Luminestsents vs fosforestsents
Valgus on energia vorm ja valguse genereerimiseks tuleks kasutada teist energiavormi. Valguse teke võib toimuda mitme mehhanismi abil, nagu allpool.
Mis on luminestsents?
Luminestsents on ainest valguse kiirgamise protsess. See emissioon ei ole tingitud kuumusest; seetõttu on tegemist külma kehakiirguse vormiga. Luminestsentsi on vähe nagu bioluminestsents, kemoluminestsents, elektrokemoluminestsents, elektroluminestsents, fotoluminestsents jne. Bioluminestsents on elusorganismide valguse emissioon. Näiteks võib kõne alla tulla tulikärbsed. See on loomulik protsess. Valgus eraldub organismi sees toimuva keemilise reaktsiooni tulemusena. Tulekärbestes tekib valgus, kui lutsiferiiniks nimetatav kemikaal reageerib hapnikuga. Seda reaktsiooni katalüüsib ensüüm lutsiferaas. Kemiluminestsents on keemilise reaktsiooni tulemus. Tegelikult on bioluminestsents kemoluminestsentsi tüüp. Näiteks luminaali ja vesinikperoksiidi vaheline katalüüsitud reaktsioon tekitab valgust. Elektrokeemiline luminestsents on teatud tüüpi luminestsents, mis tekib elektrokeemilise reaktsiooni käigus.
Fluorestsents on ka luminestsentsi tüüp. Aatomis või molekulis olevad elektronid võivad neelata elektromagnetilise kiirguse energiat ja seeläbi ergastuda ülemisse energiaolekusse. 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. Seda lõõgastusprotsessi nimetatakse fluorestsentsiks. Aatomi fluorestsentsi korral fluorestseerivad gaasilised aatomid, 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 fluorestsentskiirguse taasemissiooniga.
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 veidi 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 veidi kauem püsida. Seda seisundit nimetatakse metastabiilseks seisundiks. Seejärel võib metastabiilne olek (kolmikseisund) footoneid kiirgades aeglaselt laguneda ja naasta põhiolekusse (singleti olek). Kui see juhtub, nimetatakse seda fosforestsentsiks.
Mis vahe on luminestsentsil ja fosforestsentsil?
• Luminestsentsi põhjustavad mitmesugused asjad, nagu elektrivool, keemilised reaktsioonid, tuumakiirgus, elektromagnetkiirgus jne. Kuid fosforestsents toimub pärast proovi kiiritamist valgusega.
• Fosforestsents jääb mõneks ajaks püsima ka pärast valgusallika eemaldamist. Kuid luminestsents pole nii.
• Ergastatud energia vabanemisel toimub fotoluminestsents ja molekul tuleb singleti ergastatud staadiumist tagasi põhiolekusse. Fosforestsents toimub siis, kui molekul jõuab kolmiku ergastatud olekust (metastabiilsest olekust) tagasi põhiolekusse.
• Luminestsentsprotsessis vabanev energia on suurem kui fosforestsentsis.
