Lumineszcencia és fényforrás
A fény az energia egyik formája, és a fény előállításához egy másik energiafajtát kell használni. A fény előállítása számos mechanizmusban fordulhat elő, például az alábbiakban.
Mi a lumineszcencia??
A lumineszcencia az anyag fényének kibocsátásának folyamata. Ezt a kibocsátást nem a hő okozza; ezért a hideg test sugárzásának egyik formája. Kevés olyan lumineszcencia típus létezik, mint biolumineszcencia, kemolumineszcencia, elektrohemolumineszcencia, elektrolumineszcencia, fotolumineszcencia stb. A biolumineszcencia az élő szervezetek által kibocsátott fény. Például a szentjánosbogarak tekinthetők. Ez természetes folyamat. A fény a szervezetben zajló kémiai reakció eredményeként szabadul fel. A szentjánosbogarakban, amikor a luciferin nevű vegyület oxigénnel reagál, a fény keletkezik. Ezt a reakciót a luciferáz enzim katalizálja. A kemilumineszcencia kémiai reakció eredménye. Valójában a biolumineszcencia a kemilumineszcencia egyik típusa. Például a luminal és a hidrogén-peroxid közötti katalizált reakció fényt termel. Az elektro-kemilumineszcencia egy olyan lumineszcencia, amely egy elektrokémiai reakció során keletkezik.
A fluoreszcencia egyfajta lumineszcencia is. Egy atomban vagy egy molekulában lévő elektronok elnyelhetik az elektromágneses sugárzásban levő energiát, és így gerjeszthetik a felső energiaállapotot. Ez a felső energiaállapot instabil; ezért az elektron szeret visszatérni az alapállapotba. Amikor visszatér, kibocsátja az elnyelt hullámhosszt. Ebben a relaxációs folyamatban fotonokként felesleges energiát bocsátanak ki. Ezt a relaxációs folyamatot fluoreszcenciának nevezzük. Atomos fluoreszcencia során a gáznemű atomok fluoreszkálnak, amikor olyan sugárzásnak vannak kitéve, amelynek hullámhossza pontosan megegyezik az elem egyik abszorpciós vonalával. Például a gáznemű nátrium-atomok elnyelik és gerjesztik az 589 nm-es sugárzás elnyelésével. A relaxáció ezután az azonos hullámhosszú fluoreszcens sugárzás remissziójával történik.
Mi a foszforeszcencia??
Amikor a molekulák elnyelik a fényt és izgatott állapotba kerülnek, akkor két lehetőségük van. Vagy felszabadíthatják az energiát, és azonnal visszatérhetnek az alapállapotba, vagy más nem sugárzó folyamatokon menhetnek keresztül. Ha a gerjesztett molekula nem sugárzó folyamaton megy keresztül, akkor kis energiát bocsát ki, és olyan hármas állapotba kerül, ahol az energia valamivel alacsonyabb, mint a kilépett állapot energiája, de magasabb, mint az alapállapot energia. A molekulák kissé hosszabb ideig maradhatnak ebben a kevésbé energiaigényes hármas állapotban. Ezt az állapotot metastabil állapotnak nevezik. Ezután a metastabil állapot (triplett állapot) fotonok kibocsátásával lassan lebomlik és visszatérhet az alapállapotba (szingulett állapot). Amikor ez megtörténik, foszforeszcenciának nevezik.
Mi a különbség a lumineszcencia és a foszforeszcencia között?? • A lumineszcenciát számos olyan tényező okozza, mint az elektromos áram, a kémiai reakciók, a nukleáris sugárzás, az elektromágneses sugárzás stb. De a foszforeszcencia a minta fénnyel besugárzása után következik be.. • A fényforrás egy ideig a fényforrás eltávolítása után is megmarad. De a lumineszcencia nem így van. • A fotolumineszcencia akkor fordul elő, amikor az gerjesztett energia felszabadul, és a molekula visszatér az alapállapotba a szingulett gerjesztett stádiumból. A foszforeszcencia akkor fordul elő, amikor egy molekula visszatér az alapállapotba, a triplett gerjesztett állapotból (metastabil állapot).. • A lumineszcencia folyamatban felszabaduló energia magasabb, mint a foszforeszcenciaé. |