Het belangrijkste verschil tussen fluorescentie en fosforescentie is dat fluorescentie stopt zodra we de lichtbron weghalen, terwijl fosforescentie de neiging heeft iets langer te blijven, zelfs nadat de bestralende lichtbron is verwijderd.
Wanneer een molecuul of atoom energie absorbeert, kan het verschillende veranderingen ondergaan. Fluorescentie en fosforescentie zijn twee van dergelijke processen. Naast het bovengenoemde belangrijke verschil, zijn er enkele andere verschillen tussen de twee termen, zoals de energie die vrijkomt bij het fluorescentieproces is hoger dan die in de fosforescentie.
Wat is fluorescentie?
Elektronen in een atoom of een molecuul kunnen de energie in de elektromagnetische straling absorberen en daardoor exciteren naar een hogere energietoestand. Deze hogere energietoestand is onstabiel; daarom komt elektron graag terug naar de grondtoestand. Bij terugkomst zendt het de geabsorbeerde golflengte uit. Bij dit relaxatieproces stoten ze overtollige energie uit als fotonen. We noemen dit relaxatieproces fluorescentie. Fluorescentie vindt veel sneller plaats. Over het algemeen voltooit het in ongeveer 10-5 seconden of minder tijd vanaf het moment van excitatie.
Wanneer gasvormige atomen fluorescentie ondergaan, vindt atomaire fluorescentie plaats bij blootstelling aan straling met een golflengte die exact overeenkomt met een van de absorptielijnen van het element. Gasvormige natriumatomen absorberen en exciteren bijvoorbeeld door 589 nm-straling te absorberen. Hierna vindt ontspanning plaats door heruitzending van fluorescerende straling van dezelfde golflengte. Hierdoor kunnen we fluorescentie gebruiken om verschillende elementen te identificeren. Als de excitatie- en re-emissiegolflengten hetzelfde zijn, noemen we de resulterende emissie resonantiefluorescentie.
Andere mechanismen
Behalve fluorescentie zijn er andere mechanismen waardoor een aangeslagen atoom of molecuul zijn overtollige energie kan opgeven en zich kan ontspannen tot zijn grondtoestand. Niet-stralingsrelaxatie en fluorescentie-emissies zijn twee van zulke belangrijke mechanismen. Vanwege vele mechanismen is de levensduur van een aangeslagen toestand kort. Het relatieve aantal moleculen dat fluoresceert is klein omdat dit fenomeen structurele kenmerken vereist die de snelheid van de niet-stralingsrelaxatie vertragen en de snelheid van fluorescentie verhogen. In de meeste moleculen zijn deze kenmerken er niet; daarom ondergaan ze niet-stralingsontspanning en treedt geen fluorescentie op. Moleculaire fluorescentiebanden bestaan uit een groot aantal dicht bij elkaar liggende lijnen; daarom is het meestal moeilijk op te lossen.
Wat is fosforescentie?
Als moleculen licht absorberen en naar de aangeslagen toestand gaan, hebben ze twee opties. Ze kunnen ofwel energie vrijgeven en onmiddellijk terugkeren naar de grondtoestand of andere niet-stralingsprocessen ondergaan. Als het geëxciteerde molecuul een niet-stralingsproces ondergaat, stra alt het wat energie uit en komt het in een triplettoestand waar de energie iets minder is dan de energie van de verlaten toestand, maar het is hoger dan de grondtoestandsenergie. Moleculen kunnen wat langer in deze triplettoestand met minder energie blijven.
Figuur 01: Fosforescentie
We noemen deze toestand de metastabiele toestand. Dan kan de metastabiele toestand (triplettoestand) langzaam vervallen door fotonen uit te zenden, en terugkeren naar de grondtoestand (singlettoestand). Wanneer dit gebeurt, noemen we het fosforescentie.
Wat is het verschil tussen fluorescentie en fosforescentie?
Fluorescentie is de emissie van licht door een stof die licht of andere elektromagnetische straling heeft geabsorbeerd, terwijl fosforescentie verwijst naar het licht dat wordt uitgestraald door een stof zonder verbranding of waarneembare warmte. Als we een monster van moleculen van licht voorzien, zien we meteen de fluorescentie. Fluorescentie stopt zodra we de lichtbron weghalen. Maar fosforescentie heeft de neiging iets langer te blijven, zelfs nadat we de stralende lichtbron hebben verwijderd.
Samenvatting – Fluorescentie versus fosforescentie
Zowel fluorescentie als fosforescentie zijn chemische processen waarbij lichtabsorptie en -emissie plaatsvindt. Het verschil tussen fluorescentie en fosforescentie is dat fluorescentie stopt zodra we de lichtbron weghalen, terwijl fosforescentie de neiging heeft iets langer te blijven, zelfs nadat de stralende lichtbron is verwijderd.
