夜明珠是一种萤石矿物，发光原因是与它含有稀土元素有关，是矿物内有关的电子移动所致。当矿物内的电子在外界能量的刺激下，由低能状态进入高能状态，当外界能量刺激停止时，电子又由高能状态转入低能状态，这个过程就会发光。但在物理学中，夜明珠的发光原理是由具有磷光物质的石头在受日照之后，吸收外来能量，然后又在黑暗中将这些能量释放出来，形成银白色的光华。
夜明珠是由地球大地内的一些发光物质经过了几千万年，由最初的火山岩浆喷发，到后来的地质运动，积聚于矿石中而成，含有这些发光稀有元素的石头，经过加工，就是人们所说的夜明珠，常有黄绿、浅蓝、橙红等颜色，把荧光石放到白色荧光灯下照一照，它就会发出美丽的荧光，这种发光性明显的表现为昼弱夜强。此外，部分工艺品也利用萤石的特征制作一些冠以“夜明珠”名称的饰品。
“夜明珠”按照基体材质的不同可分两大类。
1．动植物性“夜明珠”：动物界有夜光者如著名的萤火虫，人人皆知。唐代苏颚《杜阳杂编》记唐代宗宝历元年，南昌国献“夜明犀”。植物界有夜光者很多，如《本草纲目》记载灵芝中的“木威喜芝”、“参成芝”、“七明九光芝”都发荧光。
2．矿物宝石类夜明珠：从固体物理学角度矿物性“夜明珠”的基体材料都是无机盐类晶体中的激活晶态磷光体。
所谓激活晶态磷光体是指由于晶体晶格点阵畸变而获得“发光”本领的晶体，而这种畸变，又多半是由于基质内含某些重金属杂质（激活剂）所引起的。例如ZnS中含少量的Cu就能发出黄绿色磷光，此ZnS称为基质，Cu称为激活剂。
“夜明珠”按照磷光体的不同可分为两大类。
1、永久发光的夜明珠：不需要借助任何外界能量进行激发，而是靠自身含有激活剂，如14C、3H、147Pm、226Ra、232Th，等放射性同位素，能自身激发而发光的。
2、长余辉蓄光型夜明珠：磷光体中的激活剂没有放射性，必须靠外界的日光、紫外线等光源激发后才能发光的。今常用的磷光体不下百种，它们的化学成分除了碱金属卤化物外，都是二价金属（Ca、Sr、Ba、Cd、Mg、Zn）的化合物—硫化物，硒化物，碲化物，硅酸盐，铝酸盐，钨酸盐，磷酸盐和卤素磷酸盐类。
其中，硅酸盐和铝酸盐类稀土蓄光性夜明珠由于采用新型稀土发光材料为主要原料，无毒无害无辐射，环保健康，已经得到较多应用，比如人造硼铝酸锶夜明珠、稀土夜光弹力球（寻龙珠）等。
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