什么是熒光? 熒光的原理和熒光現(xiàn)象!
熒光是一種物質(zhì)以光的形式發(fā)射能量的現(xiàn)象,每種物質(zhì)的發(fā)射光波長是由每種物質(zhì)確定的,人類通過進入眼睛的光的波長來判斷顏色。
在下文中,我們將根據(jù)熒光原理,解釋為什么螢火蟲、熒光筆和熒光燈會發(fā)光作為熒光的例子。 需要能量才能發(fā)出熒光。 在下文中,讓我們考慮能量是從哪里接收的。
1.“熒光”是什么現(xiàn)象?
當(dāng)您聽到“熒光”這個詞時,您會想到什么? 例如,您可能會想到“熒光燈”或“熒光筆”,或者螢火蟲的光,這個詞就是從中衍生出來的。
那么為什么會出現(xiàn)熒光現(xiàn)象呢? 物質(zhì)為什么會發(fā)光? 事實上,量子化學(xué)理論對于解釋熒光現(xiàn)象是必要的。 在本文中,在解釋了基于量子化學(xué)理論的熒光原理之后,讓我們一起考慮熟悉的熒光現(xiàn)象。
1.1熒光是多余的能量以光的形式發(fā)射的現(xiàn)象。
熒光是一種物質(zhì)中積累的能量以光的形式發(fā)射的現(xiàn)象。 從外部接收能量的物質(zhì)會釋放隨著時間的推移接收到的能量。 例如,沸水的溫度會隨著時間的推移而下降。 當(dāng)熱水的能量釋放到外部時,就會發(fā)生這種現(xiàn)象。
物質(zhì)釋放能量有兩種方式。 一種是將其作為熱量發(fā)射,如前面的示例所示,另一種是將其作為光發(fā)射。 光發(fā)射能量的一種現(xiàn)象稱為“熒光”。
1.2 確定物質(zhì)可以發(fā)出的光的波長
熒光現(xiàn)象的一個主要特征是每種物質(zhì)發(fā)出的光的顏色(光的波長)是固定的。 其原因可以用量子化學(xué)理論來解釋,該理論指出每種物質(zhì)可以擁有的能量是固定的。
讓我們把物質(zhì)的能量寫成梯子。 梯子的每一步都對應(yīng)于能量的高度。 當(dāng)從梯子的頂部落到底部時,熒光是發(fā)出與其高度相對應(yīng)的能量的現(xiàn)象。 當(dāng)從上面掉下來時,不能在層之間走。 由于梯形臺階的寬度是固定的,因此也決定了發(fā)射的能量,即發(fā)射一定波長的光。
1.3人通過進入眼睛的光的波長來判斷顏色
為了深入了解熒光現(xiàn)象,了解人眼識別顏色的機制也很重要。 人類如何感知“紅色”和“藍(lán)色”等顏色? 人類從進入眼睛的光波長中識別顏色。 例如,藍(lán)色是波長為 450 nm 的光,紅色是波長約為 700 nm 的光。
2.身邊的熒光現(xiàn)象
熒光是一種釋放儲存在物質(zhì)中的能量的現(xiàn)象。 熒光的顏色因物質(zhì)而異的原因是每種物質(zhì)發(fā)出的光的波長是固定的。 每種物質(zhì)可以擁有的能量是固定的,這是量子化學(xué)的一個重要概念,所以讓我們記住它。
接下來,讓我們一起思考熟悉的熒光現(xiàn)象。 關(guān)鍵詞是物質(zhì)從哪里接收能量以及它如何發(fā)光。
2.1螢火蟲因體內(nèi)化學(xué)反應(yīng)而發(fā)光
螢火蟲如何在黑暗中發(fā)光? 螢火蟲在體內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),并將當(dāng)時產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為光。 在螢火蟲體內(nèi)有一種叫做螢火蟲熒光素的酶。 螢火蟲會發(fā)光,因為這種酶與氧氣反應(yīng)儲存的能量以光的形式釋放出來。
2.2 熒光筆吸收紫外線并發(fā)光
經(jīng)常用作標(biāo)記的熒光筆是學(xué)習(xí)不可或缺的工具。 那么熒光筆從哪里獲得能量并發(fā)光呢? 熒光筆吸收紫外線并以光的形式發(fā)射能量。
陽光和紫外線燈都能發(fā)出紫外線。 這種紫外線是人眼看不見的。 但是,由于紫外線也是光(準(zhǔn)確地說,是一種電磁波)的成員,因此可以根據(jù)物質(zhì)吸收紫外線。
熒光筆吸收來自陽光和紫外線燈的紫外線。 由于吸收的紫外線能量以光的形式發(fā)射,因此熒光筆看起來有光澤。 相反,如果不暴露在紫外線下,熒光筆就不會發(fā)光。 例如,熒光筆在漆黑的房間里不會發(fā)光。 這是由于缺乏紫外線。
2.3熒光燈將電能轉(zhuǎn)化為光
后,讓我們想想為什么熒光燈等電器會發(fā)光。 連接到電源插座或打開電氣開關(guān)時,熒光燈會發(fā)光。 由此,可以預(yù)期電力被用作能源。 那么我們?nèi)绾伟央娮兂晒饽兀?/p>
熒光燈通過兩步過程發(fā)光。 熒光燈含有熒光物質(zhì)和微量汞。 打開電源開關(guān)直到熒光燈閃耀的過程如下。
1. 汞接收能量
2. 汞以紫外線的形式釋放能量
3.熒光物質(zhì)吸收紫外線
4.熒光物質(zhì)以紅、藍(lán)、綠光(可見光)等形式發(fā)射能量
要了解熒光,請考慮能量來源和發(fā)出的光的波長
熒光是一種釋放儲存在物質(zhì)中的能量的方法。 由于每種物質(zhì)都有固定的能量可以釋放,因此熒光發(fā)出特定波長的光,即某種顏色的光。為了發(fā)出熒光,物質(zhì)必須接收能量。 能源是多種多樣的,包括熱、電、化學(xué)反應(yīng)和光。 為了理解熒光現(xiàn)象,我們還必須關(guān)注材料如何接收能量。