Fluorescence a fosforescence jsou dva mechanismy, které emitují světlo nebo příklady fotoluminiscence. Nicméně, dva termíny nemyslete totéž a nevyskytují se stejným způsobem. Při fluorescenci i fosforescenci molekuly absorbují světlo a emitují fotony s menší energií (delší vlnová délka), ale fluorescence nastává mnohem rychleji než fosforescence a nemění směr otáčení elektrony.
Zde je návod, jak funguje fotoluminiscence a pohled na procesy fluorescence a fosforescence se známými příklady každého typu emise světla.
Fotoluminiscence nastává, když molekuly absorbují energii. Pokud světlo způsobí elektronické buzení, molekuly se nazývají vzrušený. Pokud světlo způsobí vibrační buzení, molekuly se nazývají horký. Molekuly mohou být vzrušeny absorbováním různých typů energie, jako je fyzická energie (světlo), chemická energie nebo mechanická energie (např. Tření nebo tlak). Absorpční světlo nebo fotony mohou způsobit, že se molekuly stanou horkými a vzrušujícími. Při vzrušení jsou elektrony zvýšeny na vyšší energetickou úroveň. Jakmile se vrátí na nižší a stabilnější úroveň energie, uvolní se fotony. Fotony jsou vnímány jako fotoluminiscence. Dva typy fotoluminiscence a fluorescence a fosforescence.
Ve fluorescenci, je absorbováno světlo o vysoké energii (krátká vlnová délka, vysoká frekvence), čímž se elektron dostane do stavu vzrušené energie. Absorbované světlo je obvykle uvnitř ultrafialový rozsah, Proces absorpce probíhá rychle (v intervalu 10-15 sekund) a nemění směr elektronu. Fluorescence nastává tak rychle, že pokud zhasnete světlo, materiál přestane žhnout.
Barva (vlnová délka) světla emitovaného fluorescencí je téměř nezávislá na vlnové délce dopadajícího světla. Kromě viditelného světla se uvolňuje také infračervené nebo infračervené světlo. Vibrační relaxace uvolňuje IR světlo asi 10-12 sekund po absorbování dopadajícího záření. De-excitace do zemského stavu elektronů emituje viditelné a infračervené světlo a vyskytuje se asi 10-9 sekund po absorpci energie. Rozdíl ve vlnové délce mezi absorpčními a emisními spektry fluorescenčního materiálu se nazývá jeho Stokesův posun.
Fluorescenční světla a neonové příznaky jsou příklady fluorescence, stejně jako materiály, které svítí pod černým světlem, ale přestanou svítit, jakmile je ultrafialové světlo vypnuto. Některé štírky budou fluoreskovat. Svítí, pokud ultrafialové světlo dodává energii, avšak exoskelet zvířete velmi dobře ho chráňte před zářením, takže byste neměli příliš dlouho zapínat černé světlo, abyste viděli štíra záře. Některé korály a houby jsou fluorescenční. Mnoho zvýrazňovačů je také fluorescenčních.
Stejně jako ve fluorescenci fosforeskující materiál absorbuje světlo vysoké energie (obvykle ultrafialové), což způsobuje, že se elektrony přesunou do stavu vyšší energie, ale k přechodu zpět do stavu nižší energie dochází mnohem pomaleji a směr elektronového spinu může být změna. Fosforescenční materiály se mohou po několika sekundách až několika dnech po vypnutí světla rozžhavit. Důvodem, že fosforescence trvá déle než fluorescence, je to, že excitované elektrony skočí na vyšší úroveň energie než pro fluorescenci. Elektrony mají více energie, které mohou ztratit, a mohou strávit čas na různých úrovních energie mezi vzrušeným stavem a zemním stavem.
Elektron nikdy nemění svůj směr rotace ve fluorescenci, ale může tak učinit, pokud jsou podmínky během fosforescence správné. K tomuto převrácení může dojít během absorpce energie nebo později. Pokud nedojde k převrácení rotace, molekula je označena jako a singlet stát. Pokud elektron podstoupí spin flip a stav tripletu je vytvořen. Stavy tripletů mají dlouhou životnost, protože elektron neklesne do nižšího energetického stavu, dokud se nevrátí zpět do původního stavu. Kvůli tomuto zpoždění se zdá, že fosforeskující materiály „září ve tmě“.
Fosforescenční materiály se používají v mířidlech zbraní, záře v temných hvězdácha barvy používané k výrobě nástěnných maleb. Prvek fosforu svítí ve tmě, ale ne z fosforescence.