באופן כללי, לאור הנפלט בפלואורסצנציה יש אורך גל ארוך יותר ואנרגיה נמוכה יותר מהאור הנבלע. תופעה זו, הידועה בשם היסט סטוקס, נובעת מאובדן אנרגיה בין הזמן שבו הפוטון נבלע, לבין הזמן שבו הוא נפלט. הגורמים וסדר הגודל של היסט סטוקס יכולים להיות מורכבים והם תלויים בפלואורופור ובסביבתו. עם זאת, יש כמה סיבות נפוצות. לעיתים קרובות ישנה דעיכה לא קרינתית לרמה הויברציונית הנמוכה ביותר של רמת העירור. גורם נוסף הוא שהפליטה מותירה את הפלואורופור ברמה ויברציונית גבוהה יותר מרמת היסוד.
פלואורסצנציה בטבע.
ביופלואורסצנציה.
התופעה מוגדרת כבליעת גלים אלקטרומגנטיים בתחום האור הנראה על ידי חלבונים פלואורסצנטיים באורגניזם חי ופליטת אור באנרגיה נמוכה יותר. צבע האור הנפלט שונה מצבע האור הנבלע. האלקטרון המעורר, עולה לרמה לא יציבה. חוסר היציבות של הרמה גבוה מאוד שכן חזרת האלקטרון לרמת היסוד היציבה מתרחשת כמעט מיידית. . חזרה זו תואמת לשחרורו של עודף אנרגיה בצורה של אור פלואורסצנטי. פליטת אור זו ניתנת לצפייה רק כאשר האור הממריץ עדיין מספק אור לאורגניזם והוא בדרך כלל צהוב, ורוד, כתום, אדום, ירוק או סגול.
אין לבלבל תופעה זו עם תופעות אור דומות:
ביולומינסנציה.
ייצור ופליטת אור על ידי אורגניזם חי כתוצאה מריאקציה כימית שבה אנרגיה כימית הופכת לאנרגיית אור. בניגוד לביופלואורסצנציה אין הארה חיצונית שגורמת לעירור.
ביופוספורסצנציה.
תופעה בה אנרגיה ממקור אור חיצוני נקלטת על ידי חלבונים פלואורסצנטיים באורגניזם חי ומשוחררת זמן מה לאחר מכן באורך גל ארוך יותר. בניגוד לביופלואורסצנציה זמן החיים של התופעה ארוך יותר.
מכניזמים של ביופלואורסצנציה.
כרומטופוריה אפידמרלית.
תאי פיגמנט המציגים פלואורסצנציה נקראים כרומטופורים פלורוסצנטיים, והם מתפקדים באופן דומה לכרומטופורים רגילים. תאים אלה הם דנדריטים, ומכילים פיגמנטים הנקראים פלואורוזומים. פיגמנטים אלה מכילים חלבונים פלואורסצנטיים המופעלים על ידי יוני K + (אשלגן). התנועה, הצבירה והפיזור שלהם בתוך הכרומטופור הזוהר הם הגורמים לדפוס פלואורסצנטי מכוון. כמו כרומטופורים אחרים כגון מלנופורים, גם תאי פיגמנט מכילים מלנין. מערכת העצבים נשלטת על ידי דפוס פלואורסצנטי לטווח קצר. ניתן למצוא כרומטופורים פלואורסצנצטיים בעור (למשל בדגים) ממש מתחת לאפידרמיס.
פלואורסצנציה מימית.
מים בולעים אור באורכי גל ארוכים כך שפחות אור מאורכי הגל הללו משתקף חזרה ומגיע לעין. לכן, צבעים חמים מספקטרום האור הנראה נראים פחות תוססים בעומקים הולכים וגוברים. מים מפזרים אור באורך גל קצר יותר מעל סגול, כלומר צבעים קרירים יותר חולשים על שדה הראייה באזור הצילום. עוצמת האור פוחתת פי 10 עם כל 75 מטר של עומק, כך שבעומק של 75 מטר, עוצמת האור היא % 10 מהעוצמה על פני השטח, ואילו בעומק של 150 מטר העוצמה היא רק % 1 מהעוצמה על פני השטח. בגלל סינון זה של האור, ניתן לראות חומרים שונים בעומקים שונים.
דגים.
לדגי גרם החיים במים רדודים בדרך כלל יש ראיית צבע טובה בגלל מגוריהם בסביבה צבעונית. לפיכך, בדגי מים רדודים, פלואורסצנציה אדומה, כתומה וירוקה משמשת ככל הנראה אמצעי לתקשורת.
