Fluoreszenz und Phosphoreszenz sind zwei Mechanismen, die Licht oder Beispiele für Photolumineszenz emittieren. Jedoch, die zwei Begriffe bedeuten nicht dasselbe und treten nicht auf die gleiche Weise auf. Sowohl bei der Fluoreszenz als auch bei der Phosphoreszenz absorbieren Moleküle Licht und emittieren Photonen mit weniger Energie (länger) Wellenlänge), aber die Fluoreszenz tritt viel schneller auf als die Phosphoreszenz und ändert die Spinrichtung von nicht die Elektronen.
Hier erfahren Sie, wie Photolumineszenz funktioniert, und einen Blick auf die Prozesse der Fluoreszenz und Phosphoreszenz mit bekannten Beispielen für jede Art von Lichtemission.
Photolumineszenz tritt auf, wenn Moleküle Energie absorbieren. Wenn das Licht eine elektronische Anregung verursacht, werden die Moleküle genannt aufgeregt. Wenn Licht eine Schwingungsanregung verursacht, werden die Moleküle genannt heiß. Moleküle können angeregt werden, indem verschiedene Arten von Energie absorbiert werden, wie beispielsweise physikalische Energie (Licht), chemische Energie oder mechanische Energie (z. B. Reibung oder Druck). Das Absorbieren von Licht oder Photonen kann dazu führen, dass Moleküle sowohl heiß als auch angeregt werden. Bei Anregung werden die Elektronen auf ein höheres Energieniveau angehoben. Wenn sie zu einem niedrigeren und stabileren Energieniveau zurückkehren, werden Photonen freigesetzt. Die Photonen werden als Photolumineszenz wahrgenommen. Die zwei Arten von Photolumineszenz und Fluoreszenz und Phosphoreszenz.
In FluoreszenzHochenergetisches Licht (kurzwellig, hochfrequent) wird absorbiert und versetzt ein Elektron in einen angeregten Energiezustand. Normalerweise ist das absorbierte Licht in der ultraviolette BereichDer Absorptionsprozess erfolgt schnell (über einen Zeitraum von 10)-15 Sekunden) und ändert die Richtung des Elektronenspins nicht. Die Fluoreszenz tritt so schnell auf, dass das Material nicht mehr leuchtet, wenn Sie das Licht ausschalten.
Die Farbe (Wellenlänge) des durch Fluoreszenz emittierten Lichts ist nahezu unabhängig von der Wellenlänge des einfallenden Lichts. Neben sichtbarem Licht wird auch Infrarot- oder IR-Licht freigesetzt. Die Schwingungsrelaxation setzt etwa 10 IR-Licht frei-12 Sekunden nachdem die einfallende Strahlung absorbiert wurde. Die Abregung zum Elektronengrundzustand emittiert sichtbares und IR-Licht und tritt bei etwa 10 auf-9 Sekunden nachdem Energie absorbiert wurde. Der Unterschied in der Wellenlänge zwischen den Absorptions- und Emissionsspektren eines fluoreszierenden Materials wird als seine bezeichnet Stokes verschieben.
Fluoreszierende Lichter und Leuchtreklamen sind Beispiele für Fluoreszenz, ebenso wie Materialien, die unter Schwarzlicht leuchten, aber aufhören zu leuchten, sobald das ultraviolette Licht ausgeschaltet wird. Einige Skorpione fluoreszieren. Sie leuchten, solange ultraviolettes Licht Energie liefert, das Exoskelett des Tieres jedoch nicht Schützen Sie es sehr gut vor Strahlung, daher sollten Sie nicht lange ein Schwarzlicht anhalten, um einen Skorpion zu sehen glühen. Einige Korallen und Pilze sind fluoreszierend. Viele Textmarker sind auch fluoreszierend.
Wie bei der Fluoreszenz ein phosphoreszierendes Material absorbiert energiereiches Licht (normalerweise ultraviolett), wodurch sich die Elektronen in einen Zustand höherer Energie bewegen, aber Der Übergang zurück in einen Zustand niedrigerer Energie erfolgt viel langsamer und die Richtung des Elektronenspins kann Veränderung. Phosphoreszierende Materialien können einige Sekunden lang bis zu einigen Tagen nach dem Ausschalten des Lichts zu leuchten scheinen. Der Grund, warum die Phosphoreszenz länger dauert als die Fluoreszenz, liegt darin, dass die angeregten Elektronen auf ein höheres Energieniveau springen als bei der Fluoreszenz. Die Elektronen haben mehr Energie zu verlieren und können Zeit auf unterschiedlichen Energieniveaus zwischen dem angeregten Zustand und dem Grundzustand verbringen.
Ein Elektron ändert niemals seine Spinrichtung in der Fluoreszenz, kann dies jedoch tun, wenn die Bedingungen während der Phosphoreszenz richtig sind. Dieser Spin Flip kann während der Absorption von Energie oder danach auftreten. Wenn kein Spin-Flip auftritt, befindet sich das Molekül in a Singulett-Zustand. Wenn ein Elektron einen Spin-Flip durchläuft a Triplettzustand gebildet. Triplettzustände haben eine lange Lebensdauer, da das Elektron erst dann in einen Zustand niedrigerer Energie fällt, wenn es in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt. Aufgrund dieser Verzögerung scheinen phosphoreszierende Materialien "im Dunkeln zu leuchten".
Phosphoreszierende Materialien werden in Visieren verwendet. leuchten in den dunklen Sternenund Farbe verwendet, um Sternwandbilder zu machen. Das Element Phosphor leuchtet im Dunkeln, jedoch nicht durch Phosphoreszenz.