Fluorescens og phosphorescens er to mekanismer, der udsender lys eller eksempler på fotoluminescens. Imidlertid, de to udtryk betyder ikke den samme ting og forekommer ikke på samme måde. I både fluorescens og phosphorescens absorberer molekyler lys og udsender fotoner med mindre energi (længere bølgelængde), men fluorescens forekommer meget hurtigere end phosphorescens og ændrer ikke omdrejningsretningen for elektronerne.
Her er, hvordan fotoluminescens fungerer, og et kig på processerne med fluorescens og fosforescens med velkendte eksempler på hver type lysemission.
Fotoluminescens opstår, når molekyler absorberer energi. Hvis lyset forårsager elektronisk excitation, kaldes molekylerne begejstret. Hvis lys forårsager vibrationsexcitation, kaldes molekylerne hed. Molekyler kan blive ophidset ved at absorbere forskellige typer energi, såsom fysisk energi (lys), kemisk energi eller mekanisk energi (f.eks. Friktion eller tryk). Absorberende lys eller fotoner kan forårsage, at molekyler bliver både varme og ophidsede. Når de ophidses, hæves elektronerne til et højere energiniveau. Når de vender tilbage til et lavere og mere stabilt energiniveau, frigøres fotoner. Fotonerne opfattes som fotoluminescens. De to typer fotoluminescens ad fluorescens og phosphorescens.
I fluorescens, høj energi (kort bølgelængde, høj frekvens) lys absorberes, der sparker en elektron i en ophidset energitilstand. Normalt er det absorberede lys inde det ultraviolette område, Absorptionsprocessen forekommer hurtigt (over et interval på 10-15 sekunder) og ændrer ikke retningen for elektronspinden. Fluorescens forekommer så hurtigt, at hvis du slukker lyset, stopper materialet med at glødes.
Farven (bølgelængden) af lys, der udsendes ved fluorescens, er næsten uafhængig af bølgelængden af indfaldende lys. Ud over synligt lys frigives også infrarødt lys eller IR-lys. Vibrationsafslapning frigiver IR-lys omkring 10-12 sekunder efter hændelsen absorberes stråling. Af-excitation til elektronjordtilstand udsender synligt og IR-lys og forekommer ca. 10-9 sekunder efter, at energi er optaget. Forskellen i bølgelængde mellem absorption og emission spektre for et fluorescerende materiale kaldes det Stokes skift.
Fluorescerende lys og neonskilte er eksempler på fluorescens, ligesom materialer, der gløder under et sort lys, men holder op med at glødes, når det ultraviolette lys er slukket. Nogle skorpioner vil fluorescere. De glødes, så længe et ultraviolet lys giver energi, men dyrets eksoskelet gør det ikke beskyt den meget godt mod strålingen, så du skal ikke holde et sort lys på meget længe for at se en skorpion glød. Nogle koraller og svampe er fluorescerende. Mange markører er også lysstofrør.
Som ved fluorescens, et phosphorescerende materiale absorberer lys med høj energi (normalt ultraviolet), hvilket får elektronerne til at bevæge sig i en højere energitilstand, men overgangen tilbage til en lavere energitilstand forekommer meget langsommere, og retningen af elektronspinden kan muligvis lave om. Det ser ud til, at fosforescerende materialer lyser i flere sekunder op til et par dage efter, at lyset er slukket. Årsagen til, at phosphorescens varer længere end fluorescens er, fordi de ophidsede elektroner hopper til et højere energiniveau end for fluorescens. Elektronerne har mere energi at miste og kan bruge tid på forskellige energiniveauer mellem den ophidsede tilstand og jordtilstanden.
En elektron ændrer aldrig sin omdrejningsretning i fluorescens, men kan gøre det, hvis betingelserne er rigtige under fosforescens. Denne spin flip kan forekomme under absorption af energi eller bagefter. Hvis der ikke forekommer en spin-flip, siges molekylet at være i en singlet tilstand. Hvis et elektron gennemgår et spin, skal du vende a triplet tilstand dannes. Tripletstater har en lang levetid, da elektronet ikke falder til en lavere energitilstand, før det vender tilbage til sin oprindelige tilstand. På grund af denne forsinkelse ser det ud til, at phosphorescerende materialer "lyser i mørke".
Fosforescerende materialer bruges i kanonsyn, glød i de mørke stjernerog maling, der blev brugt til at fremstille stjernemalerier. Elementet fosfor lyser i mørke, men ikke fra phosphorescens.