Fluorescens är ett optiskt fenomen som manifesteras som glödande ljus. Vi observerar det varje dag i de energibesparande kompaktlysrören som används i många hushåll och vissa typer av glödstift, men även på nattklubbar. Det kallas ofta för ”kallt ljus”, eftersom mycket lite värme avges av de flesta fluorescerande ämnen. Detta skiljer sig mycket från glödljus, den typ av ljus som finns i traditionella glödlampor som sänds ut på grund av höga temperaturer.
Ett annat fenomen som är väldigt likt fluorescens är fosforescens. I båda fallen kommer kallt ljus att sändas ut när det ljusemitterande föremålet utsätts för en extern energikälla. Fluorescens skiljer sig dock från fosforescens genom att det fluorescerande ljuset upphör omedelbart efter att energikällan tagits bort, medan ett fosforescerande ljus fortsätter att glöda en tid efter.
Detta fenomen uppstår när en högenergifoton påverkar det fluorescerande materialet, eller fluoroforen, och exciterar elektronerna som utgör atomerna i fluoroforen. Dessa elektroner drivs till ett högenergitillstånd från vilket de så småningom återgår till sitt normala eller grundtillstånd. Under denna process kan överskottsenergin frigöras som en annan foton som bär mindre energi än den som ursprungligen påverkade fluoroforen.
Denna foton med lägre energi är vad våra ögon kan ta upp som fluorescerande ljus. Den emitterade fotonen kan ha en våglängd som kan detekteras med blotta ögat, eller så kan den ha kortare eller längre våglängder och endast synlig med hjälp av vissa filter. För en given fluorofor är förhållandet mellan den exciterande fotonvåglängden och den emitterade fotonvåglängden konstant. Detta betyder att om en given fluorofor observeras under mikroskop med en laser med konstant effekt, kommer färgen som ses genom okularet att förbli densamma.
Fluorescens används i stor utsträckning inom biokemisk och molekylär forskning, såväl som inom rättsmedicin. Till exempel kan DNA visualiseras med hjälp av en fluorescerande förening som kallas etidiumbromid, som binder till vissa typer av DNA och gör att de kan ses som orangea band under ett UV-ljus. Rättsmedicinska forskare använder också den fluorescerande karaktären hos vissa kroppsvätskor som blod, urin och sperma för att hitta dem på en brottsplats. Dessa kommer att lysa under ett UV-ljus, även när de är osynliga under naturligt ljus. Det kan också användas i målning och annan konst, som använder fluorescerande material och visas under UV-ljus för att skapa utomjordiska effekter. Vissa samlarobjekt som ädelstenar kan identifieras på detta sätt. Till exempel kommer vissa diamanter att lysa blått när de utsätts för en UV-ljuskälla.