Luminescence vs Phosphorescence
Nuru ni aina ya nishati na ili kutoa mwanga aina nyingine ya nishati inapaswa kutumika. Uzalishaji wa mwanga unaweza kutokea kwa njia kadhaa kama ilivyo hapo chini.
Luminescence ni nini?
Luminescence ni mchakato wa kutoa mwanga kutoka kwa dutu. Utoaji huu hautokani na joto; kwa hiyo, ni aina ya mionzi baridi ya mwili. Kuna aina chache za mwangaza kama vile bioluminescence, chemiluminescence, electrochemiluminescence, electroluminescence, photoluminescence, nk. Bioluminescence ni utoaji wa mwanga na viumbe hai. Kwa mfano, nzizi za moto zinaweza kuzingatiwa. Huu ni mchakato wa asili. Nuru hutolewa kama matokeo ya mmenyuko wa kemikali unaofanyika ndani ya viumbe. Katika vimulimuli, kemikali iitwayo luciferin inapoguswa na oksijeni, mwanga hutolewa. Mmenyuko huu huchochewa na kimeng'enya cha luciferase. Chemiluminescence ni matokeo ya mmenyuko wa kemikali. Kwa kweli, bioluminescence ni aina ya chemiluminescence. Kwa mfano, mmenyuko wa catalyzed kati ya peroxide ya luminal na hidrojeni hutoa mwanga. Electrochemiluminescence ni aina ya mwangaza unaozalishwa wakati wa mmenyuko wa kielektroniki.
Fluorescence ni aina ya mwangaza pia. Elektroni katika atomi au molekuli zinaweza kunyonya nishati katika mionzi ya sumakuumeme na hivyo kusisimua hadi hali ya juu ya nishati. Hali hii ya juu ya nishati haina msimamo; kwa hivyo, elektroni hupenda kurudi kwenye hali ya chini. Inaporudi, hutoa urefu wa wimbi uliofyonzwa. Katika mchakato huu wa kupumzika, hutoa nishati ya ziada kama fotoni. Utaratibu huu wa kupumzika unajulikana kama fluorescence. Katika fluorescence ya atomiki, atomi za gesi hupanda umeme zinapokabiliwa na mionzi yenye urefu wa mawimbi unaolingana kabisa na mojawapo ya mistari ya kunyonya ya kipengele. Kwa mfano, atomi za sodiamu za gesi hunyonya na kusisimua kwa kunyonya mionzi ya 589 nm. Kupumzika hufanyika baada ya hili kwa kutoa tena miale ya fluorescent ya urefu sawa wa wimbi.
Phosphorescence ni nini?
Molekuli zinapofyonza mwanga na kwenda katika hali ya msisimko huwa na chaguo mbili. Wanaweza kutoa nishati na kurudi kwenye hali ya chini mara moja au wanaweza kupitia michakato mingine isiyo ya miale. Molekuli ya msisimko ikipitia mchakato usio na mionzi, hutoa nishati fulani na kuja katika hali ya sehemu tatu ambapo nishati ni ndogo kwa kiasi fulani kuliko nishati ya hali iliyotoka, lakini ni ya juu kuliko nishati ya hali ya chini. Molekuli zinaweza kukaa kwa muda mrefu zaidi katika hali hii ya mara tatu ya nishati kidogo. Hali hii inajulikana kama hali ya metastable. Kisha hali ya metastable (triplet state) inaweza kuoza polepole kwa kutoa fotoni na inaweza kurudi katika hali ya ardhini (hali moja). Hili linapotokea, hujulikana kama phosphorescence.
Kuna tofauti gani kati ya Luminescence na Phosphorescence?
• Mwangaza wa mwanga husababishwa na vitu mbalimbali kama vile mkondo wa umeme, athari za kemikali, mionzi ya nyuklia, mionzi ya sumakuumeme, n.k. Lakini phosphorescence hufanyika baada ya sampuli kuwashwa na mwanga.
• Phosphorescence husalia kwa muda hata baada ya chanzo cha mwanga kuondolewa. Lakini mwangaza hauko hivyo.
• Photoluminescence hufanyika wakati nishati ya msisimko inatolewa, na molekuli hurudi kwenye hali ya chini kutoka kwa hatua ya msisimko wa singlet. Phosphorescence hutokea molekuli inaporudi kwenye hali ya chini na kuunda hali ya msisimko wa sehemu tatu (hali inayoweza kubadilika).
• Nishati iliyotolewa katika mchakato wa mwangaza ni ya juu zaidi kuliko ile ya phosphorescence.
