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近代物理 標題:磷光為何比螢光長?
1:林大條 (大學)張貼:2002-03-16 21:11:00:
磷光為什麼生命期會比磷光長啊?
還有,人家所說的鬼火,其實是磷光嗎?謝謝啦!

2:李偉榮譽點數3點張貼:2002-03-16 22:57:00: [回應上一篇]
螢光(Fluorescence, FS),磷光(Phosphorescence, PS):根據發光時間持續的長短分為螢光與磷光兩型。如果一旦停止激發,發光現象立即消失,稱為螢光;如果激發停止後仍持續發光,則稱為磷光。請參考網頁 螢光礦物

鬼火,其實就是磷光,白天吸收太陽光的能量,慢慢釋放出來(其實白天也發出,只是白天太亮,看不到而已),直到晚間仍可發光。若有人白天在太陽下曬製鹹魚,到了晚上,也可以看到魚身上發出暗綠色的磷光。鬧鐘的指針到晚上關燈後,不也可以看到暗綠色的光影嗎,這有些也是磷光物質塗料產生的。

[ 這篇文章被編輯過: 李偉 在 2002-03-16 23:00 ]
3:Hydrogen Dioxide(大學理工科系)張貼:2007-07-21 22:37:32: [回應第1篇]

Quote:
在 2002-03-16 21:11:00, 林大條 寫了: 磷光為什麼生命期會比磷光長啊?還有,人家所說的鬼火,其實是磷光嗎?謝謝啦!

第一, 您寫錯了,

應為

磷光為什麼生命期會比螢光長啊?

第二, 回應該問題..

螢光成因(物理view) :是共軛電子的分子團 (通常是具有π電子共享的發色團分子)在受外界電磁場 2Eo+ sin(wt±z), 2Ho+ cos(wt±z)由n電子轉成π*電子(為振動能階的激發態) . 從一般原子的電子能階hv降到另一較低的能階(Ground-State或lower-state), 此中間過程必定經過1/2* hv->3/2*hv'->5/2hv"->..(Relaxing-process緩解過程)因分子結構的緣故.

 所以螢光效應是經過了許多的振動能階的緩解 因此產生光子的時間很長(在1到100sec內不斷射出光子; 一般 原子的光子放射時間為10-8sec左右)

稱為螢光效應.

化學的觀點則是產生化學反應(此意味: 孤零電子n->π*)

磷光則是發色團分子的電子由單重態So->s'=1->三重態To

除振動能階外 還牽涉到轉動能階 因此較螢光效應還長 緩解時間為100sec到1000sec

 

 

 


4:comt(大學理工科系)張貼:2008-07-04 10:22:32: [回應上一篇]
螢光的半生期大約10^-6 秒 到1秒 磷光在1秒以上 磷火的的成因是生物骨骼內的磷酸鈣被分解後產生的磷化氫在空氣中自燃的現象
5:Hydrogen Dioxide(研究所)張貼:2008-07-04 20:28:32: [回應上一篇]
  我老闆說 磷光從開始吸收能量到放出 需要 一年
6:黃福坤(研究所)張貼:2008-07-05 00:21:52: [回應上一篇]

Quote:

在 2008-07-04 20:28:32, Hydrogen Dioxide 寫了:
我老闆說 磷光從開始吸收能量到放出 需要 一年


一定都如此嗎? 還是你聽錯了!

7:Hydrogen Dioxide張貼:2008-07-05 16:46:36: [回應上一篇]

關於 這問題 可以先別管是誰說的 我查了wikipedia以後

有以下資料


磷光



維基百科,自由的百科全書



跳轉到: 導航, 搜尋


hosphorescent.jpg&variant=zh-tw">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

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

磷光是一種緩慢發光的光致冷發光現象。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),然後緩慢地退激發併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),而且與夜明珠







目錄

[隱藏]




[編輯] 機制

電子依照泡利不相容原理排布在分子軌道上,當分子吸收入射光的能量後,其中的電子從基態S0(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),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S0。由於激發態T_1^*和基態S0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。

關於最後這段話:

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。

我在想物質中的光 致發光(冷光效應) 螢光是即時性的 沒有時間延遲

對於磷光來說 他的時間才有延遲 而且從被激發的狀態上回到電子在基態上 需要上面提到的時間 但是外場停止刺激後 要讓相當數量(例如一mole的電子) 由保持在metastable上持續發光 直到所有電子回到基態 會耗費相當長一段時間

如果是像高分子(聚合物)那種 分子量數十萬到幾百萬(根據以前化學所學) 如果有一mole分子 則會有幾百萬甚至千萬mole的電子.... 有100mole 則會有幾億或幾十億mole的電子

算了一下 1year = 365day *24hr/day *3600sec/hr........差不多十幾億秒 (粗算)

以上網業上說 10-4sec...在forbidden of transition-selection rule之下 完成一過程需要的時間

若分子量很大 分子數很大 如一些有機高分子 或者傳說中的夜明珠

則停止刺激後 所有電子要回到ground state 應該就是1年 或者10個月左右

以前我老闆跟我說的 我也是覺得很怪 但是若考量到物質中的電子數量和分子量

應該就是我老闆說的那樣 我記得很清楚 我說磷光從一開始到結束 要1年 他說對, 但那是磷光 我們做的是螢光



[ 這篇文章被編輯過: Hydrogen Dioxide 在 2008-07-05 16:30:01 ]

 

Quote:
在 2008-07-04 10:22:32, comt 寫了: 磷火的的成因是生物骨骼內的磷酸鈣被分解後產生的磷化氫在空氣中自燃的現象

xb4不知道你是否是光電相關科系的 林光不只是有生物骨骼產生 業界我有看過他們開發過紅磷光OLED

http://www.eettaiwan.com/ART_8800509863_480702_NP_bd0bf881.HTM

有機物質也可產生磷光


8:黃福坤(研究所)張貼:2008-07-05 16:47:58: [回應上一篇]
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

