Pagrindinis skirtumas tarp fluorescencijos ir fosforescencijos yra tas, kad fluorescencija sustoja, kai tik pašaliname šviesos š altinį, o fosforescencija išlieka šiek tiek ilgiau net pašalinus švitinimo šviesos š altinį.
Kai molekulė arba atomas sugeria energiją, gali atsirasti įvairių pokyčių. Fluorescencija ir fosforescencija yra du tokie procesai. Be aukščiau nurodyto pagrindinio skirtumo, tarp šių dviejų terminų yra ir kitų skirtumų, pvz., fluorescencijos proceso metu išsiskirianti energija yra didesnė nei fosforescencijos.
Kas yra fluorescencija?
Atomo ar molekulės elektronai gali sugerti elektromagnetinės spinduliuotės energiją ir taip sužadinti iki aukštesnės energijos būsenos. Ši viršutinė energijos būsena yra nestabili; todėl elektronas mėgsta grįžti į pagrindinę būseną. Grįžęs skleidžia sugertą bangos ilgį. Šiame atsipalaidavimo procese jie išskiria energijos perteklių fotonų pavidalu. Šį atsipalaidavimo procesą vadiname fluorescencija. Fluorescencija vyksta daug greičiau. Paprastai nuo sužadinimo jis baigiasi per 10–5 sekundes ar mažiau.
Kai dujiniai atomai fluorescencija, atominė fluorescencija įvyksta, kai juos veikia spinduliuotė, kurios bangos ilgis tiksliai atitinka vieną iš elemento sugerties linijų. Pavyzdžiui, dujiniai natrio atomai sugeria ir sužadina sugerdami 589 nm spinduliuotę. Po to atsipalaidavimas vyksta pakartotinai skleidžiant identiško bangos ilgio fluorescencinę spinduliuotę. Dėl šios priežasties galime naudoti fluorescenciją skirtingiems elementams identifikuoti. Kai sužadinimo ir pakartotinės emisijos bangos ilgiai yra vienodi, gautą spinduliuotę vadiname rezonansine fluorescencija.
Kiti mechanizmai
Be fluorescencijos, yra ir kitų mechanizmų, kuriais sužadintas atomas ar molekulė gali atiduoti energijos perteklių ir atsipalaiduoti iki pagrindinės būsenos. Neradiacinis atsipalaidavimas ir fluorescencinė emisija yra du tokie svarbūs mechanizmai. Dėl daugelio mechanizmų sužadintos būsenos trukmė yra trumpa. Santykinis fluorescuojančių molekulių skaičius yra mažas, nes šiam reiškiniui reikalingos struktūrinės savybės, kurios sulėtintų neradiacinio atsipalaidavimo greitį ir padidintų fluorescencijos greitį. Daugumoje molekulių šių savybių nėra; todėl jie patiria neradiacinį atsipalaidavimą ir nevyksta fluorescencija. Molekulinės fluorescencinės juostos susideda iš daugybės glaudžiai išdėstytų linijų; todėl paprastai tai sunku išspręsti.
Kas yra fosforescencija?
Kai molekulės sugeria šviesą ir pereina į sužadinimo būseną, jos turi dvi galimybes. Jie gali arba išlaisvinti energiją ir iš karto grįžti į pradinę būseną, arba patirti kitus neradiacinius procesus. Jei sužadintoje molekulėje vyksta nespinduliuojantis procesas, ji išskiria šiek tiek energijos ir patenka į tripletinę būseną, kai energija yra šiek tiek mažesnė už išjungtos būsenos energiją, bet yra didesnė už pagrindinės būsenos energiją. Molekulės gali išlikti šiek tiek ilgiau šioje mažesnės energijos trejeto būsenoje.
01 pav.: Fosforescencija
Šią būseną vadiname metastabilia būsena. Tada metastabili būsena (tripletinė būsena) gali lėtai nykti, skleisdama fotonus, ir grįžti į pradinę būseną (singletinė būsena). Kai taip nutinka, tai vadiname fosforescencija.
Kuo skiriasi fluorescencija ir fosforescencija?
Fluorescencija yra šviesos spinduliavimas medžiagos, kuri sugėrė šviesą ar kitą elektromagnetinę spinduliuotę, o fosforescencija reiškia šviesą, kurią skleidžia medžiaga be degimo ar juntamos šilumos. Kai tiekiame šviesą molekulių mėginiui, iškart matome fluorescenciją. Fluorescencija sustoja, kai tik atimame šviesos š altinį. Tačiau fosforescencija išlieka šiek tiek ilgiau net ir pašalinus švitinančią šviesos š altinį.
Santrauka – fluorescencija prieš fosforescenciją
Ir fluorescencija, ir fosforescencija yra cheminiai procesai, kurių metu vyksta šviesos sugertis ir emisija. Skirtumas tarp fluorescencijos ir fosforescencijos yra tas, kad fluorescencija sustoja, kai tik atimame šviesos š altinį, o fosforescencija išlieka šiek tiek ilgiau net pašalinus švitinimo šviesos š altinį.
