荧光（Fluorescence）

荧光（Fluorescence）是一种光致发光的物理现象。其核心原理是物质分子吸收高能量的光子后，电子发生能级跃迁，随后在极短时间内释放出低能量光子的过程。

荧光产生的三个阶段

激发（Excitation）：

当分子受到外来光源（如紫外线或蓝光）照射时，分子中的电子吸收能量，从能量较低的基态（S0）跃迁到能量较高的激发态（S1或S2，或者更高能级）。

非辐射跃迁（Non-radiative transition）：

由于电子在激发态并不稳定，它会先通过非辐射跃迁的方式（如内转换 Internal Conversion,IC），迅速放出掉一部分能量后到第一激发态的最低振动能级（S1）。

发射（Emission）：

电子从第一激发态返回基态时，剩余的能量以光的形式释放出来。由于在第二阶段损失了部分能量，释放出的光子能量比吸收时低，因此波长更长。

斯托克斯位移（Stokes Shift）

荧光最重要的特性是：发射光的波长总是长于激发光的波长。

例子： 物质吸收了高能的紫外线（不可见），发出的却是低能的绿光或红光（可见）。这种激发波长与发射波长之间的波长差被称为斯托克斯位移。

荧光和磷光的区别

这两者很多人容易混淆，其实主要区别在于电子跃迁的性质和持续时间：荧光是电子从S1跃迁回S0，持续时间极短（10^-9 - 10^-8秒），不会涉及电子自旋的改变。

磷光是电子从T1跃迁回到S0，持续时间较长（几秒到几小时），涉及电子自旋改变（一般通过系间窜越（Intersystem Crossing,ISC）由激发态单重态跃迁到三重态）。