Luminescentie versus fosforescentie
Licht is een vorm van energie en om licht te genereren moet een andere vorm van energie worden gebruikt. De productie van licht kan plaatsvinden in verschillende mechanismen, zoals hieronder.
Wat is luminescentie?
Luminescentie is het proces waarbij licht van een stof wordt uitgestraald. Deze uitstoot is niet te wijten aan warmte; daarom is het een vorm van koude lichaamsstraling. Er zijn weinig soorten luminescentie zoals bioluminescentie, chemiluminescentie, elektrochemiluminescentie, elektroluminescentie, fotoluminescentie, enz. Bioluminescentie is de emissie van licht door levende organismen. Er kan bijvoorbeeld worden gedacht aan vuurvliegjes. Dit is een natuurlijk proces. Licht komt vrij als gevolg van een chemische reactie die in het organisme plaatsvindt. Bij vuurvliegjes, wanneer de chemische stof luciferine reageert met zuurstof, wordt het licht geproduceerd. Deze reactie wordt gekatalyseerd door het enzym luciferase. Chemiluminescentie is het resultaat van een chemische reactie. In feite is bioluminescentie een soort chemiluminescentie. De gekatalyseerde reactie tussen luminaal en waterstofperoxide produceert bijvoorbeeld licht. Elektrochemiluminescentie is een soort luminescentie die wordt geproduceerd tijdens een elektrochemische reactie.
Fluorescentie is ook een soort luminescentie. 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. Dit relaxatieproces staat bekend als fluorescentie. Bij atomaire fluorescentie fluoresceren gasvormige atomen wanneer ze worden blootgesteld 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.
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 minder-energetische triplettoestand blijven. Deze toestand staat bekend als de metastabiele toestand. Dan kan de metastabiele toestand (triplettoestand) langzaam vervallen door fotonen uit te zenden en terug te keren naar de grondtoestand (singlettoestand). Wanneer dit gebeurt, staat het bekend als fosforescentie.
Wat is het verschil tussen luminescentie en fosforescentie?
• Luminescentie wordt veroorzaakt door verschillende dingen, zoals elektrische stroom, chemische reacties, nucleaire straling, elektromagnetische straling, enz. Maar fosforescentie vindt plaats nadat een monster met licht is bestraald.
• Fosforescentie blijft enige tijd bestaan, zelfs nadat de lichtbron is verwijderd. Maar luminescentie is niet zo.
• Fotoluminescentie vindt plaats wanneer geëxciteerde energie vrijkomt en het molecuul terugkeert naar de grondtoestand vanuit het singlet-geëxciteerde stadium. Fosforescentie vindt plaats wanneer een molecuul terugkeert naar de grondtoestand van de triplet-aangeslagen toestand (metastabiele toestand).
• De energie die vrijkomt bij het luminescentieproces is hoger dan bij de fosforescentie.
