Lumineszcencia vs foszforeszcencia
A fény az energia egyik formája, és a fény előállításához egy másik energiaformát kell használni. A fénytermelés többféle mechanizmusban történhet, például az alábbiakban.
Mi a lumineszcencia?
A lumineszcencia egy anyag fénykibocsátásának folyamata. Ezt a kibocsátást nem a hő okozza; ezért a hideg test sugárzásának egy formája. A lumineszcencia kevés fajtája létezik, mint a biolumineszcencia, kemilumineszcencia, elektrokemilumineszcencia, elektrolumineszcencia, fotolumineszcencia stb. A biolumineszcencia az élő szervezetek által kibocsátott fény. Például a szentjánosbogarak jöhetnek szóba. Ez egy természetes folyamat. A fény a szervezetben lejátszódó kémiai reakció eredményeként szabadul fel. A szentjánosbogarakban, amikor a luciferin nevű vegyi anyag oxigénnel reagál, fény keletkezik. Ezt a reakciót a luciferáz enzim katalizálja. A kemilumineszcencia kémiai reakció eredménye. Valójában a biolumineszcencia a kemilumineszcencia egy fajtája. Például a luminális és a hidrogén-peroxid közötti katalizált reakció fényt termel. Az elektrokemilumineszcencia egyfajta lumineszcencia, amely elektrokémiai reakció során keletkezik.
A fluoreszcencia is a lumineszcencia egyik fajtája. Az atomban vagy molekulában lévő elektronok elnyelik az elektromágneses sugárzás energiáját, és ezáltal egy felső energiaállapotba gerjeszthetik. 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 nevezik. Az atomi fluoreszcenciában a gáznemű atomok fluoreszkálnak, 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. Az ellazulás ezután azonos hullámhosszú fluoreszcens sugárzással történik.
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 sugárzó folyamatokon mennek keresztül. Ha a gerjesztett molekula nem sugárzó folyamaton megy keresztül, akkor némi 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. Ezt az állapotot metastabil állapotnak nevezik. Ekkor a metastabil állapot (triplet állapot) fotonok kibocsátásával lassan lebomlik, és visszatérhet az alapállapotba (szinglet állapot). Amikor ez megtörténik, azt foszforeszcenciának nevezik.
Mi a különbség a lumineszcencia és a foszforeszcencia között?
• A lumineszcenciát különböző dolgok okozzák, például elektromos áram, kémiai reakciók, magsugárzás, elektromágneses sugárzás stb. A foszforeszcencia azonban a minta fénnyel történő besugárzása után következik be.
• A foszforeszcencia még a fényforrás eltávolítása után is megmarad egy ideig. De a lumineszcencia nem így van.
• Fotolumineszcencia akkor megy végbe, amikor a gerjesztett energia felszabadul, és a molekula visszatér az alapállapotba a szingulett gerjesztett szakaszból. A foszforeszcencia akkor megy végbe, amikor egy molekula visszatér az alapállapotba a triplett gerjesztett állapotból (metastabil állapot).
• A lumineszcens folyamat során felszabaduló energia nagyobb, mint a foszforeszcencia során.
