子相互碰撞，并发生能量转移的过程称为外部转移。
外部转移能使荧光或磷光的强度减弱甚至消失，这种现象称为猝灭。
3．荧光发射（Fluorescence emission，FE）S1---S0处于激发单重态的电子经振动弛豫及内部转移后到达第一激发单重态(S1)的最低振动能级(V=0)后，以辐射的形式跃迁回基态(S0)的各振动能级，这个过程为荧光发射，发射的荧光波长为。
由于经过振动弛豫和内部转移的能量损失，因此荧光发射的能量比分子吸收的能量要小，荧光发射的波长比分子吸收的波长要长，这一现象被称为Stokes位移。
而这个发光过程的速率常数较大，第一激发单重态最低振动能级的平均寿命约为10－9～10－4s，因此荧光寿命也在这一数量级。
5．磷光发射（Phosphorescence emission，PE）T1→S0之前说S0→T1 禁阻跃迁，通过其他途径进入，进入的几率小S0 →激发到S2的振动能级→振动弛豫到S2的最低振动能级→内转化S1的振动能级→振动弛豫到S1的最低振动能级→系间跨越到T1的振动能级→振动弛豫到T1的最低振动能级激发态的电子经系间跨跃后到达激发三重态，经过迅速的振动弛豫而跃迁至第一激发三重态的最低振动能级，然后以辐射形式跃迁回基态的各振动能级，这个过程为磷光发射。
磷光发射的跃迁仍然是自旋禁阻的，所以发光速度很慢。
磷光的寿命为10－4～100s。
因此，外光源照射停止后，磷光仍可持续一短时间。
由于经过系间跨跃及T1中振动弛豫丢失了一部分能量，所以磷光波长比荧光波长要长，即必须指出的是，T1还可能通过热激发而重新跃回S1即T1S1，然后再由S1经辐射跃迁回S0，即S1S0，发出荧光，这种荧光称为延迟荧光，其寿命与磷光相近，但波长比磷光短。
\二、分子产生荧光必须具备的条件（1）具有合适的结构；（2）具有一定的荧光量子产率。
荧光量子产率（ ）：具有合适的结构；在已知大量的有机化合物当中，仅有一小部分会发射强的荧光，这与有机化合物的结构密切相关。
能发射强荧光的有机化合物通常具有以下的结构特征：1. 具有电子跃迁类型的结构实验表明，大多数能发荧光的化合物都是由或跃迁激发，然后经过振动弛豫等无辐射跃迁，再发生或跃迁而产生荧光。
而其中吸收时跃迁的摩尔吸光系数比跃迁的大102～103倍，跃迁的寿命(10－7～10－9)比跃迁的寿命(10－5～10－7)短，因此荧光发射的速率常数K f值较大，荧光发射的效率高。
因此，跃迁发射荧光的强度大。
此外，在跃迁过程中，通过系间跨跃从单重态跃迁至三重态的速率常数K ISC也比较小，有利于荧光的发射。
总之，跃迁的类型是产生荧光的最主要跃迁类型。
2. 具有大的共轭π键结构发生荧光(或磷光)的物质，其分子都含有共轭双键(π键)的结构体系，因为共轭体系含有容易被激发的非定域π电子。
共轭体系越大，电子的离域性越大，越容易被激发，荧光强度往往也较强，且荧光光谱向长波移动。
同一共轭环数的芳族化合物，线性环结构者的荧光波长比非线性者要长，如蒽和菲，其共轭环数相同，前者为线性环结构，后者为“角”形结构，前者λem为400nm，后者λem 为350nm。
3. 具在刚性平面结构实验发现，多数具有刚性平面结构的有机化合物分子都具有强烈的荧光，因为这种结构可以减少分子的振动，使分子与溶剂或其他溶质分子之间的相互作用减少，即可减少能量外部转移的损失，有利于荧光的发射。
酚酞与荧光黄(亦称荧光素)的结构十分相近(下图所示)，只是由于荧光黄分子中的氧桥使其具有刚性平面结构，因而在溶液中呈现强烈的荧光，而酚酞却没有荧光。
