Fluoresenssi ja fosforenssi
Luminesenssi on ilmiö, jossa atomin viritystila purkautuu synnyttäen valoa. Atomin virittyminen saadaan aikaan eri tavoin: esimerkiksi atomi absorboi fotonin tai lämpö virittää atomin.
Fluoresenssi on ilmiö, jossa viritystila ei purkaudu suoraan perustilaan. Kun viritystila purkautuu vaiheittain, absorboitunut energia vapautuu pienemmissä osissa. Atomi tai molekyyli emittoi viritystilan purkautuessa useamman pienienergisen fotonin yhden suurienergisen sijaan. Pienempi energia vastaa suurempaa aallonpituutta. Näin ollen fluoresoiva aine voi absorboida UV-säteilyä ja emittoida näkyvää valoa. Fluoresoivalle aineelle on tyypillistä, että se hehkuu UV-valossa.
Korkeaenerginen fotoni virittää atomin, jolloin elektroni siirtyy korkeammalle viritystilalle (1). Viritystila purkautuu takaisin perustilalle välitilojen kautta. Tällöin energia vapautuu kahdessa osassa (2) ja vapautuu kaksi matalaenergisempää fotonia.
Video: Fluoresenssi (Royal Society Of Chemistry)
Video: Koralliriuttojen fluoresenssi (BBC Earth)
Viritystilojen purkautuminen tapahtuu usein hyvin nopeasti nanosekunneissa virittymisen jälkeen. Fosforenssi on ilmiö, jossa viritystilan purkautuminen kestää kauemmin kuin fluoresenssissa. Aineet voivat lähettää näkyvää valoa jopa tunteja. Pimeässä loistavat esineet, tarrat tai lelut ovat esimerkkejä fosforenssista.
Joillakin elävillä organismeilla on kyky tuottaa valoa itse. Ilmiö tunnetaan bioluminesenssina. Valo syntyy kemiallisissa reaktioissa. Bioluminesenssia esiintyy esimerkiksi kiiltomadoilla, planktoneliöillä, syvänmeren kaloilla tai sienillä. Bioluminesenssista on hyötyä lajitoverien välisessä viestinnässä, parittelukumppanin etsinnässä, saalistuksessa tai puolustuksessa. Myös bioluminesenssi perustuu viritystilojen purkautumiseen.