荧光棒内有一根中空玻璃管，里面装有过氧化氢溶液，而周围的溶液，则是酯类（多为双草酸二酯或邻苯二甲酸二丁酯等）和荧光染料的混合液。当弯曲荧光棒时，玻璃管破裂释放过氧化氢，过氧化氢和酯类反应，生成过氧化酯。过氧化酯是一类高能分子极不稳定，它将能量传递给荧光染料分子，使其能量增高，自身分解为二氧化碳。而高能的荧光素分子在回归基态时，则释放光子，成为我们看到的荧光，从而完成化学能转化为光能的过程。荧光棒的颜色是依靠添加的荧光染料的不同而不同的。这些染料大多数具有苯环的多环芳香族化合物。它们激发后回归基态释放的光子波长不同，从而显示不同的颜色。

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