Unterschied zwischen Fluoreszenz und Phosphoreszenz

Das Hauptunterschied zwischen Fluoreszenz und Phosphoreszenz ist das Die Fluoreszenz hört auf, sobald wir die Lichtquelle entfernen, während die Phosphoreszenz dazu neigt, auch nach Entfernung der bestrahlenden Lichtquelle etwas länger zu bleiben.

Wenn ein Molekül oder Atom Energie absorbiert, kann es verschiedene Veränderungen erfahren. Fluoreszenz und Phosphoreszenz sind zwei solcher Prozesse. Zusätzlich zu dem oben genannten Hauptunterschied gibt es einige andere Unterschiede zwischen den beiden Begriffen, z. B. die im Fluoreszenzprozess freigesetzte Energie ist höher als die in der Phosphoreszenz.

INHALT

1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist Fluoreszenz?
3. Was ist Phosphoreszenz?
4. Side-by-Side-Vergleich - Fluoreszenz vs. Phosphoreszenz in tabellarischer Form
5. Zusammenfassung

Was ist Fluoreszenz??

Elektronen in einem Atom oder Molekül können die Energie in der elektromagnetischen Strahlung absorbieren und dadurch zu einem oberen Energiezustand anregen. Dieser obere Energiezustand ist instabil; Daher kehrt das Elektron gerne in den Grundzustand zurück. Beim Zurückkommen strahlt es die absorbierte Wellenlänge aus. Bei diesem Relaxationsprozess emittieren sie überschüssige Energie als Photonen. Wir nennen diesen Relaxationsprozess als Fluoreszenz. Die Fluoreszenz findet viel schneller statt. Im Allgemeinen dauert es ab dem Zeitpunkt der Erregung etwa 10 bis 5 Sekunden oder weniger.

Wenn gasförmige Atome eine Fluoreszenz erfahren, tritt atomare Fluoreszenz auf, wenn sie einer Strahlung mit einer Wellenlänge ausgesetzt wird, die genau einer der Absorptionslinien des Elements entspricht. Zum Beispiel absorbieren gasförmige Natriumatome Strahlung und absorbieren 589 nm Strahlung. Danach erfolgt eine Entspannung durch erneute Emission von Fluoreszenzstrahlung der gleichen Wellenlänge. Aus diesem Grund können wir Fluoreszenz verwenden, um verschiedene Elemente zu identifizieren. Wenn die Anregungs- und Wiederemissionswellenlänge gleich sind, bezeichnen wir die resultierende Emission als Resonanzfluoreszenz.

Andere Mechanismen

Neben der Fluoreszenz gibt es noch andere Mechanismen, durch die ein angeregtes Atom oder Molekül seine überschüssige Energie aufgeben und sich in seinen Grundzustand entspannen kann. Nicht strahlende Relaxation und Fluoreszenzemission sind zwei wichtige Mechanismen. Aufgrund vieler Mechanismen ist die Lebensdauer eines angeregten Zustands kurz. Die relative Anzahl der Moleküle, die fluoreszieren, ist gering, da dieses Phänomen strukturelle Merkmale erfordert, die die Geschwindigkeit der nichtstrahlenden Relaxation verlangsamen und die Fluoreszenzrate erhöhen. In den meisten Molekülen sind diese Merkmale nicht vorhanden; Daher unterliegen sie einer nicht strahlenden Relaxation und es tritt keine Fluoreszenz auf. Molekulare Fluoreszenzbanden bestehen aus einer großen Anzahl eng beabstandeter 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 nichtstrahlende Prozesse durchlaufen. Wenn das angeregte Molekül einen nicht strahlenden Prozess durchläuft, emittiert es etwas Energie und kommt in einen Triplett-Zustand, in dem die Energie etwas geringer ist als die Energie des ausgeschiedenen Zustands, jedoch höher als die Energie im Grundzustand. Moleküle können in diesem Triplettzustand mit geringer Energie etwas länger bleiben.

Abbildung 01: Phosphoreszenz

Wir nennen diesen Zustand als metastabilen Zustand. Dann kann der metastabile Zustand (Triplett-Zustand) langsam durch Emission von Photonen zerfallen und in den Grundzustand (Singlet-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 von einer Substanz ohne Verbrennung oder wahrnehmbare Wärme emittierte Licht bezieht. Wenn wir eine Probe von Molekülen mit Licht versorgen, sehen wir sofort die Fluoreszenz. Die Fluoreszenz stoppt, sobald wir die Lichtquelle entfernen. Die Phosphoreszenz neigt jedoch dazu, auch nach dem Entfernen der bestrahlenden Lichtquelle etwas länger zu bleiben.

Zusammenfassung - Fluoreszenz vs. Phosphoreszenz

Sowohl Fluoreszenz als auch Phosphoreszenz sind chemische Prozesse, bei denen Lichtabsorption und -emission auftritt. Der Unterschied zwischen Fluoreszenz und Phosphoreszenz besteht darin, dass die Fluoreszenz stoppt, sobald wir die Lichtquelle entfernen, während die Phosphoreszenz dazu neigt, selbst nach Entfernung der bestrahlenden Lichtquelle etwas länger zu bleiben.

Referenz:

1. "Fluoreszenz". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 3. Juni 2018. Hier verfügbar  
2. "Phosphoreszenz". Wikipedia, Wikimedia Foundation, 28. Mai 2018. Hier verfügbar  

Bildhöflichkeit:

1. "Phosphoreszenz" von Lưu Ly - Eigene Arbeit, (Public Domain) via Commons Wikimedia