Fluorescens och fosforescens är två mekanismer som avger ljus eller exempel på fotoluminescens. I alla fall, de två termerna menar inte samma sak och förekommer inte på samma sätt. I både fluorescens och fosforescens absorberar molekyler ljus och avger fotoner med mindre energi (längre våglängd), men fluorescens inträffar mycket snabbare än fosfororescens och förändrar inte rotationsriktningen för elektronerna.
Så här fungerar fotoluminescens och en titt på processerna för fluorescens och fosforescens, med bekanta exempel på varje typ av ljusemission.
Fotoluminescens uppstår när molekyler absorberar energi. Om ljuset orsakar elektronisk excitation kallas molekylerna upphetsad. Om ljus orsakar vibrationsexcitation kallas molekylerna varm. Molekyler kan bli upphetsade genom att absorbera olika typer av energi, såsom fysisk energi (ljus), kemisk energi eller mekanisk energi (t.ex. friktion eller tryck). Absorberande ljus eller fotoner kan orsaka att molekyler blir både heta och upphetsade. När de upphetsas höjs elektronerna till en högre energinivå. När de återgår till en lägre och stabilare energinivå frigörs fotoner. Fotonerna uppfattas som fotoluminescens. De två typerna av fotoluminescens ad fluorescens och fosfororescens.
I fluorescens, hög energi (kort våglängd, hög frekvens) ljus absorberas, sparkar en elektron till ett upphetsat energitillstånd. Vanligtvis är det absorberade ljuset i det ultravioletta området, Absorptionsprocessen sker snabbt (över ett intervall på 10)-15 sekunder) och ändrar inte riktningen för elektronspinnet. Fluorescens inträffar så snabbt att om du tänder ljuset slutar materialet att lysa.
Färgen (våglängden) på ljus som släpps ut genom fluorescens är nästan oberoende av våglängden för infallande ljus. Förutom synligt ljus släpps också infrarött ljus eller IR-ljus. Vibrationsavslappning släpper IR-ljus cirka 10-12 sekunder efter att händelsen har absorberats. Av-excitation till elektronjordtillståndet avger synligt och IR-ljus och inträffar cirka 10-9 sekunder efter att energi absorberats. Skillnaden i våglängd mellan absorption och emission spektra för ett fluorescerande material kallas dess Stokes skift.
Fluorescerande lampor och neonskyltar är exempel på fluorescens, liksom material som glöder under svart ljus, men slutar glöda när det ultravioletta ljuset har stängts av. Vissa skorpioner kommer att lysröra. De glödar så länge som ett ultraviolett ljus ger energi, men djurets exoskelet gör det inte skydda den mycket bra mot strålningen, så du bör inte hålla ett svart ljus på mycket länge för att se en skorpion glöd. Vissa koraller och svampar är lysrör. Många penna är också lysrör.
Som i fluorescens, ett fosforescerande material absorberar ljus med hög energi (vanligtvis ultraviolett), vilket får elektronerna att flytta till ett högre energitillstånd, men övergången tillbaka till ett lägre energitillstånd inträffar mycket långsammare och riktningen för elektronspinnet kan förändra. Fosforescerande material kan tyckas glöda i flera sekunder upp till ett par dagar efter att ljuset har stängts av. Anledningen till att fosforescens varar längre än fluorescens beror på att de upphetsade elektronerna hoppar till en högre energinivå än för fluorescens. Elektronerna har mer energi att förlora och kan spendera tid på olika energinivåer mellan det upphetsade tillståndet och marktillståndet.
En elektron ändrar aldrig sin rotationsriktning i fluorescens, men kan göra det om förhållandena är rätt under fosfororescens. Denna snurrapp kan uppstå under absorption av energi eller efteråt. Om ingen snurrflik uppstår sägs molekylen vara i en singletillstånd. Om en elektron genomgår en snurr, vänd a triplettillstånd är formad. Triplettillstånd har en lång livslängd, eftersom elektronen inte kommer att falla till ett lägre energitillstånd förrän den vänder tillbaka till sitt ursprungliga tillstånd. På grund av denna fördröjning verkar fosforescerande material "glöda i mörkret".
Fosforescerande material används i pistolsikt, glöd i de mörka stjärnornaoch färg som används för att göra stjärnmalerier. Elementet fosfor lyser i mörkret, men inte från fosforescens.