荧光粉（夜光粉）为什么会夜光？原理是什么？（夜光粉加水）

谢邀荧光粉之所以有荧光现象是因为含有荧光染料下面解释一下荧光过程中荧光染料分子经历的变化分子也是由原子核和电子构成，电子具有能量，大致分为原子核对电子的吸引，电子-电子排斥，以及电子相关能量前两项是经典库仑相互作用，最后一项来自于量子效应。

这几项组合的结果就导致了分子中电子的能量只能去一系列离散值（这也是量子效应），我们通常把这些能量的可能取值叫做电子能级具有某个能量的电子具有某种对应的运动状态，通常叫做分子轨道在我们采用一系列近似后，可以认为每个分子轨道上可以放两个电子，这两个电子的自旋相反。

一个分子内的电子数目是有限的，但分子能级（及对应分子轨道）的数目无限分子稳定性要求整个分子体系总能最低，所以电子会从能量最低的轨道开始排，N个电子会占据 N/2 个能级，这就是基态的电子构型电子能级的间距一般为几个电子伏特（eV）。

影响一个孤立分子能量的因素除电子态以外还有分子的振动，其实就是原子核们会在平衡位置附近有小幅运动这种运动表现为键长，键角，二面角以及更复杂的几何因素的变化，量级一般在 0.0025 到 0.5 eV通常可以把电子能级和。

振动能级分开处理，可以得到下面的 Jablonski diagram，这里只列出了两个电子态 S0 和 S1。每个电子态都可以看做一个振动态的 manifold。

http://en.wikipedia.org/wiki/Fluorescence现在先看光子的吸收起初分子处于基态，就是 S0 的 0，一个能量合适的光子打过来后，电子吸收了这个光子的能量，跳到第一电子激发态的。

第三振动激发态这个过程中能量是守恒的，分子体系能量增加了 \hbar\omega, \hbar 为普朗克常数除以2\pi，\omega为光子角频率当然，如果光子能量稍多或稍少，电子会跳到更高或者更低的某个态上，如果这个态存在的话。

吸收完成后，分子处于一个不怎么稳定的状态，有放出能量回到基态的趋势这个放出能量有多种途径，比如图中的红色箭头，是振动能级的弛预，通过分子之间的碰撞等过程把振动能量变成分子动能，宏观上来看体系温度升高，也就是变成了热。

通过某种方式弛预到第一激发态的振动基态后，发生电子跃迁，回到电子基态这个跃迁的终态也是有多种可能的，可以回到电子基态的任意振动激发态这个过程中，体系发出光子，能量降低，即为荧光从吸收到发射中间有一个时间差，可以认为这是。

电子激发态的寿命随体系不同， 激发态寿命会有很大差别比如某些血红素蛋白为几十个飞秒（1E-15s），苯酚的第一激发态寿命大概在几个纳秒（1E-9s）激发后，荧光强度随时间指数式衰减http://en.wikipedia.org/wiki/G

low_stick===========================补充延时很长时间的荧光材料当然是存在的，比如说题目中的荧光粉啥的关于荧光材料这块我不熟，就着找到材料简单说一把，请专家指正前面说的荧光是一个非常简化的模型，适用于非常简单的体系，比如单个不大的分子。

常用的荧光材料有很多，我搜到了一个“大连XX发光科技股份有限公司”，产品满世界卖，他们网站上列举了几类目前常用的荧光材料下面拿其中一种来做例子，ZnS:Cu，就是往硫化锌里面掺杂铜参考了 【S. Shionoya, H. P. Kallmann, and B. Kramer, Phys. Rev. 。

121, 1607(1961)】，好老的文献。。。。

硫化锌是半导体，带隙 3.54 eV（立方）或 3.91 eV（六方）掺杂铜后，Cu在带隙内引入掺杂态，就是图中的 A 和 A*体系吸收光子后，电子从价带（V）激发到导带（C），这也可以叫做电子-空穴对。

这个电子空穴对在体系里各种相互作用的影响下运动，它们可以重新组合，变成基态电子，放出光子但现实中体系的晶格会出现各种缺陷，这些缺陷会导致带隙内产生 traps，激发后的电子被trap捕获后就跳不回基态了。

当然被捕获的电子还可能逃离 trap，比如通过升高温度加剧热运动等逃离后又有可能跃迁回价带，导致发光因此发光的延续或者延迟时间跟很多因素有关，比如激发光强，trap浓度，半导体带隙，掺杂态的能级位置，温度等。

在【PR, 121, 1607】里面，他们做的实验是可以延续半小时左右当然现在应该有发光延续时间更长的材料==========================再补充，多谢 @邵庆贤还有种可以长时间发光的东西叫 radioluminescent XX，就是把含有放射性同位素的成分跟前面说的发光材料混起来，比如说 ZnS:Cu。

最早用的放射性材料是镭-226 （半衰期 1601 年），现在用的比较多的是氚（12.32 年）、钷-147（2.62 年）、锶-90（28.79 年），碳-14（5730 年）等放射性同位素衰变产生的 \alpha 粒子(氦核)或者 \beta 粒子（电子）将半导体材料价带中的电子激发，然后跟上面的过程一样，导致发光。

关于radioluminescent，下面链接有比较详细的介绍http://www.orau.org/ptp/collection/radioluminescent/radioluminescentinfo.htm