以上時間單位 類似半衰期 或時間常數的意義

被激發的數目多 增加的是 發光強度 而不是壽命



9:Hydrogen Dioxide(研究所)張貼:2008-07-05 17:04:02: [回應上一篇]

對於磷光來說 他的時間才有延遲 而且從被激發的狀態上回到電子在基態上 需要上面提到的時間 但是外場停止刺激後 要讓相當數量(例如一mole的電子) 由保持在metastable上持續發光 直到所有電子回到基態 會耗費相當長一段時間

 

第一個時間是半衰期

第二個時間 是壽命

不知道我有沒有理解錯?謝謝

 

上面電子專輯的連結網頁中 有提到磷光物質的工作壽命較長 不知道我沒有沒有搞錯呢?


10:Hydrogen Dioxide(研究所)張貼:2008-07-07 18:16:50: [回應第8篇]

Quote:
在 2008-07-05 16:47:58, 黃福坤 寫了: 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 以上時間單位 類似半衰期 或時間常數的意義 被激發的數目多 增加的是 發光強度 而不是壽命

類似半衰期 : 我本來就覺得是N=No*exp -kτ 這樣啊...

發光強度怎麼不會是材料發光的壽命? 電磁場 E=Eo*exp -jwt => I=Io* exp -jwt強度隨著時間遞減啊 不是嗎 數量越多 I越大 要遞減成I=0 不是意味著要很長的時間嗎

半衰期用的是tau 而發光強度衰減 是t



[ 這篇文章被編輯過: Hydrogen Dioxide 在 2008-07-07 18:56:42 ]
11:黃福坤(研究所)張貼:2008-07-07 20:00:06: [回應上一篇]
同理電容放電 Vc=V0 e-t/(RC)
會有人說 V0 愈大 放電時間愈長嗎?



12:Hydrogen Dioxide(研究所)張貼:2008-07-08 18:49:22: [回應上一篇]

' I=Io* exp -jwt強度隨著時間遞減啊 不是嗎 數量越多 I越大 要遞減成I=0 不是意味著要很長的時間嗎'

Io是固定的 I 正比於 exp -jwt 所以時間越長 指數衰減越厲害 I越小 發光強度與時間有關

 

****************************************************************************************************************

關於之前:

電子依照泡利不相容原理排布在分子軌道上,當分子吸收入射光的能量後,其中的電子從基態S0(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),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S0。由於激發態T_1^*和基態S0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。

其中的:

'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。'這句話

 

我的看法 當還在外場刺激下 物質中的電子大多數被激發到metastable或者激發態 電子的數量反置(處在基態的相對較少)

 這個過程I與Io都在變化(I越來越多 Io越來越少)~ 數學式I(t)=Io(t) exp -jwt 數量與 發光強度相關 所以我直接寫成I與Io

當停止外界刺激後 處在基態的電子所能放出的光強度Io 變成一個定值(~因為基態的電子不再被提升到較高能階而是留在原能階發光)

I=Io *exp -jwt 持續發光的強度I正比於exp -jwt 因此時間越長 強度衰減越厲害 (Io固定 而 處在激發態或亞穩態的電子放光強度I隨著時間衰減~~~ 卸卸~)  



[ 這篇文章被編輯過: Hydrogen Dioxide 在 2008-07-08 19:01:03 ]
13:comt(研究所)張貼:2008-07-11 07:31:44: [回應上一篇]
我還想知道為什麼T--->S的電子躍遷是forbidden那為何他還可以作躍遷,或者說是什麼原因使得不同的分子,磷光的半生期的時間不同。還有就是有沒有可能T又回到原來的S(沒有能量的轉換),這樣不就沒有磷光了?
14:黃福坤(研究所)張貼:2008-07-11 18:15:37: [回應上一篇]

例如一般放射性元素 其實能量也比位能障壁低 但是 仍有穿隧的機率
機率愈小 則半衰期愈長


15:Hydrogen Dioxide(研究所)張貼:2008-09-23 22:04:39: [回應上一篇]

螢光是因為電子被外場激發到不穩定的狀態 因為不穩定而以放光的形式回到穩定態

(神奇的是~螢光過程 都沒有放熱 因此俗稱這...冷光的一種)

此現象通常呢 電子處在單態          S1|--->|So

磷光則是電子在不穩定狀態經由系統內轉換 跑到三重態 因為當中牽涉到分子振動能階或者熱或分子碰撞的形式消耗能量 因此電子比較慢回到穩定的狀態     S1->Ti |--->T1|--->|--->|So

                                                           \-----------------------------/

                                                                   非常厚的牆

而 上面黃老師說的穿越的機率越小 半衰期越久 很可能是是因為 機率越小 ,表示波函數所要傳遞的厚度越厚 因此波在裡面衰變到零要很久(屁如蛇麼?....磷光就是呢 因其內轉換 電子的波函數要在這裡面傳遞很久) 

希望 沒說錯 呵呵呵 我的物理再加強中!

~ (順便..淺說說一下 高中生有要考物理系的 請三思 每個教授都很難稿 盡量選電機系材料電子等比較好過的學系 ~選物理系但是萬一覺得唸的不來 只是在浪費國家的教育資源罷了)

 

^^

[ 這篇文章被編輯過: Hydrogen Dioxide 在 2008-09-23 22:13:20 ]
16:Hydrogen Dioxide(研究所)張貼:2008-09-28 22:18:10: [回應上一篇]

oh ~la~la

代給大家一個很小的歡笑^^

螢光.........帶著螢光筆或螢光鼠進賭場吧!!!


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