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夜光珠发光原理夜光珠，又称夜光粉，是一种能够在暗处发光的材料。
它的发光原理主要是通过吸收光能，然后在暗处释放出光。
夜光珠的发光原理是一种特殊的荧光效应，下面我们来详细了解一下夜光珠的发光原理。
夜光珠的发光原理主要是基于荧光和磷光效应。
首先，当夜光珠受到光照时，其中的荧光物质会吸收光能，激发电子跃迁至高能级。
随后，当外部光源消失，夜光珠处于暗处时，激发的电子会逐渐跃迁回基态，释放出光子，从而产生发光效应。
这种发光效应并不需要外界能量的输入，因此夜光珠可以在暗处持续发光一段时间。
此外，夜光珠的发光原理还与磷光效应有关。
夜光珠中的磷光物质在受到光照后，会吸收光能并激发电子至高能级，形成激发态。
在暗处时，激发态的电子会逐渐跃迁回基态，释放出光子，产生发光效应。
这种磷光效应使得夜光珠可以在暗处持续发光一段时间，而且发光时间较长。
总的来说，夜光珠的发光原理主要是通过吸收光能，然后在暗处释放出光。
这种发光效应既可以通过荧光效应实现，也可以通过磷光效应实现。
而且，夜光珠的发光效应并不需要外界能量的输入，因此可以在暗处持续发光一段时间。
在实际应用中，夜光珠常常被用于夜光表盘、夜光标志、夜光玩具等制品中。
它们可以在光照条件下吸收光能，在暗处持续发光，起到提供亮度和指示作用。
另外，夜光珠还广泛应用于夜间安全标识、紧急疏散指示、航空航海信号等领域，为人们的生活和工作提供了便利和安全保障。
总之，夜光珠的发光原理是一种特殊的荧光和磷光效应。
通过吸收光能，在暗处释放出光，从而实现持续发光的效果。
夜光珠在各种领域都有着重要的应用价值，为人们的生活和工作带来了便利和安全保障。
希望本文能够帮助大家更好地了解夜光珠的发光原理，进一步推动夜光材料的发展和应用。
第5章分子发光—荧光、磷光和化学发光法(Molecular Emisssion and Luminescence)（3学时）教学目的和要求：1.学会分子发光——荧光、磷光和化学发光原理。
2.了解分子发光——荧光、磷光和化学发光法的特点和应用。
教学要点和所涵盖的知识点：荧光、磷光和化学发光原理、仪器、分析方法及应用重点和难点：荧光的原理、仪器、分析方法及应用。
分子发光：处于基态的分子吸收能量(电、热、化学和光能等)被激发至激发态，然后从不稳定的激发态返回至基态并发射出光子，此种现象称为发光。
发光分析包括荧光、磷光、化学发光、生物发光等。
物质吸收光能后所产生的光辐射称之为荧光和磷光。
第一节荧光分析法一、概述分子荧光分析法是根据物质的分子荧光光谱进行定性，以荧光强度进行定量的一种分析方法。
荧光分析的特点：灵敏度高：视不同物质，检测下限在0.1~0.001μg/mL之间。
可见比UV-Vis 的灵敏度高得多。
选择性好：可同时用激发光谱和荧光发射光谱定性。
结构信息量多：包括物质激发光谱、发射光谱、光强、荧光量子效率、荧光寿命等。
应用不广泛：主要是因为能发荧光的物质不具普遍性、增强荧光的方法有限、外界环境对荧光量子效率影响大、干扰测量的因素较多。
二、基本原理1、分子荧光的产生处于分子基态单重态中的电子对，其自旋方向相反，当其中一个电子被激发时，通常跃迁至第一激发态单重态轨道上，也可能跃迁至能级更高的单重态上。
这种跃迁是符合光谱选律的，如果跃迁至第一激发三重态轨道上，则属于禁阻跃迁。
单重态与三重态的区别在于电子自旋方向不同，激发三重态具有较低能级。
