فسفرسانس و فلوئور سانس

فسفرسانس و فلوئورسانس

فسفرسانس و فلوئورسانس پدیده هایی هستند كه در آن ها یک ماده خاص كه به طور عام به آن فسفر گفته می شود پس از قرار گرفتن در مقابل نور مرئی یا غیر مرئی یا حرارت، تحریک شده و این انرژی را در خود ذخیره می كند و سپس آن را را به صورت طیفی از امواج مرئی در طول مدت زمانی منتشر می كند.

چگونه فلوئورسانس یا فسفرسانس نور را جذب می کنند و نور با طول موج دیگری را منتشر می کنند چه ویژگی در این مواد باعث این خاصیت می شود؟

بسیاری از سیستم های شیمیایی،فوتولومینانس هستند. لومینانس (luminescence) در لغت به معنای تابناک یا شب‌تابی است، بدین معنی كه این سیستم ها یا مولكول ها می‌توانند تابش الكترومغناطیس را جذب كنند و به وسیله‌ی آن برانگیخته شوند.

منظور از برانگیختگی آن است كه الكترون هایی از یک لایه با ظرفیت، یا الكترون هایی كه در پیوند بین اتم ها در مولكول شركت دارند، انرژی مربوط به تابش الكترومغناطیس را جذب كرده و به سطوح انرژی بالاتر بروند.

وقتی الكترونی به سطح انرژی بالاتر می‌رود، ناپایدار است و تمایل دارد آن انرژی را كه گرفته، پس داده و به حالت قبل خود برگردد. وقتی الكترون به حالت پایدار خود برمی‌گردد، انرژی پس داده را به صورت انرژی تابشی از خود نشر می‌كند. طول موج این تابش یا برابر طول موج تابشی است كه به وسیله‌ی آن برانگیخته شده بوده یا از آن كوتاه تر است. به هر حال این عمل را فوتولومینسانس گویند.

دو نوع فوتولومینسانس وجود دارد كه عبارتند از فسفرسانس و فلوئورسانس. در فلوئورسانس برانگیختگی میان دو تراز اصلی با انرژی های E₁,E₂ اتفاق می افتد كه جابجایی بین آن ها كاملا آزاد است. الكترون با دریافت انرژی، بر انگیخته شده و به تراز E₂ می رود و پس از 8 تا 10 ثانیه دوباره به تراز اول بر می گردد و فوتونی با انرژی E₂-E₁ تابش می كند در فلوئورسانس، اتم یا مولكول بلافاصله بعد از جذب تابشی كه آن را برانگیخته كرده و بلافاصله بعد از این كه آن تابش قطع شد، شروع به تابش می‌كند.

برای ساختن مواد درخشنده در تاریکی باید فسفری وجود داشته باشد که با استفاده از نور معمولی انرژی بگیرد و طول تابش آن زیاد باشد. برای مثال دو فسفری که این ویژگی ها را دارند مثل Zinc Sulfide  و  Strontium Aluminate که Strontium Aluminate  برای طول تابش بیشتر بهتر است.

این مواد را با پلاستیک مخلوط می کنند و مواد درخشنده در تاریکی را می سازند.

بعضی مواقع ممکن است شما موادی را ببینید که می درخشند ولی به انرژی احتیاجی ندارند! یکی از آن مثال ها روی عقربه های ساعت های گران قیمت است. درآن ها فسفر با یک عنصر رادیو اکتیو مخلوط شده (مثل رادیوم- radium) که آن عنصر با انتشار رادیو اکتیو فسفر را مرتبا با انرژی می کند.

لامپ های فلوئورسنت

در این لامپ ها یك تخلیه ی الكتریكی در محیطی از بخار جیوه و یك گاز خنثی ( مانند آرگون ) انجام می شود. بخار جیوه بر اثر تخلیه ی انرژی و جذب انرژی، شروع به تشعشع می كند و طول موج این تشعشع 2537 آنگستروم است كه در محدوده ی طیف UV ( فرا بنفش ) است.

در زیر چند مثال که در آن ها فسفرسانس و فلوئورسنت اتفاق می افتد مشاهده می کنید.

فلوئورسنت

فسفر سانس

مرکز یادگیری تبیان - تهیه و تنظیم: فاطمه گودرزی