Põhiline erinevus fluorestsentsi ja fosforestsentsi vahel seisneb selles, et fluorestsents peatub kohe, kui valgusallika eemaldame, samas kui fosforestsents kipub püsima veidi kauem isegi pärast kiiritava valgusallika eemaldamist.
Kui molekul või aatom neelab energiat, võib see läbi viia mitmesuguseid muutusi. Fluorestsents ja fosforestsents on kaks sellist protsessi. Lisaks ül altoodud peamisele erinevusele on nende kahe termini vahel veel mõned erinevused, näiteks fluorestsentsprotsessis vabanev energia on suurem kui fosforestsentsis.
Mis on fluorestsents?
Aatomis või molekulis olevad elektronid võivad neelata elektromagnetilise kiirguse energiat ja seeläbi ergastuda ülemise energia olekusse. See ülemine energia olek on ebastabiilne; seetõttu meeldib elektronile põhiolekusse tagasi tulla. Tagasi tulles kiirgab see neeldunud lainepikkust. Selles lõõgastusprotsessis eraldavad nad footonitena liigset energiat. Me nimetame seda lõõgastusprotsessi fluorestsentsiks. Fluorestsents toimub palju kiiremini. Üldiselt lõpeb see umbes 10-5 sekundiga või vähem ajaga alates ergastamise hetkest.
Kui gaasilised aatomid läbivad fluorestsentsi, toimub aatomi fluorestsents, kui nad puutuvad kokku kiirgusega, mille lainepikkus vastab täpselt elemendi ühele neeldumisjoonele. Näiteks gaasilised naatriumi aatomid neelavad ja ergastavad 589 nm kiirgust. Lõõgastumine toimub pärast seda identse lainepikkusega fluorestseeruva kiirguse taasemissiooniga. Tänu sellele saame erinevate elementide tuvastamiseks kasutada fluorestsentsi. Kui ergastuse ja taasemissiooni lainepikkused on samad, nimetame saadud emissiooni resonantsfluorestsentsiks.
Muud mehhanismid
Fluorestsentsi kõrval on ka teisi mehhanisme, mille abil ergastatud aatom või molekul võib loobuda oma liigsest energiast ja lõõgastuda põhiolekusse. Mittekiirguslik lõõgastus ja fluorestsentskiirgus on kaks sellist olulist mehhanismi. Paljude mehhanismide tõttu on ergastatud oleku eluiga lühike. Fluorestseeruvate molekulide suhteline arv on väike, kuna see nähtus nõuab struktuurseid tunnuseid, mis aeglustavad mittekiirgusliku lõõgastumise kiirust ja suurendavad fluorestsentsi kiirust. Enamikus molekulides need omadused puuduvad; seetõttu läbivad nad mittekiirgusliku lõdvestuse ja fluorestsentsi ei toimu. Molekulaarsed fluorestsentsribad koosnevad suurest hulgast tihed alt asetsevatest joontest; seetõttu on seda tavaliselt raske lahendada.
Mis on fosforestsents?
Kui molekulid neelavad valgust ja lähevad ergastatud olekusse, on neil kaks võimalust. Nad võivad vabastada energiat ja naasta kohe põhiolekusse või läbida muid mittekiirguslikke protsesse. Kui ergastatud molekul läbib mittekiirguse protsessi, kiirgab see energiat ja jõuab kolmikolekusse, kus energia on mõnevõrra väiksem kui väljunud oleku energia, kuid see on suurem kui põhioleku energia. Molekulid võivad selles vähem energiaga kolmikolekus püsida veidi kauem.
Joonis 01: Fosforestsents
Me nimetame seda olekut metastabiilseks olekuks. Seejärel võib metastabiilne olek (kolmikseisund) footoneid kiirgades aeglaselt laguneda ja naasta põhiolekusse (singleti olek). Kui see juhtub, nimetame seda fosforestsentsiks.
Mis vahe on fluorestsentsil ja fosforestsentsil?
Fluorestsents on valguse emissioon aine poolt, mis on neelanud valgust või muud elektromagnetkiirgust, samas kui fosforestsents viitab valgusele, mida aine kiirgab ilma põlemise või tajutava kuumuseta. Kui anname molekulide proovile valgust, näeme kohe fluorestsentsi. Fluorestsents peatub kohe, kui võtame valgusallika ära. Kuid fosforestsents kipub püsima veidi kauem isegi pärast kiiritava valgusallika eemaldamist.
Kokkuvõte – fluorestsents vs fosforestsents
Nii fluorestsents kui ka fosforestsents on keemilised protsessid, mille käigus toimub valguse neeldumine ja emissioon. Fluorestsentsi ja fosforestsentsi erinevus seisneb selles, et fluorestsents peatub kohe, kui valgusallika eemaldame, samas kui fosforestsents kipub püsima veidi kauem isegi pärast kiiritava valgusallika eemaldamist.