在单重激发态中，两个电子平行自旋，单重态分子具有抗磁性，其激发态的平均寿命大约为10-8s;而三重态分子具有顺磁性，其激发态的平均寿命为10-4~1s以上(通常用S和T分别表示单重态和三重态)。
处于激发态的电子，通常以辐射跃迁方式或无辐射跃迁方式再回到基态。
辐射跃迁主要涉及到荧光、延迟荧光或磷光的发射；无辐射跃迁则是指以热的形式辐射其多余的能量，包括振动弛豫( VR)、内部转移(IR)、系间窜跃(IX)及外部转移(EC)等，各种跃迁方式发生的可能性及程度，与荧光物质本身的结构及激发时的物理和化学环境等因素有关。
发光底物的名词解释发光底物是一种具有自发光能力的物质，简而言之，就是能够发出独特、美丽的光芒的物质。
这种底物被广泛应用于各种领域，如荧光粉、LED等，因其独特的光电性能而受到广泛关注。
一、发光底物的原理发光底物的发光原理主要分为两类：荧光和磷光。
1. 荧光：主要基于激发态能级的快速自发辐射。
当外界能量激发发光底物分子并使其转移到激发态能级时，由于激发态能级的不稳定性，分子会快速回落至基态能级，这个过程中会向周围环境发射一个光子，从而产生荧光。
2. 磷光：与荧光相比，磷光产生的过程更加复杂，需要经历激发态、激子态、禁带态等多个能级的转换。
不同于荧光的快速自发辐射，磷光通常可以延续较长时间，光衰减较慢。
二、发光底物的应用领域1. 荧光粉：荧光粉是一种添加在材料中起到发光作用的发光底物。
由于荧光粉能够发出不同颜色的光，因此广泛应用于照明、显示、光学材料等领域。
例如，常见的LED背光源中使用的绿色或蓝色荧光粉能够将紫外LED光转换成白光。
2. LED：LED（Light-Emitting Diode）是一种以发光底物为关键组件的半导体光电器件。
其结构由N型半导体和P型半导体构成，当外加电压通过二极管时，P-N结处的电子能级会转移到低能级，从而产生电子和空穴的复合，释放出能量，最终在发光底物层中产生发光。
3. 冷光源：发光底物还被广泛应用于冷光源领域。
冷光源指的是能够在没有红外辐射、紫外辐射和热辐射的情况下，发出可见光的光源。
这种光源被广泛应用于夜间照明、手电筒、显示屏幕等领域。
4. 生物技术：发光底物在生物技术领域具有重要的应用价值。
常见的应用包括蛋白质分析、酶标记、细胞成像等。
通过荧光标记，研究人员可以追踪生物分子的活动、定位细胞的特定组分，提高对生命过程的理解。
三、发光底物的发展前景发光底物作为一个跨学科的研究领域，已经取得了显著的进展。
随着人们对环境友好材料和高效能源的需求日益增长，发光底物在节能、环保、高效照明等方面的应用前景广阔。
荧光光谱稳态瞬态磷光
荧光光谱是一种物质吸收光能后再发射光能的现象。
当物质受到激发后，原子或分子内的电子会跃迁到高能级，然后再跃迁回低能级时，会释放出能量并发射光子。
荧光光谱记录了物质在不同波长的激发光下所发出的荧光的强度和波长变化。
稳态是指物质处于激发状态后，发出的荧光强度以及波长的稳定情况。
在稳态下，物质通过吸收光能激发到激发态，然后在激发态之间经历一系列非辐射跃迁，最终回到基态并发射荧光。
稳态荧光光谱通常具有明确的波长和强度峰。
瞬态是指物质在激发后发出的荧光强度和波长发生瞬时的变化。
瞬态荧光光谱记录了物质在激发过程中和激发态之间的非辐射跃迁，这些跃迁的时间尺度可以在皮秒至纳秒的范围内。
瞬态荧光光谱可以提供关于物质激发过程中的动力学信息。
磷光是指物质受到外界激发后发出的长寿命荧光。
与稳态荧光相比，磷光的发射时间常常延长到微秒、毫秒甚至更长的时间尺度。
磷光光谱可以提供关于物质在激发后的长寿命荧光发射过程中的信息，例如能量转移、电子传递等。
磷光通常以较低的强度和较长的发射波长出现在荧光光谱中。
炫酷的磷元素发光材料的秘密磷元素发光材料是一种引人注目的新型材料，它能够发出令人惊艳的炫酷光芒。
它们被广泛地应用于LED显示屏、荧光灯和发光二极管等领域。
本文将揭示磷元素发光材料的秘密，介绍其基本原理、应用及未来发展前景。
一、磷元素发光材料的基本原理磷元素发光材料的发光原理是通过能量激发磷元素内部的电子，使其跃迁到较高的能级，然后再由高能级跃迁到低能级时释放出光子。
磷元素的发光机制主要包括荧光发射和磷光发射两种。
荧光发射是指在电子跃迁的过程中，电子从高能级跃迁到低能级时释放出的光子能量小于输入能量的差值。
这种发射过程持续时间短，光子能量较低，发出的光线呈现出炫彩的色彩，如荧光黄、荧光绿等。
磷光发射则是电子跃迁时释放的光子能量与输入能量的差值一致。
磷光发射产生的光子能量高，发出的光线呈现出明亮的颜色，如蓝色、红色等。
这种发射过程持续时间较长，发光亮度高，适用于需要强烈光线照明的场景。
二、磷元素发光材料的应用磷元素发光材料在各个领域都有广泛的应用。
首先是LED显示屏，磷元素的发光机制可以产生多种颜色的光线，从而实现LED显示屏的彩色显示效果。
其次是荧光灯和发光二极管，磷元素的发光特点使得荧光灯和发光二极管能够提供更亮、更节能的照明效果。
此外，磷元素发光材料还可以用于光学传感器、生物医学成像等应用领域。
三、磷元素发光材料的未来发展前景随着科技的不断进步，对磷元素发光材料的研究也在不断拓展。
科学家们正在努力寻找更高效、更稳定的磷元素发光材料。
一些新型的磷元素发光材料，如有机磷光材料和钙钛矿磷光材料，已经取得了突破性的进展。
有机磷光材料以其易合成、发光效率高、发光颜色可调节等特点备受关注。
与传统的无机材料相比，有机磷光材料在生产成本和应用方面具有更大的优势。
钙钛矿磷光材料则具备优异的发光稳定性和较高的光电转换效率，被认为是未来磷元素发光材料研究的重要方向。
总结磷元素发光材料作为一种炫酷的材料，其发光原理基于磷元素内部电子的跃迁过程。
单人份化学发光类型
化学发光可分为单人份和多人份两种类型。
单人份化学发光是指只需要一个物质或反应体系就能发光的化学反应。
常见的单人份化学发光类型包括荧光、磷光和化学发光。
1. 荧光：荧光是物质在受到激发后，能够吸收并发射光的现象。
该现象常用于荧光染料、荧光标记物和荧光检测等领域。
荧光的发射光谱范围较窄，一般为可见光区域。
2. 磷光：磷光是物质在受到激发后，在激发源移除后继续发光的现象。
与荧光不同，磷光持续时间较长，可以延续几毫秒到几小时。
磷光广泛应用于指示剂、发光材料和夜光制品等领域。
3. 化学发光：化学发光是指通过化学反应产生光的现象。
这种发光通常需要底物和酶、触媒等催化剂参与。
常见的化学发光反应有氧化还原反应、酶催化反应等。
化学发光广泛应用于荧光检测、生物医学研究、环境监测和分析化学等领域。
这些单人份化学发光类型在科学研究、工业生产、医学诊断和环境监测等方面都有重要应用。
荧光和磷光实验内容如果用紫外线照射荧光物质、磷光物质，就可以看到在自然光下看不到的颜色。
所需材料黑色紫光管（验钞机灯管）（或紫外线发生装置），各种荧光·磷光物质，分光器，黑色紫光管（验钞机灯管）是可以发出蓝色和紫色的可见光线和紫外线的装置，在大型电器店可以买到。
市场上也有出售白炽灯类型的黑色紫光管（验钞机灯管）的。
但是比荧光灯效果要差。
