Différence entre la fluorescence et la luminescence

Différence principale - Fluorescence vs. Luminescence

Fluorescence et luminescence les deux décrivent des processus dans lesquels les matériaux émettent des photons sans que l'émission soit causée par la chaleur. le différence principale entre la fluorescence et la luminescence est que la luminescence décrit tout processus où les photons sont émis sans que la chaleur en soit la cause, tandis que la fluorescence est en fait un type de luminescence où un photon est initialement absorbé, ce qui provoque l'atome d'être dans un état singulet excité. Lorsque l’électron retombe dans l’état fondamental, un photon de plus basse énergie est émis.

Qu'est-ce que la luminescence

La luminescence fait référence au rayonnement de la lumière provenant de matériaux, qui n'est pas causé par la chaleur. Une substance qui brille lorsque sa température a été élevée (telle qu'une barre de métal rougeoyante) ne présente donc pas de luminescence.

La lumière est émise lorsqu'un électron dans un état excité "tombe" dans l'état fondamental. Lorsque ce processus se produit, un photon est émis, transportant une quantité d'énergie égale à l'écart d'énergie entre les états. L'énergie qu'un photon transporte détermine sa longueur d'onde: si la longueur d'onde se situe dans la région visible du spectre électromagnétique, on voit alors «la lumière».

Chimiluminescence est un type de luminescence dans lequel de la lumière est émise à la suite d’une réaction chimique. Au cours de la chimioluminescence, une réaction chimique produit des atomes avec des électrons dans des états excités. La lumière est émise quand ils tombent à l'état fondamental. Par exemple, luminol est un produit chimique qui subit une réaction chimique pour produire une molécule avec des électrons dans un état excité. Le fer présent dans l'hémoglobine dans le sang peut servir de catalyseur pour cette réaction. Par conséquent, le luminol est souvent pulvérisé sur les lieux du crime pour voir s'il y avait des traces de sang. Si le sang avait été présent, une lueur bleuâtre est produite qui peut être vu dans l'obscurité pendant quelques secondes.

Luminol (mélangé à du peroxyde d'hydrogène) peut produire une lueur distincte dans le noir en présence d'hémoglobine

Luciférine est un produit chimique présent dans les lucioles, qui, une fois oxydé, produit une lueur. De même, la lueur dans les méduses est produite par le composé aequorin.

Électroluminescence est un autre type de luminescence qui se produit lorsque des électrons, qui sont accélérés par des champs électriques puissants, entrent en collision avec un matériau et provoquent son ionisation (comme dans le cas des tubes à décharge gazeuse), ou lorsque des électrons et des trous se recombinent dans un matériau semi-conducteur..

Quelle est la fluorescence

La fluorescence est elle-même un type de luminescence appelé photoluminescence. Ici, les électrons sont d'abord excités par un photon externe. L'électron excité peut avoir le même spin qu'au sol, ou le spin opposé. Quand les spins de tous les électrons du système finissent par être appariés, on dit que le système est dans une maillot Etat. Quand il y a un ensemble d'électrons avec des spins non appariés, le système est dit être dans un triolet Etat.

L'électron excité peut alors retourner au niveau du sol en émettant un photon. Quand un électron est dans un excité triolet état, si elle émet un photon pour revenir à l'état fondamental, le processus est appelé phosphorescence. Quand un électron est dans l'excité maillot état, quand il émet un photon pour revenir au niveau du sol, le processus est appelé fluorescence. Comparés à la phosphorescence, les électrons passent beaucoup moins de temps dans leurs états excités en fluorescence.

Le processus de fluorescence se déroule en plusieurs étapes. Tout d'abord, l'électron excité tombe dans un état d'énergie de vibration inférieure, dans un processus nommé relaxation. Ensuite, un photon est émis lorsque l'électron tombe dans l'état fondamental. Après l’émission de photons, l’électron subit à nouveau une relaxation pour tomber au niveau d’énergie vibratoire le plus bas dans l’état fondamental.

Notez que lors des processus de relaxation, les électrons perdent de l’énergie mais les photons ne sont pas émis. Par conséquent, les photons émis pendant la fluorescence transportent moins d'énergie que le photon absorbé. En conséquence, le spectre d'émission d'un matériau soumis à la fluorescence est décalé vers des longueurs d'onde plus grandes par rapport à son spectre d'absorption. Ce décalage des longueurs d’ondes est appelé la Changement de Stokes.

Dans lampes fluorescentes, Les ondes ultraviolettes sont d'abord produites en faisant passer un courant électrique dans un gaz. Les rayons ultraviolets provoquent alors la fluorescence dans un revêtement appliqué à l'intérieur de l'ampoule.

Les lampes fluorescentes s'allument sous l'effet de la fluorescence

Différence entre la fluorescence et la luminescence

Mécanisme

Luminescence fait référence à tout mécanisme générant des photons, sans apport de chaleur.

Fluorescence se réfère à un particulier type de luminescence où l’énergie nécessaire à la production du photon provient de l’absorption d’un photon avec une énergie plus élevée. Excité maillot l'état est produit dans les étapes intermédiaires.

Échelle de temps

Dans luminescence processus, en général, un photon peut être libéré aprèsà tout moment. La durée de vie de l'électron dans l'excité peut varier d'un processus à l'autre..

Dans fluorescence, la durée de vie de l'état excité est très petite. Par conséquent, les photons sont émis par les atomes peu de temps après l’absorption des photons incidents..

Courtoisie d'image

«Luminol et l'hémoglobine. Luminol brille dans une solution alcaline lorsque vous ajoutez de l'hémoglobine et du H2O2 ”de Berlin, en Allemagne (http://www.flickr.com/photos/mgdtgd/140282001/) [CC BY-SA 2.5], via Wikimedia Commons

“Comparaison des ampoules fluorescentes compactes avec 105W, 36W et 11W.” Par Tobias Maier (Travail personnel) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons