磷光

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具有磷光性的粉末分別處於可見光下、紫外線下和完全黑暗的環境中
Phosphorescence

磷光是一種緩慢發光的光致發光現象。當某種常溫物質經某種波長的入射光(通常是紫外線X射線)照射,吸收光能後進入激發態(通常具有和基態不同的自旋多重度),然後緩慢地退激發並發出比入射光的的波長長的出射光(通常波長在可見光波段),而且與螢光過程不同,當入射光停止後,發光現象持續存在,其衰退時間大於  10^{-8} 秒。發出磷光的退激發過程是被量子力學的躍遷選擇規則禁戒的,因此這個過程很緩慢。

機制[編輯]

電子依照泡利不相容原理(Pauli Exclusion Principle)排布在分子軌道上,當分子吸收入射光的能量後,其中的電子從基態S_0(通常為自旋單重態)躍遷至具有相同自旋多重度的激發態S_2^*。處於激發態S_2^*的電子可以通過各種不同的途徑釋放其能量回到基態。比如電子可以從S_2^*經由非常快的(短於  10^{-12} 秒)內轉換過程無輻射躍遷至能量稍低並具有相同自旋多重度的激發態S_1^*,然後從S_1^*經由系間跨越(intersystem crossing)過程無輻射躍遷至能量較低且具有不同自旋多重度的激發態T_2^*(通常為自旋三重態,self-triplet excited state),再經由內轉換過程無輻射躍遷至激發態T_1^*,然後以發光的方式釋放出能量而回到基態S_0。由於激發態T_1^*和基態S_0具有不同的自旋多重度,雖然這一躍遷過程在熱力學上有利,可是它是被躍遷選擇規則禁戒的,從而需要很長的時間(從  10^{-4} 秒到數分鐘乃至數小時不等)來完成這個過程;當停止入射光後,物質中還有相當數量的電子繼續保持在亞穩態T_1^*上並持續發光直到所有的電子回到基態。

公式[編輯]

S_0 + h\nu_{EX} \to S_2^* \to  S_1^* \to T_2^* \to T_1^* \to S_0 + h\nu_P

那裡S是自旋單重態,T是自旋三重態,*表示激發態,h普朗克常數

參見[編輯]

外部連結[編輯]