咖啡的提神效果主要来自于咖啡因，这是一种能够刺激中枢神经系统的兴奋剂。喝下一杯咖啡后，咖啡因会迅速被人体吸收进入血液中，并通过血脑屏障影响大脑，阻断腺苷的作用。腺苷是一种在清醒时逐渐累积的化学物质，它会让人感到疲倦。当腺苷的作用被阻断，人就会感到更加清醒和精力充沛。
咖啡因的半衰期大约为5小时，这意味着在饮用咖啡后的5小时内，体内咖啡因的一半会被代谢掉。然而，每个人的新陈代谢速度不同，这取决于年龄、体重、遗传因素以及是否经常饮用咖啡等因素。因此，咖啡因在不同个体中的效果和持续时间也会有所不同。
通常情况下，咖啡因的效果可以持续3到6个小时，但有些人可能会感觉到更长或更短的时间。对于大多数人来说，在饮用咖啡后的一个小时内，提神效果最为明显。随着咖啡因逐渐被代谢，提神效果也会逐渐减弱。为了获得最佳的提神效果，建议在需要集中注意力或保持清醒的时候适量饮用咖啡，避免过量摄入咖啡因导致的副作用，如心跳加速、焦虑等。
总之，咖啡因的提神效果一般可以维持3到6个小时，但具体时间因人而异。适量饮用咖啡可以帮助提高警觉性和工作效率，但也要注意控制摄入量，以免对身体造成不良影响。