Unterschied zwischen Fluoreszenz und Lumineszenz

Hauptunterschied - Fluoreszenz vs. Lumineszenz

Fluoreszenz und Lumineszenz beide beschreiben Prozesse, bei denen Materialien Photonen emittieren, ohne dass die Emission durch Wärme verursacht wird. Das Hauptunterschied zwischen Fluoreszenz und Lumineszenz ist das Lumineszenz beschreibt irgendein Prozess, bei dem Photonen emittiert werden, ohne dass Wärme die Ursache ist, wohingegen Fluoreszenz ist tatsächlich a Art der Lumineszenz, bei der ein Photon anfänglich absorbiert wird, wodurch sich das Atom in einem angeregten Singulettzustand befindet. Wenn das Elektron in den Grundzustand zurückfällt, wird ein Photon mit niedrigerer Energie emittiert.

Was ist Lumineszenz?

Unter Lumineszenz versteht man die Abstrahlung von Licht aus Materialien, die nicht durch Wärme verursacht wird. Eine Substanz, die bei erhöhter Temperatur glüht (wie z. B. ein glühender Metallbarren), zeigt daher keine Lumineszenz.

Das Licht wird emittiert, wenn ein Elektron im angeregten Zustand in den Grundzustand "fällt". Wenn dieser Prozess stattfindet, wird ein Photon emittiert, das eine Energiemenge trägt, die der Energielücke zwischen den Zuständen entspricht. Die Energie, die ein Photon trägt, bestimmt seine Wellenlänge: Wenn die Wellenlänge im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums liegt, wird "Licht" gesehen.

Chemilumineszenz ist eine Art Lumineszenz, bei der Licht aufgrund einer chemischen Reaktion emittiert wird. Während der Chemolumineszenz erzeugt eine chemische Reaktion Atome mit Elektronen im angeregten Zustand. Licht wird emittiert, wenn sie in den Grundzustand fallen. Zum Beispiel, Luminol ist eine Chemikalie, die eine chemische Reaktion eingeht, um ein Molekül mit Elektronen im angeregten Zustand zu erzeugen. Das im Hämoglobin im Blut enthaltene Eisen kann als Katalysator für diese Reaktion wirken. Daher wird Luminol häufig auf Tatorte gesprüht, um festzustellen, ob Blutspuren vorhanden waren. Wenn Blut vorhanden war, wird ein bläulicher Schimmer erzeugt, der einige Sekunden im Dunkeln sichtbar ist.

Luminol (gemischt mit Wasserstoffperoxid) kann im Dunkeln bei Vorhandensein von Hämoglobin einen ausgeprägten Glanz erzeugen

Luciferin ist eine Chemikalie in Glühwürmchen, die bei Oxidation einen Schein erzeugt. In ähnlicher Weise wird das Leuchten in Quallen durch die Verbindung erzeugt Aequorin.

Elektrolumineszenz ist eine andere Art von Lumineszenz, die auftritt, wenn Elektronen, die durch starke elektrische Felder beschleunigt werden, mit einem Material kollidieren und dazu führen, dass das Material ionisiert wird (wie im Fall von Gasentladungsröhren), oder wenn Elektronen und Löcher in einem Halbleitermaterial rekombinieren.

Was ist Fluoreszenz?

Fluoreszenz wird selbst als eine Art Lumineszenz bezeichnet Photolumineszenz. Hier werden Elektronen zuerst von einem externen Photon angeregt. Das angeregte Elektron kann den gleichen Spin wie am Boden oder den entgegengesetzten Spin haben. Wenn die Drehungen aller Elektronen im System gepaart werden, heißt es, dass sich das System in einem System befindet Singlet Zustand. Wenn es einen Satz von Elektronen mit ungepaarten Drehungen gibt, heißt es, dass sich das System in einem befindet Triplett Zustand.

Das angeregte Elektron kann dann durch Emission eines Photons auf den Boden zurückkehren. Wenn ein Elektron aufgeregt ist Triplett Wenn er ein Photon emittiert, um in den Grundzustand zurückzukehren, wird der Vorgang als bezeichnet Phosphoreszenz. Wenn ein Elektron im angeregten ist Singlet Wenn er ein Photon emittiert, um zum Boden zurückzukehren, wird der Vorgang als Fluoreszenz bezeichnet. Im Vergleich zur Phosphoreszenz verbringen Elektronen im angeregten Zustand der Fluoreszenz viel kürzere Zeiten.

Der Fluoreszenzprozess verläuft in mehreren Stufen. Erstens fällt das angeregte Elektron in einem Prozess, der als niedriger Schwingungsenergiezustand bezeichnet wird Entspannung. Dann wird ein Photon emittiert, wenn das Elektron in den Grundzustand fällt. Nach der Photonenemission erfährt das Elektron erneut eine Relaxation, um im Grundzustand auf den niedrigsten Schwingungsenergiepegel abzusinken.

Beachten Sie, dass die Elektronen während der Relaxationsprozesse Energie verlieren Photonen werden nicht emittiert. Folglich tragen die während der Fluoreszenz emittierten Photonen im Vergleich zu dem absorbierten Photon weniger Energie. Infolgedessen verschiebt sich das Emissionsspektrum eines fluoreszierenden Materials zu größeren Wellenlängen im Vergleich zu seinem Absorptionsspektrum. Diese Wellenlängenverschiebung wird als bezeichnet Stokes-Shift.

Im Leuchtstofflampen, ultraviolette Wellen werden zuerst erzeugt, indem ein elektrischer Strom durch ein Gas geleitet wird. Die ultravioletten Strahlen verursachen dann Fluoreszenz in einer Beschichtung, die auf die Innenseite der Glühlampe aufgetragen wird.

Leuchtstofflampen leuchten aufgrund von Fluoreszenzeffekten

Unterschied zwischen Fluoreszenz und Lumineszenz

Mechanismus

Lumineszenz bezieht sich auf einen Mechanismus, bei dem Photonen ohne Wärmeeintrag erzeugt werden.

Fluoreszenz bezieht sich auf ein bestimmtes Art der Lumineszenz, bei der die Energie zur Erzeugung des Photons von der Absorption eines Photons mit höherer Energie stammt. Ein aufgeregtes Singlet Zustand wird in den Zwischenstufen erzeugt.

Zeitstrahl

Im Lumineszenz Prozesse kann im Allgemeinen ein Photon nach abgegeben werdenJederzeit. Die Lebensdauer des Elektrons im angeregten kann von Prozess zu Prozess variieren.

Im Fluoreszenz, Die Lebensdauer des angeregten Zustands ist sehr klein. Daher werden Photonen von den Atomen bald nach Absorption der einfallenden Photonen emittiert.

Bild mit freundlicher Genehmigung

„Luminol und Hämoglobin. Luminol leuchtet in einer alkalischen Lösung, wenn Sie Hämoglobin und H2O2 hinzufügen “, so dass alle Benutzer aus Berlin (http://www.flickr.com/photos/mgdtgd/140282001/) [CC BY-SA 2.5] über Wikimedia Commons hinzugefügt werden

"Vergleich von Kompaktleuchtstofflampen mit 105W, 36W und 11W." Von Tobias Maier (Eigenes Werk) [CC BY-SA 3.0], über Wikimedia Commons