Luminestsents vs fosforestsents
Valgus on energia vorm ja valguse genereerimiseks tuleks kasutada teist energiavormi. Valguse tootmine võib toimuda mitmes mehhanismis nagu allpool.
Mis on luminestsents?
Luminestsents on ainest valguse eraldamise protsess. See heide ei ole tingitud kuumusest; seetõttu on see keha külma kiirguse vorm. Luminestsentsi liike on vähe, näiteks bioluminestsents, kemoluminestsents, elektrokeemiline, elektroluminestsents, fotoluminestsents jne. Bioluminestsents on elusorganismide valguse kiirgus. Näiteks võib kaaluda tulekindlaid. See on loomulik protsess. Valgus vabaneb organismi sees toimuva keemilise reaktsiooni tagajärjel. Kui lendlendudel reageerib hapnikuga reageeriv kemikaal nimega lutsiferiin, tekib valgus. Seda reaktsiooni katalüüsib ensüüm lutsiferaas. Kemoluminestsents on keemilise reaktsiooni tulemus. Tegelikult on bioluminestsents teatud tüüpi kemoluminestsents. Näiteks tekitab valguse ja vesinikperoksiidi katalüüsitud reaktsioon valgust. Elektrokeemiline luminestsents on luminestsentsi tüüp, mis tekib elektrokeemilise reaktsiooni käigus.
Ka fluorestsents on teatud tüüpi luminestsents. Aatomi või molekuli elektronid võivad neelata elektromagnetkiirguses olevat energiat ja ergastada seeläbi ülemise energia olekusse. See ülemise energia olek on ebastabiilne; seetõttu meeldib elektronile tagasi pöörduda põhiseisundisse. Tagasi tulles kiirgab neeldunud lainepikkust. Selles lõdvestumisprotsessis eraldavad nad footonitena liigset energiat. Seda lõõgastumisprotsessi tuntakse fluorestsentsina. Aatomfluorestsentsil gaasilised aatomid fluorestseeruvad, kui nad puutuvad kokku kiirgusega, mille lainepikkus vastab täpselt elemendi ühele neeldumisjoonele. Näiteks gaasilised naatriumiaatomid neelavad ja ergastavad neelades 589 nm kiirgust. Pärast seda toimub lõõgastumine identse lainepikkusega fluorestseeruva kiirguse taandumisega.
Mis on fosforestsents?
Kui molekulid neelavad valgust ja lähevad ergastatud olekusse, on neil kaks võimalust. Nad võivad vabastada energia ja tulla kohe tagasi põhiolukorda või läbida muid kiirguseta protsesse. Kui ergastatud molekul läbib mittekiirgava protsessi, eraldab see energiat ja jõuab kolmikseisundisse, kus energia on mõnevõrra väiksem kui väljundseisundi energia, kuid see on kõrgem kui põhiseisundi energia. Molekulid võivad selles vähem energiat andvas kolmikseisundis veidi kauem viibida. Seda seisundit tuntakse metastabiilse olekuna. Siis saab metastabiilne seisund (kolmikseisund) footonite kiirgamise kaudu aeglaselt laguneda ja võib naasta põhiolukorda (singleti olek). Kui see juhtub, on see tuntud kui fosforestsents.
Mis vahe on luminestsentsil ja fosforestsentsil?
• Luminestsentsi põhjustavad erinevad asjad, nagu elektrivool, keemilised reaktsioonid, tuumakiirgus, elektromagnetiline kiirgus jne. Kuid fosforestsents toimub pärast proovi valgusega kiiritamist.
• Fosforestsents püsib mõnda aega ka pärast valgusallika eemaldamist. Kuid luminestsents pole nii.
• Fotoluminestsents toimub ergastatud energia vabanemisel ja molekul naaseb singlite ergastatud staadiumist tagasi põhiolekusse. Fosforestsents toimub siis, kui molekul naaseb põhiseisundisse, moodustades kolmiku ergastatud oleku (metastabiilne olek).
• Luminestsentsprotsessis eralduv energia on suurem kui fosforestsentsil.
