A fluoreszcencia van fénykibocsátás okozta gerjesztés az elektronok egy molekulából (vagy atom), általában abszorpciós egy foton közvetlenül követi egy spontán emisszió . A fluoreszcencia és a foszforeszcencia a lumineszcencia két különböző formája, amelyek elsősorban a gerjesztés utáni emisszió időtartamától különböznek: a fluoreszcencia nagyon gyorsan megszűnik, míg a foszforeszcencia tovább tart. A fluoreszcencia felhasználható többek között egy anyag jellemzésére .
A fluoreszkáló molekula ( fluorofor vagy fluorokróm ) tulajdonsága, hogy elnyeli a fényenergiát (gerjesztő fény), és gyorsan helyreállítja azt fluoreszkáló fény (emissziós fény) formájában. Miután a foton energiája elnyelődött, a molekula általában elektronikusan gerjesztett állapotban van, gyakran szingulett állapotban - jegyezte meg S 1 . Az alapállapotba való visszatérés (szintén szingulett és az S 0 megjegyzés ) különféle módon történhet: akár fluoreszcenciával, akár foszforeszcenciával.
A fluoreszcenciát a foton emissziója jellemzi nagyon gyorsan. Ezt a sebességet azzal magyarázzák, hogy az emisszió betartja a kvantummechanika fotonemissziójának egyik kiválasztási szabályát, amely ΔS = 0, ami azt jelenti, hogy a molekula szingulett állapotban marad.
Foszforeszcencia jellemzi átmenet egy állami S = 0, hogy egy állam S = 1 (triplett állapot jegyezni T 1 ), amely nem megengedett a quantum modell, de amely lehetővé tette a kapcsolási spin-pálya . Az átmenet azonban lassabban megy végbe. Ezután következik a fotonemisszió, hogy visszatérjen az alapállapotba.
A gerjesztett molekula által a fluoreszcencia során újra kibocsátott fény lehet azonos hullámhosszú (rezonancia fluoreszcencia) vagy hosszabb hullámhosszú, vagy néha még rövidebb is (kétfoton abszorpció). Különösen folyékony közegben az a tény, hogy a gerjesztés utáni emissziós hullámhossz nagyobb, annak köszönhető, hogy a molekula a gerjesztett állapot legalacsonyabb rezgésszintjéről tér vissza alapállapotba (Kasha-szabály). Ezt a különbséget Stokes-elmozdulásnak nevezzük .
Az emissziós spektrumnak a hullámhosszakra történő, a Stokes-váltás által leírt eltolódása nagyban megkönnyíti a fluoreszcencia fény, a fluorofor által leadott specifikus jel elválasztását és detektálását.
Nagy a választék a fluorokrómok közül, amelyek mindegyike gerjesztési és emissziós spektrumával jellemezhető .
A fluoreszcencia elvét alkalmazzák többek között a konfokális mikroszkópok pásztázó lézerében , a fluoreszcens mikroszkópokban és a spektrofluorométerekben .
A fluoreszcencia jelensége nem korlátozódik a látható spektrum emissziójára, hanem az elektromágneses spektrum teljes tartományára vonatkozik, különös tekintettel a röntgensugárzásra ( X fluoreszcencia ).
Ádámfi , albit , allofán , alunit , amblygonite , analcimet , andaluzit , anglesit , anhidrit , ankerit , antofillit , aragonit , autunit , Benitoite , berlinite , kalcit , celestite , cerusite , chamosit , charlesite , Charoite , colemanitban , korund , krisztoballit , kriolit , danburite , datolite , diaszpor , diopside , kianit , dolomit , epidot , eritrit , fluorit , fluorapatit , gipsz , halite , haüyne , hemimorphite , heulandit , jadeite , laumontit , lussatite , manganaxinite , magnezio-axinitcsoport , magnezit , melanophlogite , mellitus , mikroklin nátrolit , okénite , oligoklász , opál , pectolite , periklász , flogopit , phosgenite , prehnit , kvarc , mangánkova , scheelite , skolecit , smithsonit , szodalit , sphalerite , spinell , Spodumene , stroncianit , thenardite , topáz , torbernit , tremolit , tridimit , uvarovite , variscite , wollastonit , wulfenit , zoisit .
