Der Hauptunterschied zwischen Fluoreszenz und Phosphoreszenz besteht darin, dass die Fluoreszenz aufhört, sobald wir die Lichtquelle entfernen, während die Phosphoreszenz dazu neigt, etwas länger zu bleiben, selbst nachdem die bestrahlende Lichtquelle entfernt wurde.
Wenn ein Molekül oder Atom Energie aufnimmt, kann es verschiedene Veränderungen erfahren. Fluoreszenz und Phosphoreszenz sind zwei solche Prozesse. Zusätzlich zu dem oben genannten Hauptunterschied gibt es einige andere Unterschiede zwischen den beiden Begriffen, wie zum Beispiel, dass die beim Fluoreszenzprozess freigesetzte Energie höher ist als die bei der Phosphoreszenz.
Was ist Fluoreszenz?
Elektronen in einem Atom oder Molekül können die Energie der elektromagnetischen Strahlung absorbieren und dadurch in einen höheren Energiezustand anregen. Dieser obere Energiezustand ist instabil; Daher kehrt das Elektron gerne in den Grundzustand zurück. Beim Zurückkommen emittiert es die absorbierte Wellenlänge. Bei diesem Relaxationsprozess geben sie überschüssige Energie als Photonen ab. Wir nennen diesen Relaxationsprozess Fluoreszenz. Die Fluoreszenz findet viel schneller statt. Im Allgemeinen ist es in etwa 10-5 Sekunden oder weniger ab dem Zeitpunkt der Erregung abgeschlossen.
Wenn gasförmige Atome fluoreszieren, findet atomare Fluoreszenz statt, wenn sie einer Strahlung mit einer Wellenlänge ausgesetzt werden, die genau mit einer der Absorptionslinien des Elements übereinstimmt. Beispielsweise absorbieren und regen gasförmige Natriumatome an, indem sie 589-nm-Strahlungen absorbieren. Danach erfolgt die Relaxation durch Reemission von Fluoreszenzstrahlung der gleichen Wellenlänge. Aus diesem Grund können wir Fluoreszenz verwenden, um verschiedene Elemente zu identifizieren. Wenn Anregungs- und Reemissionswellenlänge gleich sind, bezeichnen wir die resultierende Emission als Resonanzfluoreszenz.
Andere Mechanismen
Abgesehen von der Fluoreszenz gibt es noch andere Mechanismen, durch die ein angeregtes Atom oder Molekül seine überschüssige Energie abgeben und sich in seinen Grundzustand zurückziehen kann. Nichtstrahlende Relaxation und Fluoreszenzemissionen sind zwei solche wichtigen Mechanismen. Aufgrund vieler Mechanismen ist die Lebensdauer eines angeregten Zustands kurz. Die relative Anzahl der fluoreszierenden Moleküle ist klein, da dieses Phänomen strukturelle Merkmale erfordert, die die Geschwindigkeit der strahlungslosen Relaxation verlangsamen und die Fluoreszenzgeschwindigkeit erhöhen. In den meisten Molekülen sind diese Merkmale nicht vorhanden; daher unterliegen sie einer strahlungslosen Relaxation und es tritt keine Fluoreszenz auf. Molekulare Fluoreszenzbanden bestehen aus einer großen Anzahl eng benachbarter Linien; daher ist es normalerweise schwer zu lösen.
Was ist Phosphoreszenz?
Wenn Moleküle Licht absorbieren und in den angeregten Zustand übergehen, haben sie zwei Möglichkeiten. Sie können entweder Energie freisetzen und sofort in den Grundzustand zurückkehren oder andere strahlungslose Prozesse durchlaufen. Wenn das angeregte Molekül einen strahlungslosen Prozess durchläuft, gibt es etwas Energie ab und gelangt in einen Triplettzustand, in dem die Energie etwas geringer ist als die Energie des angeregten Zustands, aber höher als die Energie des Grundzustands. Moleküle können etwas länger in diesem energieärmeren Triplett-Zustand bleiben.
Abbildung 01: Phosphoreszenz
Wir nennen diesen Zustand den metastabilen Zustand. Dann kann der metastabile Zustand (Triplett-Zustand) langsam zerfallen, indem Photonen emittiert werden, und in den Grundzustand (Singulett-Zustand) zurückkehren. Wenn dies geschieht, nennen wir es Phosphoreszenz.
Was ist der Unterschied zwischen Fluoreszenz und Phosphoreszenz?
Fluoreszenz ist die Emission von Licht durch eine Substanz, die Licht oder andere elektromagnetische Strahlung absorbiert hat, während sich Phosphoreszenz auf das Licht bezieht, das von einer Substanz ohne Verbrennung oder wahrnehmbare Wärme emittiert wird. Wenn wir einer Probe von Molekülen Licht zuführen, sehen wir sofort die Fluoreszenz. Die Fluoreszenz hört auf, sobald wir die Lichtquelle entfernen. Aber die Phosphoreszenz bleibt tendenziell etwas länger, selbst nachdem wir die bestrahlende Lichtquelle entfernt haben.
Zusammenfassung – Fluoreszenz vs. Phosphoreszenz
Sowohl Fluoreszenz als auch Phosphoreszenz sind chemische Prozesse, bei denen Lichtabsorption und -emission stattfindet. Der Unterschied zwischen Fluoreszenz und Phosphoreszenz besteht darin, dass die Fluoreszenz aufhört, sobald wir die Lichtquelle entfernen, während die Phosphoreszenz dazu neigt, etwas länger zu bleiben, selbst nachdem die bestrahlende Lichtquelle entfernt wurde.
