Luminesenssi vs fosforesenssi
Valo on energiamuoto ja valon tuottamiseksi tulisi käyttää toista energiamuotoa. Valon tuottaminen voi tapahtua useissa mekanismeissa, kuten alla.
Mikä on luminesenssi?
Luminesenssi on prosessi, joka lähettää valoa aineesta. Tämä päästö ei johdu lämmöstä; siksi se on eräänlainen kylmän kehon säteily. Luminesenssityyppejä on vähän, kuten bioluminesenssi, kemiluminesenssi, sähkökemiluminesenssi, elektroluminesenssi, fotoluminesenssi jne. Bioluminesenssi on elävien organismien valoa. Esimerkiksi Fireflies voidaan harkita. Tämä on luonnollinen prosessi. Valo vapautuu organismin sisällä tapahtuvan kemiallisen reaktion seurauksena. Firefliesissä, kun lusiferiiniksi kutsuttu kemikaali reagoi hapen kanssa, syntyy valo. Tätä reaktiota katalysoi lusiferaasientsyymi. Kemiluminesenssi on seurausta kemiallisesta reaktiosta. Itse asiassa bioluminesenssi on eräänlainen kemiluminesenssi. Esimerkiksi katalyyttinen reaktio luminaalin ja vetyperoksidin välillä tuottaa valoa. Elektrokemiluminesenssi on eräänlainen luminesenssi, joka syntyy sähkökemiallisen reaktion aikana.
Fluoresenssi on myös eräänlainen luminesenssi. Atomin tai molekyylin elektronit voivat absorboida sähkömagneettisessa säteilyssä olevan energian ja siten virittää ylempään energiatilaan. Tämä ylemmän energian tila on epävakaa; sen vuoksi elektroni haluaa palata perustilaan. Palatessaan se lähettää absorboituneen aallonpituuden. Tässä rentoutumisprosessissa ne lähettävät ylimääräistä energiaa fotoneina. Tämä rentoutumisprosessi tunnetaan fluoresenssina. Atomifluoresenssissa kaasumaiset atomit fluoresoivat, kun ne altistetaan säteilylle, jonka aallonpituus vastaa tarkalleen yhtä elementin absorptioviivaa. Esimerkiksi kaasumaiset natriumatomit absorboivat ja virittyvät absorboimalla 589 nm: n säteilyä. Rentoutuminen tapahtuu tämän jälkeen päästämällä uudelleen saman aallonpituuden fluoresoiva säteily.
Mikä on fosforesenssi?
Kun molekyylit absorboivat valoa ja menevät viritettyyn tilaan, niillä on kaksi vaihtoehtoa. Ne voivat joko vapauttaa energiaa ja palata välittömästi perustilaan tai käydä läpi muita ei-säteileviä prosesseja. Jos viritetyssä molekyylissä tapahtuu ei-säteilevä prosessi, se lähettää jonkin verran energiaa ja saavuttaa kolmoistilan, jossa energia on jonkin verran pienempi kuin poistuneen tilan energia, mutta se on korkeampi kuin perustilan energia. Molekyylit voivat pysyä hieman kauemmin tässä vähemmän energiaa sisältävässä kolmikon tilassa. Tämä tila tunnetaan metastabiilina tilana. Tällöin metastabiili tila (triplettitila) voi hitaasti hajota säteilemällä fotoneja ja voi palata perustilaan (singletitila). Kun näin tapahtuu, se tunnetaan fosforesenssinä.
Mitä eroa on luminesenssilla ja fosforesenssillä?
• Luminesenssi johtuu erilaisista asioista, kuten sähkövirta, kemialliset reaktiot, ydinsäteily, sähkömagneettinen säteily jne. Mutta fosforesenssi tapahtuu, kun näyte on säteilytetty valolla.
• Fosforesenssi pysyy jonkin aikaa, vaikka valonlähde on poistettu. Mutta luminesenssi ei ole niin.
• Fotoluminesenssi tapahtuu, kun viritetty energia vapautuu, ja molekyyli palaa perustilaan singletti-virittämästä vaiheesta. Fosforesenssi tapahtuu, kun molekyyli on palaamassa perustilaan muodostaen tripletin virittämän tilan (metastabiili tila).
• Luminesenssiprosessissa vapautuva energia on korkeampi kuin fosforesenssissä.
