浅析荧光的产生
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。
荧光是被照射物质粒子从激发态辐射到基态的光。我们知道,当玻璃、水、空气分子或其他透明物质被光子照射时,它们的电子也会被激发到更高的能级,当电子从高能级跃迁回到基态时,它们会向外辐射相同的光子。然而,荧光材料分子的情况并非如此。在它们的电子从激发态返回基态的过程中,一部分辐射能量被转化为热能,因此它向外释放的光子的能量低于先前接收到的耦合光子,这意味着它释放的光子具有更长的波长。
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[1],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。
于是我们看到它发出的光与照射到它上面的光不一样了:当受到波长更短、能量更高的紫外线照射时,荧光材料会发热,同时向外发出波长更长、能量较低的光,这些光可以被我们的肉眼看见。同样地,某些荧光物质可以吸收蓝色可见光而发出绿色、橙色甚至是红光。
气态自由原子吸收光源的特征辐射后,原子的外层电子跃迁到较高能级,然后又跃迁返回基态或较低能级,同时发射出与原激发波长相同或不同的发射即为原子荧光。原子荧光是光致发光,也是二次发光。当激发光源停止照射之后,再发射过程立即停止。原子荧光可分共振荧光、非共振荧光与敏化荧光等三种类型。