荧光物质A：荧光笔，荧光蜡笔，荧光漆，洗涤剂，白衬衫，复印纸，钓鱼浮标，荧光带（可以有几种颜色的，在文具店很容易买到），纸币，指甲，牙齿。
荧光物质B：荧光矿物套装。
磷光物质：蓄光贴纸（颗粒状磷光物质，贴在墙壁上装饰房间）。
注意事项不要直接去看黑色紫光管（验钞机灯管）（或紫外线发生装置）发出的光，尽量使房间明亮些。
实验方法1．关于荧光物质A在黑暗处不发光。
虽然在自然光下和紫外线下颜色没有变化，但颜色的感觉有些不同。
通过分光器观察其中的差别。
为了使洗涤物看起来白净，洗涤剂中掺入了荧光物质。
这样洗出来的衬衫有荧光。
复印用的纸也是同样的原理（名片纸的荧光是最好的）。
2．关于荧光物质B荧光物质的趣味在于荧光物质B，所以请务必买来看看。
它在黑暗中也不发光。
照射紫外线，用分光器观察荧光。
3．关于磷光物质在黑暗处也能发光。
事先把磷光物质的一部分贴上胶条，隔几个小时后，在黑暗处揭去胶带，只有被贴住的部分不发光。
如果用紫外线照射，这一部分也开始发光。
【用磷光物质制作自己的独特作品】1．把颗粒状磷光物质在研钵中磨成粉末状。
2．在纸上画上自己喜欢的画，然后把它剪下来。
3．把剪好的纸放在黑色的厚纸上，喷上喷雾胶水。
4．把1中研磨的粉末均匀地涂抹在上面，用手按住使它粘牢。
5．把多余的粉末抖落下去。
6．自己的独特作品就完成了。
说明荧光物质和磷光物质荧光物质：能够把吸收到的（紫外线）能量马上以可见光形式释放出来的物质。
所以荧光物质只有在被能量照射（紫外线）照射的时候才能发出可见光。
荧光物质可以进一步分为荧光物质A（被自然光和紫外线照射时颜色相同），荧光物质B（被自然光和紫外线照射时颜色不同）。
荧光与磷光荧光荧光（fluorescence）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。
有的宝石在暗处会发光，如1603年，鲍络纳(Bologna)的一个鞋匠发现当地一种石头(含硫酸钡)经阳光照射被移到暗处后，会继续发光。
当时关于磷光的记载中描述：鲍络纳石经阳光照射，须孕育一段时间后才产生光。
经过几个世纪后，人们才弄清楚这一现象的发光原理与发光过程。
1845年，Herschel报道硫酸奎宁溶液经日光照射后发射出强烈的光。
含有奎宁的通宁水在紫外线的照射下发出荧光荧光 - 照明荧光灯常见的荧光灯就是一个例子。
灯管内部被抽成真空再注入少量的水银。
灯管电极的放电使水银发出紫外波段的光。
这些紫外光是不可见的，并且对人体有害。
所以灯管内壁覆盖了一层称作磷（荧）光体的物质，它可以吸收那些紫外光并发出可见光。
钞票的荧光防伪标记在紫外线灯的照射下发出可见光就是利用了这一特性。
自然界中最典型的荧光就是极光，由于太阳带电粒子（太阳风）进入地球磁场，在地球南北两极附近地区的高空，夜间出现的灿烂美丽的光辉。
极光荧光与生化、医药荧光在生化和医药领域有着广泛的应用。
人们可以通过化学反应把具有荧光性的化学基团粘到生物大分子上，然后通过观察示踪基团发出的荧光来灵敏地探测这些生物大分子。
实例：采用荧光标记的链终止剂所得到的DNA测序图水母发光蛋白最早是从海洋生物水母（Aequorea victoria）中分离出来的。
当它与Ca2+离子共存时，可以发出绿色的荧光。
这一性质已经被应用于实时观察细胞内Ca2+离子的流动。
水母发光蛋白的发现推动了人们进一步研究海洋水母并发现了绿色荧光蛋白（Green Fluorescent Protein，GFP）。
