Luminescentie versus fosforescentie
Licht is een vorm van energie en om licht op te wekken zou een andere vorm van energie gebruikt moeten worden. Lichtproductie kan plaatsvinden in verschillende mechanismen, zoals hieronder.
Wat is luminescentie?
Luminescentie is het proces waarbij licht van een stof wordt uitgestraald. Deze emissie is niet het gevolg van 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. Vuurvliegjes kunnen bijvoorbeeld worden overwogen. Dit is een natuurlijk proces. Licht komt vrij als gevolg van een chemische reactie die plaatsvindt in het organisme. Bij vuurvliegjes, wanneer de chemische stof genaamd 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 tot 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 zenden 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 stralingen van 589 nm te absorberen. Ontspanning vindt daarna plaats door heruitstorting van fluorescerende straling met dezelfde golflengte.
Wat is fosforescentie?
Wanneer moleculen licht absorberen en naar de aangeslagen toestand gaan, hebben ze twee opties. Ze kunnen ofwel energie afgeven en onmiddellijk terugkeren naar de grondtoestand of kunnen andere niet-stralingsprocessen ondergaan. Als het aangeslagen molecuul een niet-stralingsproces ondergaat, zendt het wat energie uit en komt het in een triplettoestand waarin de energie iets minder is dan de energie van de verlaten toestand, maar hoger dan de energie van de grondtoestand. Moleculen kunnen wat langer blijven in deze toestand van minder energie-triplet. Deze toestand staat bekend als de metastabiele toestand. De metastabiele toestand (triplettoestand) kan dan langzaam vervallen door fotonen uit te zenden en kan terugkeren naar de grondtoestand (singlet-toestand). Wanneer dit gebeurt, staat dit bekend als fosforescentie.
Wat is het verschil tussen luminescentie en fosforescentie?
• Luminescentie wordt veroorzaakt door verschillende zaken zoals elektrische stroom, chemische reacties, nucleaire straling, elektromagnetische straling, etc. 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 opgewonden energie wordt vrijgegeven, en het molecuul keert terug naar de grondtoestand vanuit het singlet-aangeslagen stadium. Fosforescentie vindt plaats wanneer een molecuul terugkeert naar de grondtoestand vanuit de triplet geëxciteerde toestand (metastabiele toestand).
• De energie die vrijkomt bij het luminescentieproces is hoger dan die bij de fosforescentie.
