蛍光体はどのように機能するのでしょうか?

蛍光色素または蛍光分子としても知られる蛍光体は、光励起により光を再放射できる分子の一種です。蛍光体の仕組みを詳しく説明します。

励起

蛍光体が特定の波長の光子（光エネルギー）を吸収すると、励起状態になります。これは、蛍光体の電子が基底状態からより高いエネルギーの励起状態へと上昇することを意味します。

光波の 2 つの連続するピーク間の距離。これによって私たちが見る光の色が決まります。

励起状態は安定していないため、蛍光体がこの状態にある時間は非常に短い時間 (通常はナノ秒) です。この期間中、吸収されたエネルギーの一部は熱として、または他の非放射プロセスによって失われます。

残りのエネルギーは、電子が基底状態に戻るときに光子として放出されます。励起状態の寿命中にエネルギーが失われるため、放出された光は吸収された光よりも波長が長くなります (エネルギーが低くなります)。この現象はストークスシフトとして知られています。

光の波長が長いほど、エネルギーは低くなります。この関係は、E=hcλE=λhc という式で表されます。

この式から、エネルギー EE は波長 λλ に反比例することがわかります。したがって、波長が長くなると、エネルギーは減少します。逆に、波長が短いほど、エネルギーは高くなります。

この原理は蛍光を理解する上で基本的なものです。蛍光体から放出される光は、励起状態の間にエネルギー損失が発生するため、吸収される光よりも波長が長くなり（したがってエネルギーが低くなる）、通常は吸収される光よりも波長が長くなります。

蛍光体は、蛍光顕微鏡、フローサイトメトリー、蛍光共鳴エネルギー移動 (FRET) などのさまざまな生物学および医学の用途で広く使用され、分子レベルおよび細胞レベルでの生物学的構造とプロセスを研究します。