Principal diferença - Fluorescência vs. Luminescência

Fluorescência e luminescência ambos descrevem processos em que os materiais emitem fótons sem que a emissão seja causada pelo calor. o principal diferença entre fluorescência e luminescência é que luminescência descreve qualquer processo onde os fótons são emitidos sem que o calor seja a causa, enquanto que fluorescência é, na verdade, um tipo de luminescência em que um fóton é inicialmente absorvido, o que faz com que o átomo fique em um estado singlete excitado. À medida que o elétron volta ao estado fundamental, um fóton de baixa energia é emitido.

O que é luminescência

A luminescência se refere à radiação de luz de materiais, que não é causada pelo calor. Uma substância que brilha quando sua temperatura aumenta (como uma barra de metal incandescente), portanto, não exibe luminescência.

A luz é emitida quando um elétron em um estado excitado “cai” para o estado fundamental. Quando esse processo ocorre, um fóton é emitido, carregando uma quantidade de energia igual ao gap de energia entre os estados. A energia que um fóton carrega determina seu comprimento de onda: se o comprimento de onda está na região visível do espectro eletromagnético, então a “luz” é vista.

Quimioluminescência é um tipo de luminescência em que a luz é emitida devido a uma reação química. Durante a quimioluminescência, uma reação química produz átomos com elétrons em estados excitados. A luz é emitida quando eles caem para o estado fundamental. Por exemplo, luminol é um produto químico que sofre uma reação química para produzir uma molécula com elétrons em um estado excitado. O ferro presente na hemoglobina no sangue pode atuar como um catalisador para essa reação. Portanto, o luminol é frequentemente pulverizado nas cenas do crime para ver se havia vestígios de sangue. Se sangue estivesse presente, um brilho azulado é produzido e pode ser visto no escuro por alguns segundos.

Luminol (misturado com peróxido de hidrogênio) pode produzir um brilho distinto no escuro quando a hemoglobina está presente

Luciferin é uma substância química presente nos vaga-lumes que, quando oxidada, produz um brilho. Da mesma forma, o brilho na água-viva é produzido pelo composto Equorin.

Eletroluminescência é outro tipo de luminescência que ocorre quando elétrons, que são acelerados por fortes campos elétricos, colidem com um material e fazem o material ionizar (como no caso de tubos de descarga de gás), ou quando elétrons e lacunas se recombinam em um material semicondutor.

O que é fluorescência

A fluorescência é em si um tipo de luminescência chamada fotoluminescência. Aqui, os elétrons são excitados primeiro por um fóton externo. O elétron excitado pode ter o mesmo spin que tinha no nível do solo, ou o spin oposto. Quando os spins de todos os elétrons no sistema acabam sendo emparelhados, diz-se que o sistema está em um camiseta Estado. Quando há um conjunto de elétrons com spins desemparelhados, diz-se que o sistema está em um trigêmeo Estado.

O elétron excitado pode então voltar ao nível do solo emitindo um fóton. Quando um elétron está em um estado de tripleto excitado, se ele emite um fóton para voltar ao estado fundamental, o processo é denominado fosforescência. Quando um elétron está no estado singlete excitado, quando emite um fóton para voltar ao nível do solo, o processo é denominado fluorescência. Em comparação com a fosforescência, os elétrons passam muito mais tempo em seus estados excitados na fluorescência.

O processo de fluorescência ocorre em várias etapas. Primeiro, o elétron excitado cai para um estado de energia vibracional inferior, em um processo denominado relaxamento. Então, um fóton é emitido quando o elétron cai para o estado fundamental. Após a emissão do fóton, o elétron sofre novamente o relaxamento para cair no nível de energia vibracional mais baixo no estado fundamental.

Observe que durante os processos de relaxamento, os elétrons perdem energia, mas os fótons não são emitidos. Consequentemente, os fótons emitidos durante a fluorescência carregam menos energia em comparação com o fóton absorvido. Como resultado, o espectro de emissão de um material que passa por fluorescência é desviado para comprimentos de onda maiores em comparação com seu espectro de absorção. Esta mudança nos comprimentos de onda é chamada de O turno de Stokes.

No lâmpadas fluorescentes, as ondas ultravioleta são produzidas primeiro pela passagem de uma corrente elétrica através de um gás. Os raios ultravioleta então causam fluorescência em um revestimento aplicado no interior da lâmpada.

Lâmpadas fluorescentes acendem devido aos efeitos da fluorescência

Diferença entre fluorescência e luminescência

Mecanismo

Luminescência refere-se a qualquer mecanismo onde os fótons são gerados, sem uma entrada de calor.

Fluorescência refere-se a um tipo específico de luminescência onde a energia para produzir o fóton vem da absorção de um fóton com energia mais alta. Um estado singlete excitado é produzido nos estágios intermediários.

Escala de tempo

No luminescência processos, em geral, um fóton pode ser emitido após qualquer momento. O tempo de vida do elétron no excitado pode variar de processo para processo.

No fluorescência, o tempo de vida do estado de excitação é muito pequeno. Conseqüentemente, os fótons são emitidos dos átomos logo após os fótons incidentes serem absorvidos.

Imagem Cortesia

“Luminol e hemoglobina. Luminol brilha em uma solução alcalina quando você adiciona hemoglobina e H2O2 ”por todos ociosos de berlim, alemanha (http://www.flickr.com/photos/mgdtgd/140282001/) [CC BY-SA 2.5], via Wikimedia Commons

“Comparação de lâmpadas fluorescentes compactas com 105W, 36W e 11W.” por Tobias Maier (Trabalho próprio) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons