Luminescencja a fosforescencja
Światło jest formą energii i do generowania światła należy użyć innej formy energii. Produkcja światła może odbywać się w kilku mechanizmach, jak poniżej.
Co to jest luminescencja?
Luminescencja to proces emitowania światła z substancji. Ta emisja nie jest spowodowana ciepłem; dlatego jest to forma promieniowania zimnego ciała. Istnieje kilka rodzajów luminescencji, takich jak bioluminescencja, chemiluminescencja, elektrochemiluminescencja, elektroluminescencja, fotoluminescencja itp. Bioluminescencja to emisja światła przez organizmy żywe. Na przykład można wziąć pod uwagę świetliki. To naturalny proces. Światło uwalniane jest w wyniku reakcji chemicznej zachodzącej wewnątrz organizmu. U świetlików, gdy substancja chemiczna zwana lucyferyną wchodzi w reakcję z tlenem, powstaje światło. Ta reakcja jest katalizowana przez enzym lucyferazę. Chemiluminescencja jest wynikiem reakcji chemicznej. W rzeczywistości bioluminescencja jest rodzajem chemiluminescencji. Na przykład, katalizowana reakcja między luminalem a nadtlenkiem wodoru wytwarza światło. Elektrochemiluminescencja to rodzaj luminescencji wytwarzanej podczas reakcji elektrochemicznej.
Fluorescencja również jest rodzajem luminescencji. Elektrony w atomie lub cząsteczce mogą pochłaniać 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 znany jest jako fluorescencja. We fluorescencji atomowej atomy gazowe ulegają fluorescencji, gdy są wystawione 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. Po tym następuje relaksacja poprzez reemisję promieniowania fluorescencyjnego o tej samej długości fali.
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 mogą przejść inne procesy niepromieniste. Jeśli wzbudzona cząsteczka przejdzie proces niepromienisty, 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. Ten stan jest znany jako stan metastabilny. Wtedy stan metastabilny (stan tripletowy) może powoli zanikać emitując fotony i może powrócić do stanu podstawowego (stan singletowy). Kiedy tak się dzieje, nazywa się to fosforescencją.
Jaka jest różnica między luminescencją a fosforescencją?
• Luminescencja jest powodowana przez różne czynniki, takie jak prąd elektryczny, reakcje chemiczne, promieniowanie jądrowe, promieniowanie elektromagnetyczne itp. Jednak fosforescencja ma miejsce po naświetleniu próbki światłem.
• Fosforescencja pozostaje przez jakiś czas nawet po usunięciu źródła światła. Ale luminescencja tak nie jest.
• Fotoluminescencja zachodzi, gdy energia wzbudzona zostaje uwolniona, a cząsteczka powraca do stanu podstawowego ze stanu wzbudzenia singletowego. Fosforescencja zachodzi, gdy cząsteczka powraca do stanu podstawowego ze stanu wzbudzonego tripletowego (stan metastabilny).
• Energia uwalniana w procesie luminescencji jest wyższa niż w fosforescencji.
