A legfontosabb különbség a fluoreszcencia és a foszforeszcencia között az, hogy a fluoreszcencia leáll, amint eltávolítjuk a fényforrást, míg a foszforeszcencia még a besugárzó fényforrás eltávolítása után is egy kicsit tovább marad.
Amikor egy molekula vagy atom energiát nyel el, különféle változásokon mehet keresztül. A fluoreszcencia és a foszforeszcencia két ilyen folyamat. A fenti kulcsfontosságú különbségen kívül van még néhány különbség a két kifejezés között, például a fluoreszcens folyamat során felszabaduló energia magasabb, mint a foszforeszcenciában.
Mi az a fluoreszcencia?
Az atomban vagy molekulában lévő elektronok elnyelhetik az elektromágneses sugárzás energiáját, és ezáltal egy felső energiaállapotba gerjeszthetnek. Ez a felső energiaállapot instabil; ezért az elektron szeret visszatérni az alapállapotba. Visszatérve kibocsátja az elnyelt hullámhosszt. Ebben a relaxációs folyamatban felesleges energiát bocsátanak ki fotonok formájában. Ezt a relaxációs folyamatot fluoreszcenciának nevezzük. A fluoreszcencia sokkal gyorsabban megy végbe. Általában körülbelül 10-5 másodperc vagy kevesebb idő alatt fejeződik be a gerjesztéstől számítva.
Amikor a gáznemű atomok fluoreszcencián mennek keresztül, az atom fluoreszcenciája akkor megy végbe, ha olyan hullámhosszú sugárzásnak vannak kitéve, amely pontosan megegyezik az elem egyik abszorpciós vonalával. Például a gáznemű nátriumatomok 589 nm-es sugárzást nyelnek el és gerjesztenek. A relaxáció ezután azonos hullámhosszú fluoreszcens sugárzás újraemissziójával történik. Emiatt fluoreszcenciát használhatunk különböző elemek azonosítására. Ha a gerjesztés és az újraemisszió hullámhossza megegyezik, akkor a kapott emissziót rezonancia fluoreszcenciának nevezzük.
Egyéb mechanizmusok
A fluoreszcencián kívül más mechanizmusok is léteznek, amelyek révén a gerjesztett atom vagy molekula feladhatja felesleges energiáját, és ellazulhat alapállapotába. A nem sugárzó relaxáció és a fluoreszcens emisszió két ilyen fontos mechanizmus. Számos mechanizmus miatt a gerjesztett állapot élettartama rövid. A fluoreszkáló molekulák relatív száma kicsi, mivel ez a jelenség olyan szerkezeti jellemzőket igényel, amelyek lassítják a nem sugárzó relaxáció sebességét és fokozzák a fluoreszcencia sebességét. A legtöbb molekulában ezek a tulajdonságok nincsenek meg; ezért nem sugárzó relaxáción mennek keresztül, és nem következik be fluoreszcencia. A molekuláris fluoreszcencia sávok nagyszámú, egymáshoz közel elhelyezkedő vonalból állnak; ezért általában nehéz megoldani.
Mi az a foszforeszcencia?
Amikor a molekulák elnyelik a fényt, és gerjesztett állapotba kerülnek, két lehetőségük van. Akár energiát szabadítanak fel, és azonnal visszatérhetnek alapállapotba, vagy más, nem sugárzási folyamatokon mennek keresztül. Ha a gerjesztett molekula nem sugárzó folyamaton megy keresztül, akkor energiát bocsát ki, és hármas állapotba kerül, ahol az energia valamivel kisebb, mint a kilépő állapot energiája, de nagyobb, mint az alapállapot energiája. A molekulák egy kicsit tovább maradhatnak ebben a kevesebb energiájú hármas állapotban.
01. ábra: Foszforeszcencia
Ezt az állapotot metastabil állapotnak nevezzük. Ekkor a metastabil állapot (triplet állapot) fotonok kibocsátásával lassan lebomlik, és visszatérhet az alapállapotba (szinglet állapot). Amikor ez megtörténik, ezt foszforeszcenciának nevezzük.
Mi a különbség a fluoreszcencia és a foszforeszcencia között?
A fluoreszcencia egy olyan anyag által kibocsátott fény, amely elnyelte a fényt vagy más elektromágneses sugárzást, míg a foszforeszcencia az anyag által kibocsátott fényre utal, égés vagy érzékelhető hő nélkül. Amikor fényt adunk egy molekulamintához, azonnal látjuk a fluoreszcenciát. A fluoreszcencia leáll, amint elvesszük a fényforrást. A foszforeszcencia azonban hajlamos egy kicsit tovább maradni még azután is, hogy eltávolítjuk a besugárzó fényforrást.
Összefoglaló – Fluoreszcencia vs foszforeszcencia
Mind a fluoreszcencia, mind a foszforeszcencia olyan kémiai folyamatok, amelyek során fényelnyelés és fénykibocsátás következik be. A különbség a fluoreszcencia és a foszforeszcencia között az, hogy a fluoreszcencia leáll, amint eltávolítjuk a fényforrást, míg a foszforeszcencia még a besugárzó fényforrás eltávolítása után is egy kicsit tovább marad.