又如芴与联二苯(下图所示)，由于芴中的亚甲基使分子的刚性平面增加，导致两者在荧光性质上的显著差别，前者荧光产率接近于1，后者仅为0.18。
萘与维生素A 都具有5个共轭π键(下图所示)，而前者为平面结构，后者为非刚性结构，因而前者的荧光强度为后者的5倍。
4. 取代基的影响取代基的性质(尤其是生色基团)对荧光体的荧光特性和强度均有强烈的影响。
芳烃及杂环化合物的荧光激发光谱、发射光谱及荧光效率常随取代基的不同而异，由于目前对于激发态分子的性质了解还很不够，尚不能真正从机制上揭开其影响的秘密。
其影响规律多出自实验总结和推测。
表14.2列出了部分取代基对苯的荧光特性的影响情况。
取代基的影响主要有以下几个方面。
★ 给电子取代基使荧光加强属于这类基团的有－NH 2，－NHR ，－NR 2，－OH ，－OR ，－CN 等。
由于这些基团上的n 电子云几乎与芳环上的π电子轨道平行，因而实际上它们共享了共轭π电子，形成了p ～π共轭，扩大共轭体系。
因此，这类化合物的荧光波长变长，荧光强度增大。
★ 吸电子基团使荧光减弱而磷光增强属于这类基团的有如羰基(－COOH ，－CHO ，)，硝基(－NO 2)及重氮基等。
他们也有n 电子，但n 电子云与芳环上的π电子云不共平面。
这类基团都会发生跃迁，属于禁阻跃迁，所以摩尔吸光系数小，荧光发射也弱，而的系间跨跃较为强烈，同样使荧光减弱，相应磷光增强。
★ 取代基位置的影响 取代基位置对芳烃荧光的影响通常为：邻位，对位取代者增强荧光，间位取代者抑制荧光(－CN 取代基例外)。
取代基的空间阻碍对荧光也有明显的影响。
如下面化合物萘环上的8位引入－SO 3－基时，由于空间阻碍使－NR 2与萘之间的键扭转而减弱了平面构型，影响了p～π共轭，导致荧光的减弱。
同样，1,2－二苯乙烯的反式异构体是强荧光物质，而顺式异构体不发射荧光。
具有一定的荧光量子产率荧光量子产率与激发态能量释放各过程的速率常数有关，如外转化过程速度快，不出现荧光发射； 四、影响荧光强度的环境因素影响荧光强度的因素除了荧光物质的本身结构及其浓度以外，环境也是一个很重要的因素，主要是溶剂、温度、介质酸度、氢键的形成及其它的因素。
1. 溶剂的影响同一种荧光体在不同的溶剂中，其荧光光谱和荧光强度都可能会有显著的差别，尤其是那些在芳环上含有极性取代基的荧光体，它们更容易受到溶剂的影响。
溶剂的影响一般分为一般的溶剂效应和特殊的溶剂效应。
● 一般溶剂效应指的是溶剂的折射率和介电常数的影响。
这种影响是普遍存在的。
一般情况下，折射率加大，将使荧光光谱的Stokes 位移减小，而介电常数加大，将使Stokes 位移加大，且荧光效率提高。
●特殊溶剂效应指的是荧光体与溶剂分子的特殊化学作用，如溶剂的极性、氢键。
特吸收的光量子数发射的光量子数=ϕ殊溶剂效应对荧光光谱及强度的影响往往大于一般溶剂效应。
对于荧光发射的主要电子跃迁类型跃迁来说，电子激发态比基态具有更大的极性，所以随着溶剂极性的增大，对激发态比对基态产生更大的稳定作用，因此降低了跃迁的能量，荧光光谱发生红移，而且荧光增强。
荧光物质与溶剂分子或其他溶质分子所形成的分子间氢键可能有两种情况：一种是在激发之前荧光体的基态所形成的氢键，这种情况一般使摩尔吸光系数ε增大，即吸收增强，因此荧光强度增大。
同时也可能发生分子极性及共轭程度的变化，因此吸收光谱(荧光激发光谱)及荧光发射光谱都可能发生变化。
另一种情况是激发之后荧光体的激发态所形成的氢键，所以吸收光谱(激发光谱)不受影响，而荧光发射光谱会发生变化。
