Tabla de Contenidos
Fluoresensi dan pendar adalah dua proses atom dimana suatu material memancarkan cahaya; namun, fluoresensi dan pendar dihasilkan oleh proses yang berbeda. Dalam fenomena fluoresensi dan pendar, molekul bahan menyerap cahaya dan memancarkan energi yang lebih rendah (atau panjang gelombang lebih panjang) foton, tetapi dalam fluoresensi prosesnya jauh lebih cepat daripada di pendar; lebih jauh lagi, arah putaran elektron tidak berubah.
Apa itu fotoluminesensi?
Pendaran adalah properti yang dimiliki bahan tertentu untuk memancarkan radiasi cahaya (foton dengan energi dalam rentang yang terlihat) setelah mengalami rangsangan eksternal tertentu. Secara khusus, zat photoluminescent adalah zat yang, ketika terpapar ke sumber radiasi elektromagnetik seperti radiasi ultraviolet (UV), memancarkan cahaya tampak sebagai hasil dari eksitasi atom atau molekulnya yang disebabkan oleh radiasi yang diterima.
Salah satu cara suatu bahan dapat menyerap rangsangan energetik adalah dengan menarik elektron atomnya pada tingkat energi yang lebih tinggi daripada sebelum menerima rangsangan; dalam hal ini, kita mengatakan bahwa molekul atau atom tereksitasi atau meningkatkan getarannya, dalam hal ini terjadi pemanasan material . Molekul atau atom dapat tereksitasi dengan menyerap berbagai jenis energi: radiasi elektromagnetik (cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda, dan karena itu dengan energi yang berbeda), energi kimia, sebagai hasil dari beberapa reaksi kimia eksoergik, atau energi mekanik, misalnya gesekan, atau tekanan. perubahan.
Penyerapan energi elektromagnetik (cahaya) atau foton oleh suatu bahan dapat menghasilkan dua efek yang telah kita sebutkan: bahwa molekul atau atom dari bahan tersebut memanas atau mereka menjadi tereksitasi. Saat bersemangat, elektron berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi daripada sebelum menerima rangsangan energi; saat mereka kembali ke tingkat energi aslinya, atau keadaan dasar yang lebih stabil , mereka memancarkan foton dengan energi yang sesuai dengan perbedaan energi antara keadaan tereksitasi dan keadaan dasar. Perbedaan energi ini adalah sifat material, terlepas dari energi yang diserapnya. Ini adalah zat atau bahan photoluminescent, dan foton yang dipancarkan dianggap sebagai photoluminescence.
Fluoresensi dan pendar adalah dua bentuk fotoluminesensi suatu material. Mekanisme pendaran lainnya, terkait dengan jenis lain dari rangsangan energik atau sumber eksitasi, adalah triboluminesensi (terkait dengan gesekan), bioluminesensi (terkait dengan proses biologis, seperti kunang-kunang) dan chemiluminescence (terkait dengan reaksi kimia).
fluoresensi
Fluoresensi adalah mekanisme di mana cahaya energi tinggi (panjang gelombang pendek atau frekuensi tinggi) diserap, menghasilkan eksitasi elektron dalam material. Biasanya cahaya yang diserap berada dalam kisaran ultraviolet, dan proses penyerapan terjadi dengan cepat tanpa mengubah arah rotasi elektron. Seperti yang telah disebutkan, fluoresensi adalah proses yang cepat, sehingga ketika sumber eksitasi berhenti, material segera berhenti bercahaya.
Warna (panjang gelombang) cahaya yang dipancarkan oleh bahan fluoresen tidak bergantung pada panjang gelombang cahaya datang dan dapat sesuai dengan spektrum tampak atau inframerah (frekuensi lebih rendah, atau panjang gelombang lebih panjang, daripada cahaya tampak). . De-eksitasi ke keadaan dasar elektron memancarkan cahaya tampak atau inframerah. Perbedaan panjang gelombang antara spektrum serapan dan emisi dari bahan fluoresen disebut pergeseran Stokes.
Parameter dasar mekanisme fluoresensi adalah:
- Rata-rata masa hidup (τ): Waktu rata-rata yang dihabiskan molekul dalam keadaan tereksitasi sebelum kembali ke basal (~10 ns).
- Hasil kuantum (φF): rasio antara jumlah foton yang dipancarkan sehubungan dengan yang diserap. Itu selalu kurang dari 1.
contoh fluoresensi
Beberapa contoh fluoresensi adalah lampu neon dan lampu neon, bahan yang bersinar di bawah sinar hitam (sinar ultraviolet) tetapi berhenti bercahaya setelah lampu mati dimatikan, dan spidol. Contoh yang sangat aneh adalah kalajengking, yang berpendar saat dieksitasi oleh sinar ultraviolet. Eksoskeleton hewan tidak melindunginya dari radiasi ultraviolet, sehingga tidak boleh terpapar dalam waktu lama.
pendar
Seperti dalam fluoresensi, bahan berpendar menyerap cahaya berenergi tinggi (biasanya ultraviolet), yang menyebabkan elektron dalam bahan menjadi tereksitasi pada tingkat energi yang lebih tinggi daripada sebelum eksitasi. Namun, tidak seperti pendar, transisi ke keadaan energi dasar terjadi dalam waktu yang lebih lama, dan arah rotasi elektron dapat diubah dalam proses eksitasi dan de-eksitasi.
Bahan berpendar dapat bersinar selama beberapa detik atau hingga beberapa hari setelah eksitasi berhenti. Ini terjadi karena lompatan energi elektron tereksitasi lebih besar daripada fenomena fluoresensi; artinya, hilangnya energi elektron ketika kembali ke keadaan dasar lebih besar dan de-eksitasi dapat dihasilkan melalui keadaan energi antara antara keadaan tereksitasi dan keadaan dasar.
Sebuah elektron tidak pernah mengubah arah rotasi atau putarannya dalam peristiwa fluoresensi, tetapi ia dapat melakukannya dalam peristiwa pendar, sehingga perubahan ini dapat terjadi selama penyerapan energi atau selama proses de-eksitasi. Perubahan putaran yang disebabkan oleh eksitasi cahaya melibatkan waktu de-eksitasi yang lebih lama, karena elektron tidak akan kembali ke keadaan energi terendahnya sampai ia kembali ke putaran aslinya, dan dengan demikian bahan berpendar bersinar dalam gelap bahkan setelah mereka lewat . telah berhenti.
Contoh Phosphorescence
Bahan berpendar digunakan dalam pembidik senjata, dalam berbagai cat, dan pada jarum jam untuk mengetahui waktu di malam hari.
Air mancur
Ilmiah Thermofisher. Dasar Fluoresensi Dasar Fluoresensi | Ilmiah Thermo Fisher – AR 2021
