Luminiscence pret fosforescenci
Gaisma ir enerģijas veids, un gaismas radīšanai jāizmanto cita veida enerģija. Gaismas ražošana var notikt vairākos mehānismos, piemēram, zemāk.
Kas ir luminiscence?
Luminiscence ir gaismas izstarošanas process no vielas. Šī emisija nav saistīta ar siltumu; tāpēc tā ir ķermeņa aukstā starojuma forma. Ir daži luminiscences veidi, piemēram, bioluminiscence, kemiluminiscence, elektroķīmiskā luminiscence, elektroluminiscence, fotoluminiscence utt. Bioluminiscence ir dzīvo organismu izstarotā gaisma. Piemēram, var uzskatīt par Fireflies. Tas ir dabisks process. Gaisma izdalās ķīmiskas reakcijas rezultātā, kas notiek organisma iekšienē. Fireflies, kad ķīmiskā viela, ko sauc par luciferīnu, reaģē ar skābekli, rodas gaisma. Šo reakciju katalizē enzīms luciferāze. Chemiluminiscence ir ķīmiskas reakcijas rezultāts. Faktiski bioluminiscence ir ķīmiluminiscences veids. Piemēram, katalizētā reakcija starp luminālo un ūdeņraža peroksīdu rada gaismu. Elektroķīmiskā luminiscence ir tāda veida luminiscence, kas rodas elektroķīmiskās reakcijas laikā.
Arī fluorescence ir luminiscences veids. Elektroni atomā vai molekulā var absorbēt enerģiju elektromagnētiskajā starojumā un tādējādi uzbudināt augšējā enerģijas stāvoklī. Šis augšējās enerģijas stāvoklis ir nestabils; tāpēc elektronam patīk atgriezties pamatstāvoklī. Atgriežoties, tas izstaro absorbēto viļņa garumu. Šajā relaksācijas procesā tie kā fotoni izstaro lieko enerģiju. Šis relaksācijas process ir pazīstams kā fluorescence. Atomu fluorescences laikā gāzveida atomi fluorescē, ja tos pakļauj starojumam ar viļņa garumu, kas precīzi atbilst vienai no elementa absorbcijas līnijām. Piemēram, gāzveida nātrija atomi absorbē un uzbudina, absorbējot 589 nm starojumu. Pēc tam notiek relaksācija, atkārtoti atbrīvojot vienāda viļņa garuma fluorescējošo starojumu.
Kas ir fosforescence?
Kad molekulas absorbē gaismu un nonāk ierosinātā stāvoklī, tām ir divas iespējas. Viņi var vai nu atbrīvot enerģiju un nekavējoties atgriezties pamatstāvoklī, vai arī iziet citus neradiācijas procesus. Ja ierosinātā molekula notiek bez starojuma, tā izstaro zināmu enerģiju un nonāk tripletā stāvoklī, kur enerģija ir nedaudz mazāka nekā izietā stāvokļa enerģija, bet tā ir augstāka par pamatstāvokļa enerģiju. Šajā mazāk enerģijas tripleta stāvoklī molekulas var palikt nedaudz ilgāk. Šis stāvoklis ir pazīstams kā metastabils stāvoklis. Tad metastabils stāvoklis (tripleta stāvoklis) var lēnām sadalīties, izstarojot fotonus, un tas var atgriezties pamatstāvoklī (vienskaitļa stāvoklis). 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 saglabājas kādu laiku pat pēc apgaismojuma avota noņemšanas. Bet luminiscence nav tā.
• Fotoluminiscence notiek, kad tiek atbrīvota ierosināta enerģija, un molekula atgriežas pamatstāvoklī no singleta ierosinātās stadijas. Fosforescence notiek, kad molekula atgriežas pamatstāvoklī no tripleta ierosinātā stāvokļa (metastabila stāvokļa).
• Luminiscences procesā izdalītā enerģija ir augstāka nekā fosforescencē.
