螢光磷光 - 全民科學平台

在日常生活中我們經常看到螢光和磷光，我們可以用簡單的方法區別這兩種光，如圖所示，在黑暗的地方用紫外光(驗鈔筆即可)照射後我們會看到螢光和磷光物質 ... 螢光磷光 出自全民科學平台 前往： 導覽、 搜尋 原始設計者：彰師大 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： 魯米諾(luminol) 氫氧化鈉(NaOH) 漂白水 消毒用雙氧水 赤血鹽K3[Fe(CN)6] 噴霧瓶 螢光貼紙 磷光貼紙 驗鈔筆 螢光棒 通寧汽水 目錄 11.現象說明 22.探究問題（此為引導，學習者必須要提出合理的假說） 33.實作項目 44.分析與結論 55.教學目標與評量 66.參考資料 1.現象說明 在日常生活中我們經常看到螢光和磷光，我們可以用簡單的方法區別這兩種光，如圖所示，在黑暗的地方用紫外光(驗鈔筆即可)照射後我們會看到螢光和磷光物質都會放光，將光線移開後，螢光物質立刻停止放光，磷光物質則會持續放光。

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」。

圖一:以紫外光照射螢光和磷光物質 2.探究問題（此為引導，學習者必須要提出合理的假說） 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。

希望學生能經由探索及文獻有能力回答以下問題: 2.1 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? 2.2 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? 2.3 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? 2.4 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?(因前者有從化學反應而得的能量，見進階知識)。

3.實作項目 3.1 觀察「磷光」與「螢光」 3.1.1 將通寧汽水、夜光貼紙、螢光便條貼紙、螢光棒和紙鈔放在桌上，拉上窗簾並關掉燈光觀察，注意只有夜光貼紙在黑暗中會繼續放出磷光。

3.1.2 用紫外光手電筒照射這些物品，將光源移開觀察之。

放光的時間有沒有差別? 3.1.3 用紫外光照射使用過的和未使用過的螢光棒，注意二者皆放出螢光。

3.2 製造「螢光」 3.2.1 配製溶液A：將0.1g的魯米諾加1g的氫氧化鈉溶解於200mL的蒸餾水中。

3.2.2 配製溶液B：取1mL的漂白水，溶於100mL的蒸餾水中。

3.2.3 關掉燈光，取100mL溶液A，緩緩地倒入溶液B中，觀察發光情形。

3.2.4 分別將未反應的溶液A和前一步驟完全反應後的混合溶液，用紫外光照射，觀察兩者是否釋放光。

3.2.5 取上面100mL的溶液A，與100mL的消毒用雙氧水（3%H2O2）混合於噴霧瓶中。

3.2.6 關掉燈光，將溶液噴在赤血鹽溶液上(或將少許赤血鹽置於潮濕的衛生紙上)，觀察發光情形。

4.分析與結論 4.1 光源移開後持續放光的是磷光，立即消失的放光是螢光。

4.2 通寧汽水含有「奎寧」，奎寧會釋放螢光。

4.3 使用過的螢光棒也會在紫外光照射下釋放螢光，因為螢光棒的螢光分子吸收外在化學反應的反應熱激發至激發態，再從激發態放光至基態，螢光分子沒有改變，因此在紫外光照射下也會釋放螢光。

4.4 魯米諾分子必須先在鹼性溶液中氧化成不穩定分子的激發態，放光後的分子隨即分解故不具螢光性。

4.5 血液中的鐵離子會催化魯米諾放光，我們用赤血鹽(K₃[Fe(CN)₆])代替真正的血液。

我們可以利用這種螢光來偵測犯罪現場的殘留血液。

5.教學目標與評量 5.1 學生能配置藥品，操作實驗。

5.2 學生能指出生活中二至三種螢光和磷光物質，並能夠分辨別它們。

5.3 查詢文獻後在紙上繪出二至三個染料分子的結構，指出它們的相似處。

6.參考資料 6.1參考文獻 化學教室活動：從馬祖藍眼淚學習螢光和磷光”:<>2018年,第25期 魯米諾 螢光棒 6.2進階知識 6.2.1分子自發放光 當分子吸收光的能量而從分子基態(groundstate)轉至激發態(excitedstate)時，激發態會以自發放光(spontaneousemission)的方式釋放能量，激發態和基態的自旋多重度(spinmultiplicity)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」(transitiondipolemoment)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」(forbiddentransition)。

自發放光的效率不為零者，則稱為「允許躍遷」(allowedtransition)。

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-orbitcoupling)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。

6.2.2魯米諾分子放光原理 魯米諾(luminol)在鹼性環境中氧化，釋出氮氣，轉變成過氧化物的激發態。

此激發態放出螢光成為基態後分解。

6.2.3螢光棒放光原理 螢光棒中含有草酸苯酯和染料(dye)的混合液，以及一支裝著雙氧水的玻璃管。

折斷玻璃管後，雙氧水和草酸苯酯反應產生下圖中的過氧化物，這個不穩定的分子分解成兩個二氧化碳，並將多餘的能量傳給染料，染料成為激發態(dye*)並放出螢光。

兩種常見的染料分子結構如下: 取自"http://science4everyone.net/MediaWiki/index.php?title=螢光磷光&oldid=2925" 導覽選單 個人工具 登入 命名空間 頁面 討論 變體 檢視 閱讀 檢視原始碼 檢視歷史 更多 搜尋 導覽 首頁近期變更隨機頁面說明 工具 連結至此的頁面相關變更特殊頁面可列印版靜態連結頁面資訊 此頁面最後編輯於2019年8月26日(週一)08:13。

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