绿色荧光蛋白的多肽链中含有特殊的生色团结构，无需外加辅助因子或进行任何特殊处理，便可以在紫外线的照射下发出稳定的绿色荧光，作为生物分子或基因探针具有很大的优越性，所以绿色荧光蛋白及相关蛋白已经成为生物化学和细胞生物学研究的重要工具。
荧光显微成像技术：全内反射荧光显微镜很多生物分子具有内禀的荧光性，不需要外加其他化学基团就可以发出荧光。
有时侯这种内禀的荧光性会随着环境的改变而改变，从而可以利用这种对环境变化敏感的荧光性来探测分子的分布和性质。
例如胆红素与血清白蛋白的一个特殊位点结合时，可以发出很强的荧光。
又如当血红细胞中缺少铁或者含有铅时，会产生出锌原卟啉而不是正常的血红素（血红蛋白）；锌原卟啉具有很强的荧光性，可以用来帮助检测病因。
荧光与流场显示技术平面激光诱导荧光（PLIF）技术平面激光诱导荧光根据激发对象的不同分为两类。
a. 比较简单一种技术，采用YAG激光器的倍频532nm激光作为激发源。
由于532nm激光相对应的光子能量不够高，所以自然界中只有某些特殊的高分子有机染料分子可以被532nm激光激发而发出荧光。
人们就用这种有机染料分子作为示踪物质加入到所要研究的流场中，观察并测量在532nm激光激发下这些被人为加入到流场中的染料分子所产生的荧光信号的性质。
一般的规律是这种机制下观察到的荧光信号和物质的总密度相关。
通过定标，就可以用观测到的荧光信号，间接地得到物质总密度的信息。
还有一些染料的发光性质（强度或波长分布）和荧光染料分子当时的环境温度相关，因此又可以利用这一特性测量流场的温度特性。
这种在被测对象中人为地加入荧光染料的PLIF技术就是所谓的“示踪平面激光诱导荧光技术” （Tracer PLIF）. 这种PLIF技术相对于后面要提到的其它种类的PLIF技术最显著的特点是实现起来最容易，设备造价最低。
在普通的使用脉冲YAG激光器作光源的PIV设备基础上，只要在被测对象中加入示踪物质，在CCD相机前面加上特定的滤光片，有些时候在荧光信号较弱时还需要使用像增强器，再配以合适的数据采集和分析软件程序就可以进行定性的PLIF测量和分析工作了。
经过定标和标定过程，还可以得到定量的结果。
有机荧光染料通常需要溶解在乙醇等溶剂中，所以这种技术比较适宜研究液体的混合，喷射等过程。
Tracer PLIF技术所用的光源并不限于532nm, 也可以用355nm, 266nm, 或任何其它可以激发某种示踪物质的激光源。
例如在气体介质中，可以用紫外激光激发某些气态的示踪物质从而研究气体流动的密度分布和温度特性。
实例：采用Tracer PLIF以丙酮作为示踪剂测量发动机EGR对缸内温度分布影响b. 另外一类PLIF技术不依赖于外界加入的示踪物质，而是测量分析用激光激发流场物质本身的荧光。
由于不同物质组分具有不同的激发波长，不同的荧光发射波长，所以这种技术可以分析物质的组分。
例如可以分析燃烧过程中的OH, CO, NO, CH 等原子基团的密度分布。
但这种技术需要可调谐激光器作光源，同时由于荧光信号通常很弱，昂贵的像增强器成为必备部件，所以实验系统的成本比示踪PLIF要高得多。
一套示踪PLIF设备和PIV设备的造价相差不多，但一套非示踪PLIF设备的价格却可能是PIV设备的２倍到３倍。
典型的成套系统造价要在200－300万人民币，甚至更高。
实例：使用PLIF测量OH基研究湍流燃烧火焰PlIF-OH图像这样的设备不仅造价高昂，而且使用，调试起来比PIV系统要复杂的多。
如果限定只测量OH基这种燃烧过程的标志性产物，则实验系统的造价可以有所降低。
可以用所谓的可调谐YAG激光器（T-YAG）来取代染料激光器作激发光源。
