Galvenā atšķirība starp fluorescenci un fosforescenci ir tāda, ka fluorescence apstājas, tiklīdz mēs atņemam gaismas avotu, turpretim fosforescencei ir tendence saglabāties nedaudz ilgāk pat pēc apstarojošā gaismas avota noņemšanas.
Kad molekula vai atoms absorbē enerģiju, tajā var notikt dažādas izmaiņas. Fluorescence un fosforescence ir divi šādi procesi. Papildus iepriekšminētajai galvenajai atšķirībai starp abiem terminiem pastāv arī dažas citas atšķirības, piemēram, fluorescences procesā izdalītā enerģija ir lielāka nekā fosforescences procesā.
Kas ir fluorescence?
Elektroni atomā vai molekulā var absorbēt elektromagnētiskā starojuma enerģiju un tādējādi uzbudināt līdz augstākās enerģijas stāvoklim. Šis augšējais enerģijas stāvoklis ir nestabils; tāpēc elektronam patīk atgriezties pamatstāvoklī. Atgriežoties, tas izstaro absorbēto viļņa garumu. Šajā relaksācijas procesā tie izstaro lieko enerģiju fotonu veidā. Mēs šo relaksācijas procesu saucam par fluorescenci. Fluorescence notiek daudz ātrāk. Parasti tas pabeidz apmēram 10–5 sekundes vai mazāk laika no ierosināšanas brīža.
Kad gāzveida atomi tiek fluorescenci, notiek atomu fluorescence, ja tie tiek pakļauti starojumam ar viļņa garumu, kas precīzi atbilst vienai no elementa absorbcijas līnijām. Piemēram, gāzveida nātrija atomi absorbē un ierosina, absorbējot 589 nm starojumu. Pēc tam notiek relaksācija, atkārtoti izstarojot identiska viļņa garuma fluorescējošu starojumu. Šī iemesla dēļ mēs varam izmantot fluorescenci, lai identificētu dažādus elementus. Ja ierosmes un atkārtotas emisijas viļņu garums ir vienāds, iegūto emisiju saucam par rezonanses fluorescenci.
Citi mehānismi
Izņemot fluorescenci, ir arī citi mehānismi, ar kuru palīdzību ierosināts atoms vai molekula var atdot savu lieko enerģiju un atslābināties līdz pamatstāvoklim. Neradiatīvā relaksācija un fluorescences emisijas ir divi tik svarīgi mehānismi. Daudzu mehānismu dēļ ierosinātā stāvokļa kalpošanas laiks ir īss. Fluorescējošo molekulu relatīvais skaits ir mazs, jo šai parādībai ir vajadzīgas strukturālas iezīmes, kas palēnina nestarojošās relaksācijas ātrumu un uzlabo fluorescences ātrumu. Lielākajā daļā molekulu šīs pazīmes nav; tādēļ tie tiek pakļauti nestarojošai relaksācijai, un fluorescence nenotiek. Molekulārās fluorescences joslas sastāv no liela skaita cieši izvietotu līniju; tāpēc parasti to ir grūti atrisināt.
Kas ir fosforescence?
Kad molekulas absorbē gaismu un pāriet uz satrauktu stāvokli, tām ir divas iespējas. Viņi var vai nu atbrīvot enerģiju un nekavējoties atgriezties pamata stāvoklī, vai arī iziet citus neradiatīvus procesus. Ja ierosinātajā molekulā notiek nestarojošs process, tā izstaro daļu enerģijas un nonāk tripleta stāvoklī, kur enerģija ir nedaudz mazāka par izietā stāvokļa enerģiju, bet tā ir augstāka par pamatstāvokļa enerģiju. Molekulas var palikt nedaudz ilgāk šajā mazāk enerģijas trīskāršā stāvoklī.
Attēls 01: Fosforescence
Šo stāvokli mēs saucam par metastabilo stāvokli. Tad metastabilais stāvoklis (tripleta stāvoklis) var lēnām samazināties, izstarot fotonus, un atgriezties sākotnējā stāvoklī (singleta stāvoklī). Kad tas notiek, mēs to saucam par fosforescenci.
Kāda ir atšķirība starp fluorescenci un fosforescenci?
Fluorescence ir gaismas emisija no vielas, kas absorbējusi gaismu vai citu elektromagnētisko starojumu, savukārt fosforescence attiecas uz gaismu, ko viela izstaro bez sadegšanas vai jūtama siltuma. Kad mēs piegādājam gaismu molekulu paraugam, mēs uzreiz redzam fluorescenci. Fluorescence apstājas, tiklīdz mēs atņemam gaismas avotu. Bet fosforescencei ir tendence saglabāties nedaudz ilgāk pat pēc tam, kad tiek noņemts izstarojošais gaismas avots.
Kopsavilkums - fluorescence pret fosforescenci
Gan fluorescence, gan fosforescence ir ķīmiski procesi, kuros notiek gaismas absorbcija un emisija. Atšķirība starp fluorescenci un fosforescenci ir tāda, ka fluorescence apstājas, tiklīdz mēs noņemam gaismas avotu, turpretim fosforescencei ir tendence saglabāties nedaudz ilgāk pat pēc apstarojošā gaismas avota noņemšanas.
