何謂螢光?

Question

就是那種在黑暗中會發亮的，螢光棒、螢光劑或像交通警察背心的那種
螢光是怎麼產生的?

Answer 1

圖片參考：http://www.taiwanfm.com.tw/cfluo/atom.gif
當螢光礦物受到紫外線照射時，電子吸收其能量而跳到較高能階之軌道，但此高能階之軌道並不穩定，電子會再跳回正常能階之軌道，並釋放出多餘的能量。此種能量若轉換為各種不同顏色之可見光，該種礦物就成為螢光礦物。有些礦物的電子須要一些時間才能回到正常能階之軌道。因此紫外線移開後，螢光仍會持續一段時間，這種現象稱之為「磷光」。 有些礦物在其他形式的能量，例如熱能的刺激下也會發出螢光。另一種能量為放射線。不須外界能量就會發出螢光的多屬此種。例如曾經喧騰一時的夜明珠，許多都有很強的放射性。對具有放射性的螢光礦物，一般人最好敬而遠之。請按此看看夜明珠到底是甚麼東西。

Answer 2

當螢石（Fluorite）受到太陽光照射時，便會發出一種藍色的光芒，此種會發光的現象稱之為螢光（Fluorescence）。事實上，自然界中具有螢光特性的礦物並不侷限於螢石一種。當我們用紫外線或X射線照射時，有些礦物也會散發出不同的色彩，而且射源能量不同，部分礦物所呈現的顏色也會改變。
我們深知構成物質最基本的單元是原子，而原子是由原子核和環繞外圍的電子所組成。通常電子所繞行的軌域可分為數層，每層都有固定的能階，而且離原子核愈遠，能階愈高。
螢光礦物通常含有過渡性元素，其原子中的電子受到如紫外線等高能量照射時會吸收能量，並從低能階軌域（基態）躍升到高能階軌域（激發態）。由於處在激發態的電子極不穩定，因此，電子很快會移回到原有軌域，並釋放出能量。因為從基態至激發態過程中部分能量轉換為熱能而消耗，所以電子從高能階軌域折回低能階軌域所釋出的能量，其波長較原入射的紫外線為長。如果波長剛好落在可見光的範圍內，那麼，該礦物就會發出肉眼看得見的色光，是為螢光（圖1）；而具有這種特性的礦物，我們稱之為螢光礦物。
一般的螢光礦物，在激發光源撤除後，發光會立即停止。但是有些礦物在激發光源撤除後，發光尚能維持一段時間，我們稱它為燐光。有些礦物發出的燐光僅能維持數秒鐘，有的則可持續一段很長的時間。 常見的螢光礦物 　世界各地所產重要的螢光礦物約有四、五十種之多，以下是常見的幾種：

　 (1)方解石（Calcite）是最普通的一種螢光礦物。螢光的色彩涵蓋彩虹中所有的顏色，其中以含錳元素所展現的紅色或粉紅色最為常見（圖2）。美國德州Terlingua地區水銀礦內所產的方解石，在紫外線短波段（100-3000A）下呈現藍色或紫色的燐光；而在紫外線長波段（3000-4000A）下則顯現出亮麗的粉紅色螢光，最具特色。

　 (2)矽鋅礦（Willemite）是一種重要的鋅礦來源。在美國紐澤西州Franklin地區的鋅礦礦區中，矽鋅礦具有最明亮而耀眼的螢光，極富盛名。其螢光多呈綠或黃綠色（圖2），少數標本呈現黃色。

　 (3)白鎢礦（Scheelite）的螢光顏色會隨鉬含量多寡而改變。在紫外線短波段下，若質純時，呈現之螢光為藍白色；含少量鉬元素時，變為白色；鉬含量增多，則轉為黃色。白鎢礦是一種極富經濟價值的「鎢」的重要來源。因鎢耐高溫且不易熔化，所以廣泛被應用在燈泡的鎢絲方面，另外，在製造高速切割工具上，也是一項重要的成分。因白鎢礦的外觀多呈白、乳黃或灰色，在岩石中與其他礦物甚難分辨，因此，在第二次世界大戰鎢礦短缺之際，美國為尋找鎢礦礦源，便利用紫外線在美西一帶從事白鎢礦的探勘工作。

　 (4)螢石可做為煉鋼的助熔劑，係最為人知的一種螢光礦物。事實上，螢光一詞乃源自螢石這種礦物。藍色是最普遍的一種螢光色彩，尤其是在紫外線長波段照射下，藍色螢光特別顯眼。另外，有些標本也會呈現白色或乳黃色的螢光。
美國紐澤西州Franklin地區較知名的螢光礦物包括磷灰石（Apatite）、霰石（Aragonite）、斧石（Axinite）、方解石 、剛玉（Corundum）、透輝石（Diopside）、螢石、水鋅礦（Hydrozincite）、閃鋅礦（Sphalerite）、矽鋅礦、矽灰石（Wollastonite）等二十餘種，不但種類多，而且許多礦物具有鮮豔亮麗的螢光色彩，繽紛的螢光世界，著實令人嚮往。 　

