Fluorescencia a fosforesencia sú dva mechanizmy, ktoré vyžarujú svetlo alebo príklady fotoluminiscencie. Avšak, tieto dva termíny neznamenajú to isté a nevyskytujú sa rovnakým spôsobom. Pri fluorescencii aj fosforescencii molekuly absorbujú svetlo a emitujú fotóny s menšou energiou (dlhšie vlnová dĺžka), ale fluorescencia nastáva oveľa rýchlejšie ako fosforescencia a nemení smer otáčania elektróny.
Tu je návod, ako funguje fotoluminiscencia a pohľad na procesy fluorescencie a fosforescencie spolu so známymi príkladmi každého typu vyžarovania svetla.
Fotoluminiscencia nastáva, keď molekuly absorbujú energiu. Ak svetlo spôsobuje elektronické budenie, molekuly sa nazývajú vzrušený. Ak svetlo spôsobuje vibračné excitácie, molekuly sa nazývajú horúco. Molekuly môžu byť vzrušené absorbovaním rôznych druhov energie, ako je fyzická energia (svetlo), chemická energia alebo mechanická energia (napr. Trenie alebo tlak). Absorpčné svetlo alebo fotóny môžu spôsobiť, že sa molekuly stanú horúcimi a vzrušujúcimi. Keď sú elektróny nadšené, zvýšia sa na vyššiu úroveň energie. Keď sa vracajú na nižšiu a stabilnejšiu úroveň energie, uvoľňujú sa fotóny. Fotóny sú vnímané ako fotoluminiscencia. Dva typy fotoluminiscencie a fluorescencie a fosforescencie.
Vo fluorescencii, je absorbované svetlo s vysokou energiou (krátka vlnová dĺžka, vysoká frekvencia), čím sa elektrón dostane do stavu excitovanej energie. Zvyčajne je absorbované svetlo v ultrafialový rozsah, Proces absorpcie prebieha rýchlo (v intervale 10-15 sekúnd) a nemení smer otáčania elektrónu. Fluorescencia nastáva tak rýchlo, že ak zhasnete svetlo, materiál prestane žiariť.
Farba (vlnová dĺžka) svetla emitovaného fluorescenciou je takmer nezávislá od vlnovej dĺžky dopadajúceho svetla. Okrem viditeľného svetla sa uvoľňuje aj infračervené alebo infračervené svetlo. Vibračná relaxácia uvoľňuje infračervené svetlo asi 10-12 sekúnd po absorbovaní dopadajúceho žiarenia. De-excitácia do stavu elektrónu vyžaruje viditeľné a infračervené svetlo a vyskytuje sa asi 10-9 sekúnd po absorpcii energie. Rozdiel vo vlnovej dĺžke medzi absorpčným a emisným spektrom fluorescenčného materiálu sa nazýva jeho Stokesov posun.
Fluorescenčné svetlá a neónové znaky sú príklady fluorescencie, rovnako ako materiály, ktoré žiaria pod čiernym svetlom, ale prestanú svietiť, keď je ultrafialové svetlo vypnuté. Niektoré škorpióny budú fluoreskovať. Žiaria, pokiaľ ultrafialové svetlo dodáva energiu, avšak exoskelet zvieraťa Chráňte ho veľmi dobre pred žiarením, takže by ste nemali dlho svietiť na čiernom svetle, aby ste videli škorpióna žiara. Niektoré koraly a huby žiaria. Mnoho zvýrazňovačov je tiež fluoreskujúcich.
Rovnako ako vo fluorescencii, fosforeskujúci materiál absorbuje svetlo vysokej energie (zvyčajne ultrafialové), čo spôsobuje, že elektróny sa dostanú do stavu vyššej energie, ale prechod späť do stavu nižšej energie nastáva omnoho pomalšie a smer elektrónového točenia môže byť nezmení. Fosforescenčné materiály sa môžu javiť ako žiariace niekoľko sekúnd až niekoľko dní po vypnutí svetla. Dôvodom, že fosforescencia trvá dlhšie ako fluorescencia, je to, že excitované elektróny skočia na vyššiu úroveň energie ako fluorescencia. Elektróny majú viac energie na stratu a môžu tráviť čas pri rôznych úrovniach energie medzi excitovaným stavom a základným stavom.
Elektrón nikdy nemení svoj smer otáčania vo fluorescencii, ale môže tak urobiť, ak sú podmienky počas fosforescencie správne. K tomuto preklopeniu môže dôjsť počas absorpcie energie alebo potom. Pokiaľ nedôjde k prevráteniu, molekula je označená ako a štát singletov. Ak sa elektrón podrobí rotácii a stav triplet je tvorený. Tripletové štáty majú dlhú životnosť, pretože elektrón nespadne do nižšieho energetického stavu, kým sa nevráti späť do pôvodného stavu. Kvôli tomuto oneskoreniu sa zdá, že fosforeskujúce materiály „žiaria v tme“.
Fosforescenčné materiály sa používajú v mieridlách zbraní, žiara v temných hviezdacha farby používané na výrobu nástenných malieb. Prvok fosfor svieti v tme, ale nie z fosforescencie.