Fluorescența și fosforescența sunt două mecanisme care emit lumină sau exemple de fotoluminescență. In orice caz, cei doi termeni nu înseamnă același lucru și nu apar la fel. Atât în fluorescență, cât și în fosforescență, moleculele absorb lumina și emit fotoni cu mai puțină energie (mai mult timp) lungime de undă), dar fluorescența apare mult mai rapid decât fosforescența și nu schimbă direcția de centrifugare a electronii.
Iată cum funcționează fotoluminescența și o privire asupra proceselor de fluorescență și fosforescență, cu exemple familiare ale fiecărui tip de emisie de lumină.
Fotoluminescența apare atunci când moleculele absorb energia. Dacă lumina provoacă excitație electronică, moleculele sunt numite excitat. Dacă lumina provoacă excitație vibrațională, moleculele sunt numite Fierbinte. Moleculele pot deveni excitate absorbind diferite tipuri de energie, cum ar fi energia fizică (lumina), energia chimică sau energia mecanică (de exemplu, frecarea sau presiunea). Absorbția luminii sau a fotonilor poate determina moleculele să devină atât calde, cât și excitate. Când sunt excitați, electronii sunt ridicați la un nivel de energie mai ridicat. Pe măsură ce revin la un nivel de energie mai mic și mai stabil, fotonii sunt eliberați. Fotonii sunt percepuți ca fotoluminescență. Cele două tipuri de fotoluminescență ad fluorescență și fosforescență.
În fluorescență, lumina cu energie mare (lungime de undă scurtă, frecvență mare) este absorbită, lovind un electron într-o stare de energie excitată. De obicei, lumina absorbită este înăuntru gama de ultraviolete, Procesul de absorbție are loc rapid (pe un interval de 10-15 secunde) și nu schimbă direcția de rotire a electronilor. Fluorescența apare atât de repede încât, dacă stingeți lumina, materialul nu mai strălucește.
Culoarea (lungimea de undă) a luminii emise de fluorescență este aproape independentă de lungimea de undă a luminii incidente. Pe lângă lumina vizibilă, este emisă și lumina infraroșie sau IR. Relaxarea vibrațională eliberează lumina IR aproximativ 10-12 secunde după ce radiația incidentă este absorbită. De-excitația la starea de sol a electronului emite lumină vizibilă și IR și apare aproximativ 10-9 secunde după ce energia este absorbită. Diferența de lungime de undă între spectrele de absorbție și de emisie ale unui material fluorescent se numește a lui Stokes se schimbă.
Luminile fluorescente și semnele de neon sunt exemple de fluorescență, la fel ca materialele care strălucesc sub o lumină neagră, dar încetează să lumineze odată ce lumina ultravioletă este stinsă. Unii scorpioni vor fluora. Ele strălucesc atâta timp cât o lumină ultravioletă oferă energie, cu toate acestea, exoscheletul animalului nu protejează-l foarte bine de radiații, așa că nu trebuie să țineți o lumină neagră prea mult timp pentru a vedea un scorpion strălucire. Unii corali și ciuperci sunt fluorescente. Multe stilouri cu lumină înaltă sunt, de asemenea, fluorescente.
Ca și în fluorescență, un material fosforescent absoarbe lumina cu energie mare (de obicei ultraviolete), determinând trecerea electronilor într-o stare energetică mai mare, dar trecerea înapoi la o stare de energie mai mică are loc mult mai lent și direcția rotirii electronilor poate Schimbare. Materialele fosforescente pot părea să strălucească timp de câteva secunde până la câteva zile după stingerea luminii. Motivul pentru care fosforescența durează mai mult decât fluorescența, se datorează faptului că electronii excitați sar la un nivel de energie mai mare decât în fluorescență. Electronii au mai multă energie de pierdut și pot petrece timp la niveluri diferite de energie între starea excitată și starea de la sol.
Un electron nu își schimbă niciodată direcția de rotire în fluorescență, dar poate face acest lucru dacă condițiile sunt corecte în timpul fosforescenței. Această rotire poate apărea în timpul absorbției de energie sau ulterior. Dacă nu se produce nici un viraj, se spune că molecula se află într-o stare de singlet. Dacă un electron suferă o rotire a stare triplă este formata. Stările triplet au o durată de viață lungă, deoarece electronul nu va cădea la o stare de energie mai mică până când nu va reveni la starea inițială. Din cauza acestei întârzieri, materialele fosforescente par să „strălucească în întuneric”.
Materialele fosforescente sunt utilizate în obiectivele armelor, strălucire în stelele întunecateși vopseaua folosită pentru realizarea unor picturi murale. Elementul fosfor strălucește în întuneric, dar nu din fosforescență.