Answer 3

物體受外界刺激而放光，但當外界刺激被切斷之後，馬上停止放光。此類光稱之為螢光。但是有種物體，當外界刺激源被移走之後，其放出之光仍可維持一段時間，但是時間之長短與溫度無關。此種光亦稱為螢光。這裹所謂外界刺激包括加熱、電磁波照射等。

Answer 4

關於螢光的發光原理以及螢光與一般可見光的最大差別為何?
我想你了解一般所見的光都是原子受激發時 電子的能階躍遷的產物
螢光物質必須是物體受光線照射 該物質吸收能量後 以物質本身特性的能階將光線釋放出來
當釋放出的光線在可見光範圍 便是你我眼中所見到的螢光.
當沒有光線照射時 便沒有光線激發出來
螢光也是電磁波的一種 不清楚你所謂 [螢光與一般可見光的最大差別] 問題的涵義?
你所謂 一般可見光 是怎樣的定義?

若是該物質的能階有較長的生命期 向低能階躍遷發光的事件發生在光線照射一段時間後
則是所謂的磷光物質 但是經過一短時間後也會消失.

Answer 5

螢光原理
何謂紫外線？
何謂紫外線？ 人類的肉眼只能看到所有「光」的一小部份，這部分基本上是紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫，以及它們不同的組合。所有的可見、不可見光都是一種不同形式的「電磁波」，它們的差別在於波長的長短。紅外線的波長比紅色光長，紫外線的波長比紫色光短，而X光、珈瑪射線等的波長更短；通常波長愈短，它的能量及穿透性愈強，對人體的傷害愈大。
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可見紫色光的波長為380-450 nm。紫外線通常分為長波、中波、短波。長波紫外線波長為350-380nm；中波紫外線為300-350 nm；短波紫外線為 200-300 nm 。因為它屬於不可見光，所以又被稱為「黑光」。
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日光中含有長波紫外線。晒太陽會使我們的皮膚變黑，就是因為它的作用。它可以穿透大部分透明的玻璃以及塑膠，它可使大約15％的螢光礦物產生螢光。長波紫外線燈管價格便宜，現在市面上常見的驗鈔燈所發出的就是長波紫外線，但驗鈔燈不是最理想的觀賞螢光礦物光源，因為它同時放出可見光，會掩蓋掉部分螢光礦物所發出的彩色。
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日日光中也含有中波紫外線。日曬太久，中波紫外線中波長較短的部分會使皮膚灼傷，甚至脫皮。中波紫外線中波長較短部分有一部分會被透明玻璃吸收，但是中波紫外線可以穿透短波紫外線燈之濾片。直到最近中波燈管才較易取得，因此近年來收藏者才開始注意到中波紫外線的螢光現象。
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太陽也會發出短波紫外線。但是它會被大氣層中的臭氧層吸收，無法到達地面；臭氧層破洞令環保學者憂心忡忡的原因就是因為短波紫外線會穿過臭氧層破洞到達地面，對生物造成傷害。它也無法穿透大部分的透明玻璃及塑膠。因此短波紫外線燈都必須使用特殊的濾片來阻隔可見光；但讓短波紫外線透過。濾片是短波紫外線燈中最昂貴的部分，它使用一段時間後會逐漸老化，必須更換。短波紫外線可使大約90％之螢光礦物產生螢光。
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波長更短的「光」，例如X光也會使螢光礦物產生螢光，但X光機太昂貴也太危險。
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請注意，在任何情況之下，絕不可讓螢光燈照射眼睛。
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為何螢光礦物在紫外線燈照射下會發出螢光？
所有物質都由原子構成，原子的中心為原子核，電子則繞原子核運轉如 右圖所示。 當螢光礦物受到紫外線照射時，電子吸收其能量而跳到
較高能階之軌道，但此高能階之軌道並不穩定，電子會再跳回正常能階之軌道，並釋放出多餘的能量。此種能量若轉換為各種不同顏色之可見光，該種礦物就成為螢光礦物。有些礦物的電子須要一些時間才能回到正常能階之軌道。因此紫外線移開後，螢光仍會持續一段時間，這種現象稱之為「磷光」。
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有些礦物在其他形式的能量，例如熱能的刺激下也會發出螢光。另一種能量為放射線。不須外界能量就會發出螢光的多屬此種。例如曾經喧騰一時的夜明珠，許多都有很強的放射性。對具有放射性的螢光礦物，一般人最好敬而遠之。

螢光現象(夜光):
當光子的能量足夠大時，會將物質中的電子激發到激發態，而電子一般會立刻回到基態，而發出光。螢光物質中的電子被激發而到達激發態後，會被侷限在那個態，或者是經由不同的路徑而經過較長的時間回到基態，因此會慢慢發光，這就是白天照光晚上發光了。不過若果光子的能量不夠，如紅光，則不會見到螢光現象。
參考資料
http://www.taiwanfm.com.tw/cfluo/theo.htm