Kluczowa różnica między fluorescencją a fosforescencją polega na tym, że fluorescencja zatrzymuje się, gdy tylko usuniemy źródło światła, podczas gdy fosforescencja ma tendencję do pozostawania trochę dłużej, nawet po usunięciu napromieniowanego źródła światła.
Kiedy cząsteczka lub atom pochłania energię, może ulegać różnym zmianom. Fluorescencja i fosforescencja to dwa takie procesy. Oprócz powyższej kluczowej różnicy, istnieją pewne inne różnice między tymi dwoma terminami, takie jak energia uwalniana w procesie fluorescencji jest wyższa niż w przypadku fosforescencji.
Co to jest fluorescencja?
Elektrony w atomie lub cząsteczce mogą absorbować energię promieniowania elektromagnetycznego i tym samym wzbudzać się do wyższego stanu energetycznego. Ten górny stan energetyczny jest niestabilny; dlatego elektron lubi powracać do stanu podstawowego. Wracając, emituje pochłoniętą długość fali. W tym procesie relaksacji emitują nadmiar energii w postaci fotonów. Ten proces relaksacji nazywamy fluorescencją. Fluorescencja zachodzi znacznie szybciej. Zwykle kończy się w około 10-5 sekund lub mniej czasu od momentu wzbudzenia.
Gdy atomy gazowe ulegają fluorescencji, fluorescencja atomowa ma miejsce po wystawieniu na promieniowanie o długości fali, która dokładnie odpowiada jednej z linii absorpcyjnych pierwiastka. Na przykład, gazowe atomy sodu absorbują i wzbudzają poprzez pochłanianie promieniowania 589 nm. Następnie następuje relaksacja poprzez reemisję promieniowania fluorescencyjnego o tej samej długości fali. Z tego powodu możemy wykorzystać fluorescencję do identyfikacji różnych elementów. Gdy długości fali wzbudzenia i reemisji są takie same, powstałą emisję nazywamy fluorescencją rezonansową.
Inne mechanizmy
Oprócz fluorescencji istnieją inne mechanizmy, dzięki którym wzbudzony atom lub cząsteczka może oddać nadmiar energii i zrelaksować się do stanu podstawowego. Relaksacja niepromienista i emisja fluorescencji to dwa takie ważne mechanizmy. Ze względu na wiele mechanizmów czas życia stanu wzbudzonego jest krótki. Względna liczba cząsteczek, które fluoryzują, jest mała, ponieważ zjawisko to wymaga cech strukturalnych, które spowalniają tempo relaksacji bezpromienistej i zwiększają tempo fluorescencji. W większości cząsteczek tych cech nie ma; dlatego ulegają relaksacji bezpromienistej, a fluorescencja nie występuje. Pasma fluorescencji molekularnej składają się z dużej liczby blisko rozmieszczonych linii; dlatego zwykle jest to trudne do rozwiązania.
Co to jest fosforescencja?
Kiedy cząsteczki absorbują światło i przechodzą do stanu wzbudzonego, mają dwie możliwości. Mogą albo uwolnić energię i natychmiast powrócić do stanu podstawowego, albo poddać się innym procesom niepromieniującym. Jeśli wzbudzona cząsteczka przejdzie proces bezpromienisty, emituje pewną energię i przechodzi w stan tripletowy, w którym energia jest nieco mniejsza niż energia stanu wyjściowego, ale jest wyższa niż energia stanu podstawowego. Cząsteczki mogą pozostać nieco dłużej w tym mniej energetycznym stanie tripletowym.
Rysunek 01: Fosforescencja
Nazywamy ten stan stanem metastabilnym. Wtedy stan metastabilny (stan tripletowy) może powoli zanikać emitując fotony i powracać do stanu podstawowego (stan singletowy). Kiedy tak się dzieje, nazywamy to fosforescencją.
Jaka jest różnica między fluorescencją a fosforescencją?
Fluorescencja to emisja światła przez substancję, która pochłonęła światło lub inne promieniowanie elektromagnetyczne, podczas gdy fosforescencja odnosi się do światła emitowanego przez substancję bez spalania lub wyczuwalnego ciepła. Kiedy dostarczamy światło do próbki cząsteczek, natychmiast widzimy fluorescencję. Fluorescencja ustaje, gdy tylko zabierzemy źródło światła. Ale fosforescencja ma tendencję do pozostawania trochę dłużej, nawet po usunięciu napromieniowanego źródła światła.
Podsumowanie – Fluorescencja a fosforescencja
Zarówno fluorescencja, jak i fosforescencja to procesy chemiczne, w których zachodzi absorpcja i emisja światła. Różnica między fluorescencją a fosforescencją polega na tym, że fluorescencja zatrzymuje się, gdy tylko zabierzemy źródło światła, podczas gdy fosforescencja ma tendencję do pozostawania trochę dłużej, nawet po usunięciu napromieniowanego źródła światła.
