پرسش

فسفرسانس چیست ؟

پاسخ

بسیاری از سیستمهای شیمیایی، فوتولومینسان هستند. بدین معنی كه این سیستمها یا مولكولها می‌توانند تابش الكترومغناطیس را جذب كنند و به وسیله‌ی آن برانگیخته شوند. منظور از برانگیختگی آن است كه الكترونهایی از لایه ظرفیت یا الكترونهایی كه در پیوند بین اتمها 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، 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 كوتاهتر است. به هر حال این عمل را فوتولومینسانس گویند. دو نوع فوتولومینسانس وجود دارد كه عبارتند از فسفرسانس و فلوئورسانس. در فلوئورسانس، اتم یا مولكول بلافاصله بعد از جذب تابشی كه آنرا برانگیخته كرده ، و بلافاصله بعد از اینكه آن تابش قطع شد، شروع به تابش می‌كند. اما در فسفرسانس، معمولا یك مدت زمان كوتاهی بین قطع تابش برانگیخته كننده، و شروع تابش نشر شده به وسیله سیستم، وجود دارد. یعنی بلافاصله بعد از اینكه تابش برانگیخته كننده را قطع كردیم، الكترون به وضعیت اولش باز نمی‌گردد، بلكه یك مدت زمانی طول می‌كشد كه نشر صورت گیرد. دلیل آن هم در زیر آمده است.
شما حتما در مورد اسپین الكترون و اصل طرد پائولی اطلاعاتی دارید. در یك اوربیتال حداكثر دو الكترون با اسپینهای مخالف وجود دارند. وقتی الكترون با جذب نور ، برانگیخته می‌شود، معمولا با همان اسپین خودش برانگیخته می‌شود، یعنی اگر در اوربیتال دو تا الكترون وجود دارد، یكی دارای اسپین رو به بالا و دیگری دارای اسپین رو به پائین است، اگر الكترون با اسپین رو به بالا انرژی بگیرد و با همان اسپین به سطح بالاتر برود ، با قطع تابش خیلی زود با نشر تابش به حالت اولیه برمی‌گردد.این تابش همان تابش فلوئورسانس است. اما اگر الكترون با اسپین رو به بالا با جذب تابش هم به سطح بالاتر برود و هم اسپینش تغییر كند و رو به پائین شود، در این حال وقتی كه تابش برانگیخته كننده قطع شود ، اگر بخواهد به حالت اولش برگردد، نمی‌تواند كه با همان اسپینی كه تغییر كرده برگردد، چون در اوربیتال هر دو الكترون یك جهتی شده و دافعه ایجاد می‌شود، درنتیجه اول باید اسپینش به حالت اول برگردد و سپس به سطح انرژی اولیه بازگردد. این عمل یك مقدار زمان نیاز دارد و موجب تابش فسفرسانس می‌شود.