Fluorescens og fosforescens er to mekanismer som avgir lys eller eksempler på fotoluminescens. Derimot, de to begrepene ikke bety det samme og ikke oppstå på samme måte. I både fluorescens og fosforescens absorberer molekyler lys og avgir fotoner med mindre energi (lengre bølgelengde), men fluorescens forekommer mye raskere enn fosforescens og endrer ikke spinnretningen til elektronene.
Her er hvordan fotoluminescens fungerer og se på prosessene med fluorescens og fosforescens, med kjente eksempler på hver type lysutslipp.
Photoluminescence oppstår når molekyler absorberer energi. Hvis lyset forårsaker elektronisk eksitasjon, kalles molekylene spent. Hvis lys forårsaker vibrasjonseksitasjon, kalles molekylene varmt. Molekyler kan bli begeistret ved å absorbere forskjellige typer energi, så som fysisk energi (lys), kjemisk energi eller mekanisk energi (f.eks. Friksjon eller trykk). Å absorbere lys eller fotoner kan føre til at molekyler blir både varme og opphissede. Når du er spent, heves elektronene til et høyere energinivå. Når de kommer tilbake til et lavere og mer stabilt energinivå, frigjøres fotoner. Fotonene oppfattes som fotoluminescens. De to typene fotoluminescens ad fluorescens og fosforescens.
I fluorescens, høyt energi (kort bølgelengde, høy frekvens) lys blir absorbert og sparker et elektron til en opphisset energitilstand. Vanligvis er det absorberte lyset inne det ultrafiolette området, Opptaksprosessen skjer raskt (over et intervall på 10-15 sekunder) og endrer ikke retningen på elektronspinnet. Fluorescens oppstår så raskt at hvis du slår lyset, slutter materialet å gløde.
Fargen (bølgelengden) på lys som sendes ut ved fluorescens er nesten uavhengig av bølgelengden til innfallende lys. I tillegg til synlig lys frigjøres også infrarødt lys eller IR-lys. Vibrasjonsavslapping frigir IR-lys omtrent 10-12 sekunder etter at hendelsen er absorbert. Av-eksitering til elektron-jordtilstand avgir synlig og IR-lys og forekommer omtrent 10-9 sekunder etter at energien er absorbert. Forskjellen i bølgelengde mellom absorpsjon og emisjonsspektre for et lysstoffrør kalles det Stokes skift.
Fluorescerende lys og neonskilt er eksempler på lysstoffrør, som også materialer som gløder under et svart lys, men slutter å gløde når det ultrafiolette lyset er slått av. Noen skorpioner vil fluorescere. De lyser så lenge et ultrafiolett lys gir energi, men dyrets eksoskelett gjør det ikke beskytt den veldig godt mot strålingen, så du skal ikke holde et svart lys på veldig lenge for å se en skorpion gløde. Noen koraller og sopp er lysstoffrør. Mange markørerpenner er også lysstoffrør.
Som i fluorescens, et fosforescerende materiale absorberer lys med høyt energi (vanligvis ultrafiolett), noe som får elektronene til å bevege seg i en høyere energitilstand, men overgangen tilbake til en lavere energitilstand skjer mye saktere og retningen på elektronspinnet kan komme endring. Det kan se ut som fosforescerende materialer i flere sekunder opp til et par dager etter at lyset er slått av. Årsaken til at fosforescens varer lenger enn fluorescens er fordi de eksiterte elektronene hopper til et høyere energinivå enn for fluorescens. Elektronene har mer energi å miste og kan bruke tid på forskjellige energinivåer mellom den eksiterte tilstanden og grunntilstanden.
Et elektron endrer aldri spinnretningen i fluorescens, men kan gjøre det hvis forholdene er riktige under fosforescens. Denne snurreflippen kan oppstå under absorpsjon av energi eller etterpå. Hvis det ikke oppstår spinnvending, sies molekylet å være i et singlet staten. Hvis et elektron gjennomgår en spinn, vipp a trilletilstand er formet. Triplett-tilstander har lang levetid, ettersom elektronet ikke vil falle til lavere energitilstand før det snur tilbake til sin opprinnelige tilstand. På grunn av denne forsinkelsen ser det ut til at fosforescerende materialer "lyser i mørket".
Fosforescerende materialer brukes i kanonsikten, glød i de mørke stjernene, og maling som ble brukt til å lage stjernemalerier. Elementet fosfor lyser i mørket, men ikke fra fosforescens.