夜光珠的發光原理是什麼？

01-14

在夜光珠發光亮度減弱時，用強光對其進行照射。一段時間後，可發現其亮度會大大提高。為什麼呢？

謝邀。稀土發光原理。

首先，（敲黑板），看下定義。稀土發光，也就是長餘輝發光現象，是一種光致發光現象。當激發光源撤掉之後物質仍然能持續發光數小時甚至數天的現象。也就是夜明珠白天收到太陽光的激發，晚上再撤掉太陽光之後仍然能發光很長時間的現象。

一般來說，長餘輝發光都是磷光，這類發光材料中一般都含有稀土離子。

然後，咳咳（敲黑板）。幾個基本的概念來先學習一個~

Jablonski圖。

一個處於基態的分子（S0態），在吸收能量後會變得很excited，躍遷到了激發態。激發態的分子要退激回基態，那麼就得考慮一個問題：這分子可能沒法退激。為什麼呢？

首先，一個分子中的電子排布是滿足能量最低，Pauli不相容和Hund規則的。一般來說，分子的電子排布有正旋和反旋兩種。由於電子排布規則，絕大部分分子在基態的時候電子排布都是成對成對的（單重態，S態）。但是有的分子基態下的電子排布並不是成對的，如氧氣分子，π2p反鍵軌道上兩個電子是自旋相同的，因此基態氧氣分子是三重態，T態。

那麼。。。。如果一個處於激發態的分子為S1，S2，S3，...態，它的退激回到S0態就會發出熒光，熒光的壽命一般很短，10的-9到10的-6秒；如果一個處於激發態的分子為T1，T2，T3，....態，它的退激回到S0態就會發出磷光，磷光的壽命相對較長，10的-4到10的-2秒。這裡你發現了，發出磷光的過程涉及到了一個自旋禁阻的過程，因此絕大多數有機分子的磷光是很弱的。低溫，重原子等效應可以一定程度上增強磷光的發生。

由於磷光時間長，所以在一些儀器的監控下可以比較輕鬆的觀察到撤去激發光源後發光不會立刻消失的現象。

一般對於稀土離子來說，也會有熒光的發生，激發態壽命只有10的-8秒。顯然這不是夜明珠發出的光。那麼這個發光現象就是磷光了。

然而值得注意的是，稀土離子並沒有單重態三重態的區別，我們只不過把撤掉光源後仍然發光一段時間的現象稱為磷光罷了。

那稀土材料怎麼發光捏？

首先，夜明珠並不是一大塊稀土.....稀土材料由基質和激活劑組成。比如SrAl2O4中摻雜一些Eu2+離子，那這些激活劑就是稀土材料發光的關鍵了。

如圖所示，摻雜激活劑之後導致了晶格畸變，從而產生了一個局部的陷阱能級。光致激發的電子正式在基質的導帶，激活劑的激發態和陷阱能級之間進行陷獲和釋放的過程。

按照數字：

1.吸光，電子躍遷的過程

2.瞬時熒光

3.光吸收導致電子躍遷到了基質導帶

4.來自3過程中的電子通過基質導帶傳遞過來，被俘獲在了陷阱能級中

5.陷阱里的電子得到必須的能量（熱運動）從陷阱中釋放，回到基質導帶

6.來自5過程傳遞過來的電子與激活劑的離子複合形成激發態，得到了長餘輝

電子在這麼糾結的一個材料里走啊走啊掉陷阱裡面了，停留了一會兒好不容易才從陷阱里出來。這個時間長到足夠人肉眼能觀察到，所以就產生了稀土發光，也就是夜明珠的效果。

明白了吧？

————————————

評論區什麼鬼……

有些是放射性物質發光，反正不明發光物還是要擔心點為好。

剛學了分析化學，吸收紫外線，以熒光形式釋放