Luminiscence pret fosforescenci
Gaisma ir enerģijas veids, un gaismas radīšanai jāizmanto cita veida enerģija. Gaismas veidošanās var notikt vairākos mehānismos, piemēram, tālāk.
Kas ir luminiscence?
Luminiscence ir gaismas izstarošanas process no vielas. Šī emisija nav saistīta ar karstumu; tāpēc tas ir auksta ķermeņa starojuma veids. Ir daži luminiscences veidi, piemēram, bioluminiscence, hemiluminiscence, elektroķīmiluminiscence, elektroluminiscence, fotoluminiscence utt. Bioluminiscence ir dzīvo organismu gaismas emisija. Piemēram, var apsvērt ugunspuķes. Tas ir dabisks process. Gaisma izdalās ķīmiskas reakcijas rezultātā, kas notiek organismā. Ja ķimikālija, ko sauc par luciferīnu, ugunspuķos reaģē ar skābekli, rodas gaisma. Šo reakciju katalizē enzīms luciferāze. Ķīmiluminiscence ir ķīmiskas reakcijas rezultāts. Faktiski bioluminiscence ir ķīmiskās luminiscences veids. Piemēram, katalizētā reakcija starp luminālu un ūdeņraža peroksīdu rada gaismu. Elektroķīmiluminiscence ir luminiscences veids, kas rodas elektroķīmiskās reakcijas laikā.
Fluorescence ir arī luminiscences veids. 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. Šis relaksācijas process ir pazīstams kā fluorescence. Atomu fluorescencē gāzveida atomi fluorescē, 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.
Kas ir fosforescence?
Kad molekulas absorbē gaismu un pāriet uz satrauktu stāvokli, tām ir divas iespējas. Tie var vai nu atbrīvot enerģiju un nekavējoties atgriezties pamata stāvoklī, vai arī var tikt pakļauti citiem nestarojošiem procesiem. Ja ierosinātā molekula tiek pakļauta neradiācijas procesam, tā izstaro daļu enerģijas un nonāk tripleta stāvoklī, kur enerģija ir nedaudz mazāka par izejas stāvokļa enerģiju, bet tā ir augstāka par pamatstāvokļa enerģiju. Molekulas var palikt nedaudz ilgāk šajā mazāk enerģijas trīskāršā stāvoklī. Šis stāvoklis ir pazīstams kā metastabils stāvoklis. Tad metastabilais stāvoklis (tripleta stāvoklis) var lēnām sabrukt, izstarojot fotonus, un var atgriezties sākotnējā stāvoklī (singleta stāvoklī). Kad tas notiek, to sauc par fosforescenci.
Kāda ir atšķirība starp luminiscenci un fosforescenci?
• Luminiscenci izraisa dažādas lietas, piemēram, elektriskā strāva, ķīmiskās reakcijas, kodolstarojums, elektromagnētiskais starojums utt. Bet fosforescence notiek pēc parauga apstarošanas ar gaismu.
• Fosforescence kādu laiku saglabājas pat pēc apgaismojuma avota noņemšanas. Bet luminiscence tā nav.
• Fotoluminiscence notiek, kad tiek atbrīvota ierosinātā enerģija, un molekula atgriežas sākotnējā stāvoklī no singleta ierosinātās stadijas. Fosforescence notiek, kad molekula atgriežas pamatstāvoklī no tripleta ierosinātā stāvokļa (metastabila stāvokļa).
• Luminiscences procesā izdalītā enerģija ir lielāka nekā fosforescences procesā.