A fluoreszcencia számos esete megfigyelhető a természetben, ezek általában UV fény alatt láthatók . Ilyen esetek ismertek többek között gombák, gyümölcsök, például banán , kinint tartalmazó növények , például Cinchona officinalis , ízeltlábúak , például skorpiók , emlősök , például Didelphidae esetében . Nemrég dél-amerikai kutatóknak köszönhetően egy kétéltűnél fluoreszcencia jelenséget figyeltek meg . Egy halványzöld színű kis levelibéka, a hátán néhány apró pöttyös, amely neonzölden világít ultraibolya fény alatt.
Gomba UVA hatására .
Egy offshore illat napfény és UV fény alatt.
Az egyes üdítőkben lévő kinin látható fluoreszcenciát biztosít számukra UV-fény hatására.
Banán napfényben és UV fény alatt.
A fluorofórok különböző jellemzői:
Mivel a fluoreszcencia általában látható fény kibocsátását eredményezi egy láthatatlan energiaforrásból ( ultraibolya ), a fluoreszkáló tárgyak világosabbnak tűnnek, mint az azonos árnyalatú tárgyak, de nem fluoreszkálóak. Ezt a tulajdonságot jól látható ruhák és narancssárga ütközésgátló festékek használják, amelyeket például a repülőgép bizonyos részeire festenek , de egyszerű esztétikai célokra is (ruházat stb.).
Fluoreszcenciát a fekete fény esetében is alkalmaznak, amely főleg ultraibolya-sugarakból áll, és amelyek sötétben kibocsátva fehéreket és fluoreszkáló tárgyakat hoznak létre, hogy különleges légkört teremtsenek.
A fluoreszcenciát röntgensugaraknál is használják :
A fluoreszcenciát más orvosi képalkotó technikákban is alkalmazzák, például diffúz optikai tomográfiában, ahol képesek helyreállítani a biológiai szövetekben jelen lévő fluoridokat.
A papírra lerakott kiemelők és a fénynek ellenálló, látható fluoreszkáló festék anélkül, hogy eltakarná magát a szöveget.
A higany vagy az ólom szelektív fluorionoforokkal történő kimutatásának technikája szintén a fluoreszcencia alkalmazása.
A fluoreszcens cső (hivatalos neve: fluoreszcens cső ) egy másik jól ismert alkalmazás. Ezeket a csöveket elsősorban ipari és néha háztartási világításra használják (tévedésből "neonoknak" hívják: mert a neongáz vörös fényt bocsát ki). Gázokat tartalmaznak, leggyakrabban alacsony nyomású higanygőzöket vagy argont, amelyek ionizálva láthatatlan ultraibolya fényt bocsátanak ki . A belső falat fluoreszcens porok keveréke borítja, amely ezt a fényt a látható tartományban, a fehér felé közelítve alakítja át. Ezek a csövek sokkal jobb elektromos teljesítményt nyújtanak, mint egy izzólámpa , vagyis több lumenet bocsátanak ki egy elfogyasztott wattonként, és ezért sokkal kevesebbet melegítenek. Ma a forma megváltozhat, és az őket vezérlő elektronika még jobb teljesítményt tesz lehetővé. Így megtalálhatók az úgynevezett energiatakarékos lámpák, amelyek előnyösen helyettesítik az izzólámpákat (azonban újrahasznosításuk élettartamuk végén összetett és költséges).
A klorofill van , mint minden pigment fluoreszcens. A fluoreszcencia-klorofill a , által kibocsátott egy növény vagy egy fotoszintetikus organizmus általában egy erőteljes eszköz mérésére fényelnyelési és működését a fotoszintézis.
Egyes biológiai vizsgálatok , például a Luminotox , fotoszintetikus fluoreszcenciát használnak a fotoszintetikus organizmusra gyakorolt toxicitás közvetett mércéjeként . A klorofill a fluoreszcenciájának csökkenése a fotoszintézis csökkenésének, tehát a szennyező anyag szervezetre gyakorolt hatásának jele .