"螢光磷光" 修訂間的差異
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*螢光棒的放光分子，是從相同自旋多重度的激發態釋放光回到基態，和前述的螢光釋放相同。不過螢光棒的放光分子是吸收化學反應的能量至激發態，這種機制稱為「化學放光」。 | *螢光棒的放光分子，是從相同自旋多重度的激發態釋放光回到基態，和前述的螢光釋放相同。不過螢光棒的放光分子是吸收化學反應的能量至激發態，這種機制稱為「化學放光」。 | ||
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圖一: 以紫外光照射螢光和磷光物質 | 圖一: 以紫外光照射螢光和磷光物質 | ||
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*兩種常見的染料分子結構如下: | *兩種常見的染料分子結構如下: | ||
於 2018年12月24日 (一) 08:48 的修訂
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認識生活中的螢光和磷光，前者為效率高的放光，後者為效率低的放光。藉由了解螢光棒將化學能轉變成光能，讓同學了解能量的不同型式的轉換。
實驗材料：
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說明
圖一: 以紫外光照射螢光和磷光物質 |
教學目標
- 認識生活中的螢光和磷光，前者為效率高的放光，後者為效率低的放光。藉由了解螢光棒將化學能轉變成光能，讓同學了解能量的不同型式的轉換。
實驗步驟
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分析與評量
- 4.1 在這個實驗中，你學到了甚麼? 試指出生活中二至三種螢光和磷光物質。你如何辨別它們?
- 4.2 驗鈔筆可以用來辨別鈔票真偽，鈔票上的螢光是單一顏色嗎? 兩張百元鈔上面的螢光圖案是相同的嗎?
- 4.3 查詢後在紙上繪出二至三個染料分子的結構，它們有甚麼相似處?
- 4.4 螢火蟲和「馬祖藍眼淚」也會放光，這些光比較像是螢光或磷光呢? 為什麼螢火蟲的光一閃一閃的呢?
- 4.5 為什麼螢光棒的螢光可以持續，而魯米諾的螢光卻瞬間消失呢?
參考文獻
進階知識
- 6.1 分子自發放光
- 當分子吸收光的能量而從分子基態(ground state)轉至激發態(excited state)時，激發態會以自發放光(spontaneous emission)的方式釋放能量，激發態和基態的自旋多重度(spin multiplicity)相同的放光稱為螢光，激發態和基態的自旋多重度不相同的放光則稱為磷光。
- 自發放光的效率，正比於「躍遷偶極矩」(transition dipole moment) 的平方及躍遷頻率的三次方:
為電偶極矩算符，其在各方向的分量為
qi為分子各原子的電荷，xi為各原子相對於分子的質量中心的x分量。自發放光的效率為零者，稱為「禁止躍遷」(forbidden transition)。自發放光的效率不為零者，則稱為「允許躍遷」(allowed transition)。螢光的放光效率通常都很高，螢光物質吸收光之後迅速放光。磷光僅能藉著「自旋-軌域偶合」(spin-orbit coupling)機制以極低的效率放光，因此磷光物質吸收光之後會放光一段頗長的時間。
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