Луминисценция срещу фосфоресценция
Светлината е форма на енергия и за генериране на светлина трябва да се използва друга форма на енергия. Производството на светлина може да се осъществи по няколко механизма, както по-долу.
Какво е луминесценция?
Луминесценцията е процес на излъчване на светлина от дадено вещество. Тази емисия не се дължи на топлина; следователно, това е форма на излъчване на студено тяло. Има няколко вида луминисценция като биолуминесценция, хемилуминесценция, електрохимилуминесценция, електролуминесценция, фотолуминесценция и др. Биолуминесценцията е излъчване на светлина от живите организми. Например могат да се разглеждат светулки. Това е естествен процес. Светлината се отделя в резултат на химична реакция, протичаща вътре в организма. При светулките, когато химикалът, наречен луциферин, реагира с кислород, се получава светлина. Тази реакция се катализира от ензима луцифераза. Хемилуминесценцията е резултат от химична реакция. Всъщност биолуминесценцията е вид хемилуминесценция. Например, катализираната реакция между луминал и водороден пероксид произвежда светлина. Електрохимилуминесценцията е вид луминесценция, получена по време на електрохимична реакция.
Флуоресценцията също е вид луминесценция. Електроните в атом или молекула могат да абсорбират енергията в електромагнитното излъчване и по този начин да възбуждат до горно енергийно състояние. Това горно енергийно състояние е нестабилно; следователно електронът обича да се връща в основно състояние. При връщане излъчва погълнатата дължина на вълната. В този процес на релаксация те излъчват излишна енергия като фотони. Този процес на релаксация е известен като флуоресценция. При атомната флуоресценция газообразните атоми флуоресцират, когато са изложени на излъчване с дължина на вълната, която точно съвпада с една от абсорбционните линии на елемента. Например газообразните натриеви атоми абсорбират и възбуждат чрез поглъщане на излъчвания от 589 nm. След това се извършва релаксация чрез повторно излъчване на флуоресцентно лъчение с идентична дължина на вълната.
Какво е фосфоресценция?
Когато молекулите абсорбират светлината и преминат в възбудено състояние, те имат две възможности. Те могат или да освободят енергия и да се върнат незабавно в основното състояние, или да преминат през други нерадиационни процеси. Ако възбудената молекула претърпи нерадиационен процес, тя излъчва малко енергия и достига до триплет състояние, при което енергията е малко по-малка от енергията на излязлото състояние, но е по-висока от енергията на основното състояние. Молекулите могат да останат малко по-дълго в това триплетно състояние с по-малко енергия. Това състояние е известно като метастабилно състояние. Тогава метастабилното състояние (триплет състояние) може бавно да се разпада чрез излъчване на фотони и може да се върне в основното състояние (синглетно състояние). Когато това се случи, това е известно като фосфоресценция.
Каква е разликата между луминесценция и фосфоресценция?
• Луминесценцията се причинява от различни неща като електрически ток, химически реакции, ядрено лъчение, електромагнитно излъчване и др. Но фосфоресценцията се извършва след облъчване на проба със светлина.
• Фосфоресценцията остава известно време, дори и след отстраняване на източника на осветление. Но луминесценцията не е така.
• Фотолуминесценцията се осъществява, когато се освободи възбудена енергия и молекулата се върне в основно състояние от синглет-възбудения етап. Фосфоресценцията се осъществява, когато молекула се връща в основно състояние от триплетното възбудено състояние (метастабилно състояние).
• Енергията, отделяна в процеса на луминесценция, е по-висока от тази на фосфоресценцията.
