斯托克斯效应（Stokes shift）指的是荧光发射光谱的发射峰和吸收光谱的吸收峰之间的波长差异。斯托克斯效应是荧光现象中的一个基本规律，常被应用于生物学、化学、医学等领域。
斯托克斯效应的机理是，当分子或原子吸收光子后，能级发生变化，电子跃迁到更高的能级，此时发生受激辐射并向各个方向发射荧光光子，波长较原吸收光子的波长长，同时还存在热失活现象，使得发射光子的能量比吸收时低。
斯托克斯效应的大小与体系的化学结构、环境及能级差密切相关，其数值通常在20到100纳米之间，目前没有一种通用的公式可以准确预测斯托克斯效应。
斯托克斯效应可以应用于生物学领域的荧光探针设计和染料标记。利用斯托克斯效应的发射波长差异，可以设计出特定波长的荧光探针，用于生物体系内的荧光成像和检测。
另外，斯托克斯效应的又一重要应用是荧光共振能量转移（FRET）。 FRET是一种通过分子间相互作用传递能量的方法，一般适用于分子间距离小于10nm的情形。其中荧光染料扮演了重要角色，其斯托克斯效应的大小和染料分子间的距离有关，可以利用FRET原理来研究蛋白质、DNA等大分子结构。
斯托克斯效应在化学反应动力学、溶剂效应等方面也有应用。在反应动力学中，反应的速率常常与反应中心的电荷分布和分子构型等有关，该系数可以通过斯托克斯效应的大小反映出来。
此外，化学反应也常与溶剂效应相关，溶剂的极性和粘度对反应产生影响，斯托克斯效应的大小与周围介质的折射率有关，一些溶剂效应的研究也是基于斯托克斯效应的规律性研究。
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