浅谈荧光笔的工作原理

浅谈荧光笔的工作原理

北京大学药学院秦蒙蒙我第一次接触荧光估计是在幼儿园之前吧，那次奶奶带我去姑姑家探亲，晚上在客房里睡觉的时候，我半夜醒来，看到有双发着幽幽绿光的眼睛盯着我，当时就吓的大哭起来了。后来才知道，那是玩具熊发荧光的眼睛。对于现在而言，我接触最多的关于荧光的东西恐怕非荧光笔莫属了。

那些红的、黄的、绿的、蓝的笔画在书本上的墨字上面非但不会遮挡文字反而会使这些文字更加的显眼，是被涂抹的地方仿佛能发出淡淡的光晕，这便是荧光笔的优点了。

荧光笔顾名思义就是利用荧光来工作的笔，那么，为什么一直小小的笔写出来的字就能发出荧光呢？原来，在制造荧光笔的过程中，人们在颜料中加入能被紫外线激发的可见荧光化(络)合物。我们先来看一下有关电子的跃迁的知识。电子跃迁的形式主要有3中（如下图），一种是电子的能级跃迁，电子的这种跃迁需要很高的能量来激发，主要是靠紫外光、可见光等能量较高的光来激发，电子对光子的吸收是量子化的，即要多少取多少，不能填补或剩余。能级跃迁是电子能量变化的最主要的因素；另外的两种是分子的振动和转动，这两种形式对分子能量的影响较小，只能吸收较少的能量，因而所需的激发光一般来说是红外区的光。从电子跃迁的角度来讲，这种化合物吸收了与它本身特征频率相同的光线以后，原子中的某些电子从基态中的最低振动能级跃迁到较高的某些振动能级（如下图）。电子在同类分子或其他分子中撞击，消耗了相当的能量，从而下降到第一电子激发态中的最低振动能级，这一过程中并无光的辐射，但当电子由最低振动能级下降到基态中的某些不同的能级时（如下图），会发出比原来吸收的频率低、波长长的一种光，这就是荧光。

被化合物吸收的光称为激发光，产生的荧光称为发射光。荧光的波长总要长于分子吸收的紫外光波长，通常在可见光范围内。荧光的性质与分子结构有密切关系，不同结构的分子被激发后，并不是都能发射荧光，所以，在制作荧光笔时要选用特定的发光化合物。

所谓的荧光笔“发光”，并不是说荧光笔在黑暗中能制造光，它只是对外来光源能量的部分转移。如果把荧光笔写出的字放在黑暗中，它是断不会发出光来的。再者，荧光笔的荧光跟我们手表、荧光棒的荧光原理不相同，荧光棒是内部发生放射性反应，产生的射线激发外周的荧光粉发光，因此它们在夜里没有任何紫外线的情况下都能发光。而荧光笔则一定有紫外光的情况下才会发荧光，这一点你只要把荧光笔的笔迹靠近捕蚊灯、验钞机就可以看得非常清楚。

现在，在学生之间，尤其是在我们这些每天要背好多东西的医学生之间，荧光笔的应用十分广泛，几乎是人手一只或多只。但是，荧光笔对人体是有伤害的。荧光笔中所加的是一些荧光剂。有些荧光物质有毒，具有潜在的致癌成分，长期使用对人体有害。一些小作坊为了减轻成本，会使用有毒的荧光剂作为荧光笔的原料。另外，由于荧光笔中含大量荧光剂，长期使用，也会影响我们的视力。所以，我们要注意控制荧光笔的使用。这又一次让我们看到了科技的两面性。