Lumineszcencia vs foszforeszcencia
A fény egyfajta energia, és a fény előállításához egy másik energiaformát kell használni. A fény keletkezhet többféle mechanizmusban, mint az alábbiakban.
Mi az a lumineszcencia?
A lumineszcencia az anyagból fénykibocsátás folyamata. Ez a kibocsátás nem a hőnek köszönhető; ezért a hideg test sugárzásának egyik formája. Kevésféle lumineszcencia létezik, mint biolumineszcencia, kemilumineszcencia, elektrokemilumineszcencia, elektrolumineszcencia, fotolumineszcencia stb. A biolumineszcencia az élő organizmusok fénykibocsátása. Például szentjánosbogarak jöhetnek szóba. Ez természetes folyamat. A fény a szervezet belsejében lejátszódó kémiai reakció eredményeként szabadul fel. A szentjánosbogarakban, amikor a luciferin nevű vegyi anyag reakcióba lép az oxigénnel, a fény keletkezik. Ezt a reakciót a luciferáz enzim katalizálja. A kemilumineszcencia kémiai reakció eredménye. Valójában a biolumineszcencia egyfajta kemilumineszcencia. Például a luminal és a hidrogén-peroxid közötti katalizált reakció fényt eredményez. Az elektrokemilumineszcencia egy olyan típusú lumineszcencia, amely egy elektrokémiai reakció során keletkezik.
A fluoreszcencia egyfajta lumineszcencia is. Az atomokban vagy molekulákban lévő elektronok képesek elnyelni az elektromágneses sugárzás energiáját, és ezáltal felsőbb energia állapotba gerjeszteni. Ez a felső energia állapot instabil; ezért az elektron szeret visszatérni az alapállapotba. Visszatérve a felvett hullámhosszat bocsátja ki. Ebben a relaxációs folyamatban fotonként bocsátanak ki felesleges energiát. Ezt a relaxációs folyamatot fluoreszcenciának nevezik. Atomfluoreszcenciában a gáznemű atomok akkor fluoreszkálnak, ha olyan hullámhosszú sugárzásnak vannak kitéve, amely pontosan megegyezik az elem egyik abszorpciós vonalával. Például a gáznemű nátriumatomok 589 nm-es sugárzás elnyelésével elnyelik és gerjesztik. A relaxáció ezután történik, azonos hullámhosszúságú fluoreszcens sugárzás újbóli kibocsátásával.
Mi az a foszforeszcencia?
Amikor a molekulák elnyelik a fényt és gerjesztett állapotba kerülnek, két lehetőségük van. Vagy felszabadíthatják az energiát, és azonnal visszatérhetnek az alapállapotba, vagy más nem sugárzó folyamatokon mennek keresztül. Ha a gerjesztett molekula nem sugárzó folyamaton megy keresztül, akkor kis mennyiségű energiát bocsát ki, és hármas állapotba kerül, ahol az energia valamivel kisebb, mint a kilépett állapot energiája, de magasabb, mint az alapállapot energia. A molekulák egy kicsit hosszabb ideig maradhatnak ebben a kevesebb energiájú hármas állapotban. Ezt az állapotot metastabil állapotnak nevezik. Ezután a metastabil állapot (triplett állapot) fotonok kibocsátásával lassan bomlhat, és visszatérhet az alapállapotba (szingulett állapot). Amikor ez megtörténik, foszforeszcenciának nevezik.
Mi a különbség a lumineszcencia és a foszforeszcencia között?
• A lumineszcenciát különféle dolgok okozzák, például elektromos áram, kémiai reakciók, nukleáris sugárzás, elektromágneses sugárzás stb.
• A foszforeszcencia még egy ideig megmarad a fényforrás eltávolítása után is. De a lumineszcencia nem így van.
• A fotolumineszcencia gerjesztett energia felszabadulásakor megy végbe, és a molekula visszatér a szingulettal gerjesztett állapotból az alapállapotba. A foszforeszcenciára akkor kerül sor, amikor egy molekula visszatér az alapállapotba a triplett gerjesztett állapotból (metastabil állapot).
• A lumineszcencia folyamatban felszabaduló energia nagyobb, mint a foszforeszcenciában.