דגים רבים המציגים פלואורסצנציה, כמו כרישים, דגי לטאה, דגי עקרב, דגי נוי ודגים שטוחים, הם בעלי מסנן תוך-עיני צהוב. מסננים אלו מאפשרים לדגים לשפר את הניגודיות והדפוסים הוויזואליים שלא נראים לעין דגים וטורפים אחרים חסרי תכונה זו.
אלמוגים.
פלואורסצנציה משמשת למגוון רחב של פונקציות באלמוגים. חלבונים פלואורסצנטיים באלמוגים עשויים לתרום לפוטוסינתזה על ידי המרת אורכי גל שאינם שמישים אחרת לאלה שעבורם האצות הסימביוטיות של האלמוגים מסוגלות לבצע פוטוסינתזה. כמו כן, החלבונים עשויים להשתנות במספרם ע"פ מידת האור הנבלע. [39] באופן דומה, חלבונים פלואורסצנטיים אלו עשויים להיות בעלי יכולות נוגדות חמצון כדי לחסל רדיקלי חמצן המיוצרים על ידי פוטוסינתזה. במילים אחרות, באמצעות אפנון פוטוסינתזה, החלבונים הפלואורסצנטיים משמשים כאמצעי לוויסות הפעילות של סימביוני האצות הפוטוסינתטיים של האלמוגים.
סילוניות.
ל- Subulata Alloteuthis ו- Loligo vulgaris, שני סוגים של דיונונים כמעט שקופים, יש כתמים פלואורסצנטיים מעל עיניהם. כתמים אלה מחזירים את האור הפוגע ומשמשים לצורכי הסוואה ותקשורת.
מדוזה.
דוגמה נוספת ידועה לפלואורסצנציה באוקיינוס היא ההידרה Aequorea victoria. מדוזה זו חיה באזור מול חופה המערבי של צפון אמריקה וזוהתה כנשא של חלבון פלואורסצנטי ירוק (GFP) על ידי אוסאמו שיממורה. הגן של חלבונים פלואורסצנטיים ירוקים משמעותי מבחינה מדעית במחקרים גנטיים כדי להצביע על ביטוים של גנים אחרים.
חסילונים.
לכמה מינים של חסילוני גמל שלמה יש סימנים פלואורסצנטיים צהובים לאורך קשקשתם לצורכי הגנה מפני טורפים. במהלך טקסי הזדווגות, החסילון זוהר באופן פעיל ופולט אורך גל שיכול להקלט אצל חסילונים אחרים.
פלואורסצנציה יבשתית.
דו-חיים.
צפרדע העץ נקודת פולקה , הנפוצה באמזונאס, התגלתה כדו חיים הפלואורסצנטי הראשון בשנת 2017. עור הצפרדע הוא בעל צבע ירוק בהיר עם נקודות בצבע לבן, צהוב או אדום בהיר. הפלואורסצנציה של הצפרדע התגלתה שלא במתכוון בבואנוס איירס, ארגנטינה. את הפלואורסצנצי ניתן לייחס לתרכובת חדשה שנמצאה בלימפה ובעור. התרכובת הפלואורסצנטית העיקרית היא Hyloin-L1 והיא מעניקה זוהר כחול-ירוק כאשר היא נחשפת לאור סגול או על-סגול. מדענים העומדים מאחורי התגלית מציעים כי הפלואורסצנציה משמשת לצורכי תקשורת. הם גם מעריכים כי כמאה או 200 מינים של צפרדעים עשויים להיות פלורסצנטיים.
פרפרים.
לפרפרי זנב הסנונית יש מערכות מורכבות לפליטת אור פלואורסצנטי. כנפיהם מכילות גבישי פיגמנט המספקים אור פלואורסצנטי בצורה ישירה: כאשר הם בולעים אור רדיומטרי מאור השמיים הכחול
(אורך גל של 420 ננומטר), הם פולטים אור פלואורסצנטי. קרינה זו משמשת לצורכי תקשורת עם פרפרים אחרים.
תוכאים.
לתוכאים יש פלומת פלואורסצנטית שעשויה לשמש באיתות בתהליך זיווג. מחקר שנערך בתוכונים מצויים הראה כי זכרים ונקבות העדיפו משמעותית ציפורים עם הפיגמנט הפלואורסצנטי. ממחקר זה עולה כי הפלומה הקורנת של התוכיים אינה סתם תוצר לוואי של פיגמנטציה, אלא איתות מיני מובנה.
עכבישניים.
