Общие знания

Разница между фосфоресценцией и флуоресценцией


Мы можем путать термины флуоресценция и фосфоресценция, но это две разные вещи, как по сути, так и в их проявлении в повседневной жизни.
Оба явления связаны с излучением так называемого "холодного" света.

Начнем с определения света: это волна, следовательно, распространение энергии. Далее материя: она состоит из атомов, сами состоящих из ядра и электронов.

Когда свет или другая форма энергии попадает на электрон материи, он может улавливать его энергию. Таким образом, электрон имеет избыток энергии по сравнению с его уровнем покоя: он считается "возбужденным". Электрон обесточивается, высвобождая эту энергию в той или иной форме: электричество, тепло, химический потенциал или ... свет!

Флуоресценция и фосфоресценция - это некоторые из случаев, когда электрон обесточивается при испускании света, но их метод действия отличается в зависимости от того, является ли он тем или иным.

Флуоресценция

Это быстрое излучение света после поглощения энергии:

Эволюция энергетических уровней электрона во время флуоресценции.

В фазе 1 электрон освещается и переходит в возбужденное энергетическое состояние. В фазе 2 электрон теряет свою энергию в виде света.

Это явление происходит мгновенно: как только электрон захватывает энергию, он повторно излучает ее. Когда мы говорим "мгновенный", мы говорим о продолжительности в наносекундном диапазоне.

Флуоресценция - это быстрое излучение света после поглощения энергии электроном.

Это применение используется, например, "неоновыми" трубками (старыми, цветными) и "флуоресцентными" трубками (современными, белыми, без неона). Электричество возбуждает газ в трубке, который, в свою очередь, возбуждает отложения порошка на стенах: этот порошок будет излучать свет.

Вы можете попробовать: потрите люминесцентную лампу о шерстяной свитер в полной темноте, и вы увидите искры: статическое электрическое поле возбудит порошок, внутри которого будет незаметно светиться.

Это также флуоресценция, которая отвечает за блеск белой футболки при черном свете в ночных клубах или является причиной того, что определенные цвета называются "неоновыми цветами". В этих случаях невидимый ультрафиолетовый свет преобразуется в видимый свет флуоресцентными пигментами: поскольку падающий свет черный, а излучаемый свет является видимым, цвета кажутся яркими.

Фосфоресценция

Если флуоресценция быстрая, то фосфоресценция медленная: все объекты, которые продолжают светиться в темноте после воздействия света, функционируют по принципу фосфоресценции.

Разница заключается в снятии возбуждения: этап поглощения энергии такой же, но восстановление происходит через промежуточное состояние, называемое "триплетным состоянием":

Фосфоресценция - это медленное явление из-за прохождения электрона через триплетное состояние, которое не происходит мгновенно.

Перед возвращением в состояние покоя электрон проходит через промежуточное состояние. И именно этот отрывок занимает время. Попав в промежуточное состояние, он может вернуться в состояние покоя и испускать излучение, называемое фосфоресценцией.

Поскольку весь процесс занимает время, иногда несколько часов, фосфоресцирующие объекты могут светиться в темноте даже после выключения света.

Это случай со стрелками некоторых часов или светящийся игрушек, которые светятся в темноте. Кристаллы на фото в заголовке тоже являются примером фосфоресценции.

Нефосфоресцентные примеры

Обратите внимание, что некоторые старые предметы, такие как старые часы начала 20 века с фосфоресцирующими стрелками, использовались в качестве источника энергии не при воздействии света, а при радиоактивном распаде радия. Эти предметы сегодня больше не производятся, и их не рекомендуется носить с собой: радий радиоактивен и очень опасен.

Маленькие светящиеся палочки, которые нужно сложить пополам, разбить флакон и которые излучают химический свет в течение 8 часов, не фосфоресцируют, а флуоресцируют. Просто постепенно высвобождается энергия активации: медленная химическая реакция между несколькими соединениями, реакция которых называется хемилюминесценцией.

Вывод

Так что помните, что видимая разница со временем проявляется: флуоресценция короткая, а фосфоресценция длительная.

Это все из-за квантового поведения электронов и того, как медленно или быстро они избавляются от своей избыточной энергии.

Большинство фосфоресцирующих элементов, которые могут присутствовать в Вашем доме, содержат сульфид цинка, отвечающий за фосфоресценцию.

На фото в заголовке статьи мы видим камни из редкоземельных элементов (лантан, европий, диспрозий ...), которые являются наиболее фосфоресцирующими материалами, известными на сегодняшний день.

Читайте Новая Наука в
Back to top button