発光：励起と緩和

🧠 発光は、外部エネルギーで生じた励起状態が基底状態 ground state 基底状態（ground state） ground state（基底状態） へ戻る際に光子を放出する現象であり、熱放射thermal radiation 熱放射（thermal radiation）thermal radiation（熱放射） とは励起の起源が異なる。

熱放射との区別

熱放射thermal radiation熱放射（thermal radiation）thermal radiation（熱放射）は物体の温度で決まる連続放射である。一方、発光では光、化学反応chemical reaction化学反応（chemical reaction）chemical reaction（化学反応）、電場electric field 電場（electric field）electric field（電場） などが特定の電子状態を励起し、その緩和経路が放出光を決める。光吸収による発光はフォトルミネセンス photoluminescence フォトルミネセンス（photoluminescence） photoluminescence（フォトルミネセンス） という。

励起から光放出まで

分子は光子を吸収して高い電子・振動準位へ移るが、通常は振動緩和 vibrational relaxation 振動緩和（vibrational relaxation） vibrational relaxation（振動緩和） や内部転換 internal conversion 内部転換（internal conversion） internal conversion（内部転換） によって一部のエネルギーを周囲へ渡してから放射遷移する。このため放出光子は吸収光子より低エネルギーになりやすく、Stokesシフトが生じる。

経路の全体像はJablonski図で表し、発光する経路と熱へ逃げる経路の競合は量子収率を決める。

観測される三つの情報

• 発光スペクトルemission spectrum 発光スペクトル（emission spectrum）emission spectrum（発光スペクトル） ：どのエネルギーの光子が出たか
• 発光強度：吸収された光子のうち何個が放出されたか
• 発光寿命luminescence lifetime 発光寿命（luminescence lifetime）luminescence lifetime（発光寿命） ：励起状態がどの速さで失われたか

まとめ

励起状態からの緩和、発光、測定値の解釈は、蛍光の時間依存性 time-dependent 時間依存性（time-dependent） time-dependent（時間依存性） と実験条件を併せて考える。¹²

• 発光は熱を主因としない励起状態からの光放出である。
• 吸収エネルギーの一部は、光を出さない緩和で失われる。
• スペクトル・強度・寿命は、緩和経路を別々の側面から示す。