这样的一套系统的价格大概在180万人民币左右。
需要和荧光区分开来的几个概念由光照（通常是紫外线或X射线）激发所引起的发光称为光致发光，例如荧光和磷光；由化学反应所引起的发光称为化学发光，演唱会上用的荧光棒是通过两种化学液体混合后发生化学反应发光的；由阴极射线（高能电子束流）所引起的发光称为阴极射线发光，电视机显现管的荧光屏发光就是阴极射线发光；生物体的冷发光现象是生物发光，比如萤火虫发出的光，是“萤光”磷光通常发光方式很多，但根据余辉的长短将晶体的发光分成两类：荧光和磷光。
余辉指激发停止后晶体发光消失的时间。
当处于基态的分子吸收紫外－可见光后，即分子获得了能量，其价电子就会发生能级跃迁，从基态跃迁到激发单重态的各个不同振动能级，并很快以振动驰豫的方式放出小部分能量达到同一电子激发态的最低振动能级，然后以辐射形式发射光子跃迁到基态的任一振动能级上，这时发射的光子称为荧光。
荧光也可以说成余辉时间≤10^(-8)s者，即激发一停，发光立即停止。
这种类型的发光基本不受温度影响。
如果受激发分子的电子在激发态发生自旋反转，当它所处单重态的较低振动能级与激发三重态的较高能级重叠时，就会发生系间窜跃，到达激发激发三重态，经过振动驰豫达到最低振动能级，然后以辐射形式发射光子跃迁到基态的任一振动能级上，这时发射的光子称为磷光。
当然，磷光也可以说成余辉时间≥10^(-8)s者，即激发停止后，发光还要持续一段时间。
根据余辉的长短，磷光又可以分为短期磷光（余辉时间≤10^(-4)s）和长期磷光（余辉时间≥10^(-4)s）。
磷光的衰减强烈的受温度影响。
磷光是一种缓慢发光的光致冷发光现象。
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（通常具有和基态不同的自旋多重度[1]），然后缓慢地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）。
当入射光停止后，发光现象持续存在。
发出磷光的退激发过程是被量子力学的跃迁选择规则禁戒的，因此这个过程很缓慢。
所谓的"在黑暗中发光"的材料通常都是磷光性材料，如夜明珠。
应用分子示踪技术（Molecular Tagging Method - MTV）原理MTV是在Δt时间间隔内，用两束激光分别照射分子标记的区域（一般是分子标记的线），再用CCD记录两次照射的图片，对图片进行相关处理。
图7给出了装置示意图，图8为分子标记区域和速度场处理结果。
MTV所采用的分子示踪，不同于常用的荧光或激光诱导荧光(LIF)，它是利用磷光进行可视化。
荧光是由于单基态分子向单激发态分子转变过程中发射出的光，其过程是量子力学过程，持续时间往往只在10-9-10-7s范围内；而磷光则是由单基态向多激发态转变，其过程是非量子力学过程，所以持续时间比荧光时间长很多，可以达到10-3-101s。
MTV装置示意简图 CCD拍摄的分子标记区域及处理得到的二维速度结果 MTV技术最先是在宏观尺度发展起来的，由Koochesfahani（1997）研究组提出，利用分子标记线的旋转来分析湍流运动。
最近Hu et al.又对该技术进行了发展，使其不仅适用于速度测量，还可以进行温度测量。
但MTV测量设备和一般MicroPIV设备有一定的差别，例如MTV一般需要两台激光器来照射，如果需要观察三维流动结果，则需要4台激光器。
另外由于磷光也有其衰减时间，那么CCD的拍摄速度也有一定的要求。
根据文献记载，为了避免磷光衰减过多，CCD的曝光时间多在几个毫秒。
