荧光的原理大致是这样的：分子以及原子中的电子是在许许多多的“楼层”（学名叫“量子定态”或“能级”）中运动的，每种原子拥有的电子从1个到100多个，是有限的，而“楼层”却有无限多。每个楼层最多只能容纳一个电子。电子都有占据尽可能低的楼层的趋势（道理与“水往低处流”是一样的）。当电子受到合适的刺激（比如通电、化学反应、撞击或光照）时，就有可能从低的楼层跳到高的楼层。如果荧光物质的分子中的部分电子先吸收到了日光中合适的光子而跳到高能级（或因前述的其它原因而跃迁到高能级），然后电子又要返回较低的能级（不一定是原来的那个低能级，可以是别的低能级），同时释放出相应能量的光子（此即荧光物质的暗处发光）。返回的时间有长有短，因为不同的分子的楼层结构大不相同，有的很容易返回，有的则很难。返回难的就是长效的荧光物质。
出现荧光的首要条件就是要找到一种能级结构合适的物质，它能接收到合适的外界刺激，并储存相应的能量，然后过若干时间又能将这些能量以可见光光子的形式释放出去。特殊的能级结构很重要，它决定了能吸收何种形式的能量以及以何种形式放出能量，也决定了放出能量的速度。其次就是要有合适的外界能量供给，就像家用开关上的荧光，你要先保证它白天有吸收阳光，它才能晚上发出微光，如果让它一直处于黑暗中，那它也就渐渐不发光了；再比如，有的荧光物质是要吸收特定的化学反应过程中产生的能量，那白天让它晒太阳，它晚上照样不会发光。
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