有些物质受到光照射时，除吸收某种波长的光之外，还会发射出比原来所吸收光的波长更长的光，这种现象称为光致发光（photoluminescence）。最常见的光致发光现象是荧光和磷光。荧光（fluorescence）是物质分子接收光子能量被激发后，从激发态的最低振动能级返回基态时发射出的光。

根据波兹曼（Boltzmann）分布，分子在室温下，基本上处于电子跃迁能级的基态。吸收了能量（紫外、可见光）后，基态分子只能跃迁至激发单重态的各个振动—转动能级。处于激发态的分子是不稳定的，一般通过辐射跃迁和无辐射跃迁等几种不同的途径消耗多余的能量，回到基态。这个过程称去活化过程。发射荧光是其中一条途径，过程可分为：

（1）振动弛豫

振动弛豫只能在同一电子能级内进行，是指激发态各振动能级的受激发分子与溶剂分子间碰撞，传递振动能量给溶剂分子，其电子返回到同一激发态的最低振动能级的过程。能量不以光辐射的形式放出，属于无辐射跃迁。

（2）内部能量转换 

内部能量转换简称内转换，是当两个电子能级很靠近以至振动能级有重叠时，受激分子由高电子能级以无辐射方式转移至低电子能级的过程。

（3）外部能量转换

外部能量转换简称外转换，能使荧光强度减弱甚至消失。是指激发态分子与溶剂分子或其它溶质分子的相互碰撞而失去能量，并以热能的形式释放能量。常发生第一激发态单重态或三重态的最低振动能级向基态转换的过程中。

（4）体系间跨越

是处于激发态分子的电子发生自旋方向改变而使分子的多重性发生变化的过程。分子由激发单重态跨越到激发三重态后，荧光强度减弱甚至熄灭。溶液中含O2等顺磁性物质也增加体系间跨越的发生，使荧光减弱。

（5）荧光发射

无论分子被激发到哪一个激发单重态，通过内转换和振动弛豫，均可返回第一激发单重态的最低振动能级，然后以辐射形式发射光量子而返回到基态的任一振动能级上，这时发射的光量子为荧光。荧光的波长总比激发光波长要长。

（6）磷光发射 

受激分子经体系间跨越再经振动弛豫降至三重态的最低振动能级，分子在激发三重态的最低振动能级可存活一段时间，后返回到基态各振动能级发出的光辐射称为磷光。

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