Fluorestsentsi ja fosforestsentsi ning luminestsentsi peamine erinevus seisneb selles, kuidas nad valgust kiirgavad. Fluorestsentsi korral võib aine neeldunud kiirgust koheselt uuesti kiirata, samas kui fosforestsentsi korral ei eralda aine kiirgust kohe pärast neeldumist. Luminestsents on seevastu kuumutamata aine valguse emissioon, mis on tingitud mõnest muust põhjusest, näiteks keemilisest reaktsioonist, elektrienergiast jne.
Kõik fluorestsents, fosforestsents ja luminestsents on seotud lähtematerjalist neeldunud valguse emissiooniga.
Mis on fluorestsents?
Fluorestsentsi võib määratleda kui valguse emissiooni ainest, mis on varem energiat neelanud. Seda tüüpi ained peavad neelama valgust või muud elektromagnetkiirgust, et kiirata valgust fluorestsentsina. Lisaks on see kiiratav valgus teatud tüüpi luminestsents, mis tähendab, et see kiirgab spontaanselt. Kiirgataval valgusel on sageli pikem lainepikkus kui neeldunud valgusel. See tähendab, et kiiratav valgusenergia on väiksem kui neeldunud energia.
Fluorestsentsi korral kiirgab valgust aines olevate aatomite ergastamise tulemusena. Neeldunud energia vabaneb sageli luminestsentsina väga lühikese aja jooksul, umbes 10-8 sekundi jooksul. See tähendab, et saame jälgida fluorestsentsi niipea, kui eemaldame ergastust põhjustava kiirgusallika.
Fluorestsentsi rakendusi on palju erinevates valdkondades, nagu mineraloogia, gemoloogia, meditsiin, keemilised andurid, biokeemilised uuringud, värvained, bioloogilised detektorid, luminofoorlampide tootmine jne. Lisaks võime seda protsessi pidada loomulikuks protsessi samuti; näiteks mõnes mineraalis.
Mis on fosforestsents?
Fosforestsents on fotoluminestsentsi tüüp, mille puhul lühikese lainepikkusega valgusega kokkupuutuv aine võib põhjustada aine hõõgumist. See juhtub valguse neeldumise ja selle valguse taasemissiooniga pikema lainepikkusel. Materjal kipub absorbeerima osa kiirgusest saadavast energiast, et pärast kiirgusallika eemaldamist seda pikemaks ajaks uuesti välja anda.
On kaks võimalikku mehhanismi, mille kaudu fosforestsents võib toimuda: kolmikfosforestsents ja püsiv fosforestsents. Kolmikfosforestsents tekib siis, kui aatom neelab suure energiaga footoni, samas kui püsiv fosforestsents tekib siis, kui aatom neelab suure energiaga footoni, mis põhjustab selle elektronide lõksu kristallilise või amorfse materjali võre defekti.
Mis on luminestsents?
Luminestsents on kuumutamata aine valguse emissioon. See on aine spontaanne valguse emissioon. Võime seda nimetada "külmaks valguseks", kuna valgus ei kiirga kuumutatud ainest. Selle emissiooni põhjused võivad hõlmata keemilisi reaktsioone, elektrienergiat, subatomilisi liikumisi või kristalli stressi. Seetõttu saame hõlpsasti eristada luminestsentsi hõõgumisest, sest hõõgumisel kiirgab valgust kuumutatud allikast. Luminestsentsi on erinevat tüüpi, näiteks bioluminestsents, kemoluminestsents, elektroluminestsents, fotoluminestsents ja termoluminestsents.
Luminestsentsi tüübid
Kemiluminestsents on valguse emissioon keemilise reaktsiooni tulemusena. Siin nimetatakse kiiratavat valgust luminestsentsiks. See tähendab, et valgus kiirgab spontaanse kiirgusena, mitte kuumuse või külma valguse kaudu. Siiski võib tekkida ka soojus. Seejärel muutub reaktsioon eksotermiliseks.
Bioluminestsents näitab elusorganismide biokeemilist valguse emissiooni. See on teatud tüüpi kemoluminestsents. See emissioon esineb peamiselt mereselgroogsetel ja selgrootutel. Siiski võime täheldada bioluminestsentsi mõnel seeneliigil, mikroorganismidel, nagu bioluminestseeruvad bakterid, maismaa lülijalgsed (tulekärbsed) jne.
Fotoluminestsents on luminestsentsi vorm, mis tekib fotoni neeldumise kaudu toimuva fotoergastuse korral. See valguse emissioon tekib siis, kui aine neelab elektromagnetkiirgust ja kiirgab kiirgust uuesti. See protsess algab fotoergastusega. See tähendab, et aine elektronid ergastuvad, kui aine neelab footoneid ja elektronid liiguvad madalama energiaga olekutest kõrgemasse energiasse. Pärast neid erutusi toimuvad ka lõõgastusprotsessid. Lõõgastusetapis kiiritatakse või kiirgatakse välja footonid. Ajavahemik footonite neeldumise ja emissiooni vahel võib olenev alt ainest erineda.
Elektroluminestsents näitab keemilist nähtust, mille puhul materjal kiirgab valgust vastusena elektrivoolu läbimisele. Me võime seda lühendada kui EL. See on nii optiline kui ka elektriline nähtus. See võib ilmneda elektrivoolu või tugeva elektrivälja olemasolul. See funktsioon erineb musta keha valguse emissioonist, mis tuleneb ühelt järgmistest põhjustest: kuumus, keemiline reaktsioon, heli ja muu mehaaniline toime.
Termoluminestsentsi võib kirjeldada kui valguse emissiooni mõnest mineraalvormist ja mõnest kristalsest materjalist. See emissioon tekib elektronide nihke tõttu nende ainete kristallvõres. Mõned näited ainete kohta, mis võivad läbida termoluminestsentsi, on keraamika, telliskivi, tulekolded jne.
Mis vahe on fluorestsentsil ja fosforestsentsil ja luminestsentsil?
Fluorestsents on valguse emissioon ainest, mis on varem energiat neelanud. Peamine erinevus fluorestsentsi ja fosforestsentsi ning luminestsentsi vahel on nende emissioon. Fluorestsentsi korral võib aine neeldunud kiirgust koheselt uuesti kiirata, samas kui fosforestsentsi korral ei eralda aine kiirgust kohe pärast neeldumist. Luminestsents on seevastu kuumutamata aine valguse emissioon mõne muu põhjuse, näiteks keemilise reaktsiooni, elektrienergia jne tõttu.
Allpool on kõrvuti võrdlemiseks kokkuvõte fluorestsentsi ja fosforestsentsi ning luminestsentsi erinevusest tabeli kujul.
Kokkuvõte – fluorestsents vs fosforestsents vs luminestsents
Fluorestsents, fosforestsents ja luminestsents on seotud lähtematerjalist neeldunud valguse emissiooniga. Peamine erinevus fluorestsentsi ning fosforestsentsi ja luminestsentsi vahel seisneb selles, et fluorestsentsi korral võib aine neeldunud kiirguse kohe uuesti kiirata, kuid fosforestsentsi korral ei eralda aine kiirgust kohe pärast neeldumist. Luminestsents viitab kuumutamata aine valguse emissioonile, mis on tingitud mõnest muust põhjusest, näiteks keemilisest reaktsioonist, elektrienergiast jne.