עכבישים זוהרים תחת אור UV ומכילים בתוכם מגוון עצום של פלואורופורים.
גם עקרבים זוהרים בגלל נוכחות של בטא קרבולין בציפורן שלהם.
צמחים.
פרח הלילנית הרב-גונית מכיל פיגמנטים צהובים וסגולים פלואורסצנטיים. תחת אור לבן, חלקים מהפרח המכילים רק בטא-קסנטינים נראים צהובים, אך באזורים בהם קיימים גם בטא-קסנטינים וגם בטא-ציאנינים, הפלואורסצנציה דוהה בגלל מנגנוני סינון פנימיים.
הכלורופיל הוא ככל הנראה המולקולה הפלואורסצנטית הנפוצה ביותר ומייצרת פליטה אדומה תחת מנעד רחב של אורכי גל מעוררים.
פלואורסצנציה אביוטית.
גמולוגיה, מינרלוגיה וגאולוגיה.
אבני חן, מינרלים, עשויים להיות בעלי פלואורסצנציה ייחודית או לזרוח באופן שונה תחת מקורות אור שונים כגו: אולטרה סגול קצר גל או ארוך גל, אור נראה או קרני רנטגן.
סוגים רבים של קלציט וענבר יזרחו תחת קרינת אולטרה סגול קצר גלי, אולטרה סגול ארוך גלי ואור נראה. אודם, אמרלד ויהלומים מראים פלואורסצנציה אדומה תחת אור UV ארוך-גלי, אור כחול ולעיתים אור ירוק. יהלומים גם פולטים אור תחת קרינת רנטגן.
הפלואורסצנציה במינרלים נגרמת על ידי מגוון רחב של אקטיבטורים . במקרים מסוימים, יש להגביל את ריכוז האקטיבטור מתחת לרמה מסוימת, כדי למנוע רוויה ודיכוי של פליטת הפלואורסצנציה. יתר על כן, המינרל צריך להיות נקי מזיהומים כמו ברזל או נחושת, כדי למנוע דיכוי פלואורסצנטי. מנגן דיולנטי, בריכוזים של עד אחוזים בודדים, אחראי לפלואורסצנציה האדומה או הכתומה של קלציט, לפלואורסצנציה הירוקה של וילמיט, לפלואורסצנציה הצהובה של האספריט ולפלואורסצנציה הכתומה של וולסטוניט וקלינוהדריט. אורניום הקסולנטי, זוהר בכל הריכוזים בצבע ירוק צהוב, והוא הגורם לפלואורסצנציהשל מינרלים כמו אוטוניט או אנדרסונייט. כרום טריולינטי בריכוז נמוך הוא המקור לפלואורסצנציה האדומה של אודם. אירופיום דיולנטי הוא המקור לפלואורסצנציה הכחולה, כאשר הוא נראה במינרל הפלואוריט. לנתנידים טריולינטיים כמו טרביום ודיספרוסריום הם הגורמים העיקריים לפלואורסצנציה הצהובה שמפגין המינרל פלואור, ותורמים לפלואורסצנציה הכתומה של זירקון. סידן מוליבדאט וסידן טונגסטייט זוהרים באופן מובהק בצהוב וכחול, בהתאמה. כאשר הם נמצאים יחד בתמיסה מוצקה, מועברת אנרגיה מהטונגסטן בעלת האנרגיה הגבוהה יותר למוליבדן באנרגיה נמוכה יותר, כך שרמות נמוכות למדי של מוליבדן מספקות כדי לגרום לפליטה צהובה עבור סידן טונגסטייט, במקום כחול. ספלריט (אבץ גופרתי), זוהר במגוון צבעים, המושפעים מנוכחות זיהומים שונים.
נפט גולמי זוהר במגוון צבעים, החל מחום עמום לשמנים כבדים ועד לצבעי צהבהב בהיר וכחלחל-לבן לשמנים קלים. תופעה זו משמשת בקידוחים וחיפושי נפט לזיהוי כמויות קטנות מאוד של שמן.
נוזלים אורגניים.
תמיסות אורגניות כגון אנתרסן או סטילבן, מומסים בבנזן או טולואן, זוהרים עם הקרנת אולטרה סגול או קרני גמא. זמני ההתפרקות של פלואורסצנציה זו הם בסדר גודל של ננו-שניות, מכיוון שמשך ההארה תלוי בזמן החיים של המצבים המעוררים של החומר הפלואורסצנטי, במקרה זה אנתרסן או סטילבן.
אטמוספירה.