磷光

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磷光是一种缓慢发光的光致发光现象。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），然后缓慢地退激发并发出比入射光的的波长长的出射光，而且与荧光过程不同，当入射光停止后，发光现象持续存在，其衰退時間大於${\displaystyle 10^{-8}}$秒。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。

具有磷光性的粉末分别处于可见光下、紫外线下和完全黑暗的环境中

由磷光構成的鳥形

机制

电子依照泡利不相容原理（Pauli Exclusion Principle）排布在分子轨道上，当分子吸收入射光的能量后，其中的电子从基态${\displaystyle S_{0}}$ （通常为自旋单重态）跃迁至具有相同自旋多重度的激发态${\displaystyle S_{2}^{*}}$ 。处于激发态${\displaystyle S_{2}^{*}}$ 的电子可以通过各种不同的途径释放其能量回到基态。比如电子可以从${\displaystyle S_{2}^{*}}$ 经由非常快的（短于${\displaystyle 10^{-12}}$ 秒）内转换过程无辐射跃迁至能量稍低并具有相同自旋多重度的激发态${\displaystyle S_{1}^{*}}$ ，然后从${\displaystyle S_{1}^{*}}$ 经由系间跨越（intersystem crossing）过程无辐射跃迁至能量较低且具有不同自旋多重度的激发态${\displaystyle T_{2}^{*}}$ (通常为自旋三重态,self-triplet excited state），再经由内转换过程无辐射跃迁至激发态${\displaystyle T_{1}^{*}}$ ，然后以发光的方式释放出能量而回到基态${\displaystyle S_{0}}$ 。由于激发态${\displaystyle T_{1}^{*}}$ 和基态${\displaystyle S_{0}}$ 具有不同的自旋多重度，虽然这一跃迁过程在热力学上有利，可是它是被跃迁选择规则禁戒的，从而需要很长的时间（从${\displaystyle 10^{-4}}$ 秒到数分钟乃至数小时不等）来完成这个过程；当停止入射光后，物质中还有相当数量的电子继续保持在亚稳态${\displaystyle T_{1}^{*}}$ 上并持续发光直到所有的电子回到基态。

公式

${\displaystyle S_{0}+h\nu _{EX}\to S_{2}^{*}\to S_{1}^{*}\to T_{2}^{*}\to T_{1}^{*}\to S_{0}+h\nu _{P}}$ 

那里${\displaystyle S}$ 是自旋单重态，${\displaystyle T}$ 是自旋三重态，*表示激发态，h 是普朗克常数。

参见

• 光致发光
• 发光
• 磷光體
• 螢光

參考資料

外部連結

• Scienceworld对磷光的介绍 （页面存档备份，存于互联网档案馆）
• 阴极射线管 （页面存档备份，存于互联网档案馆）