¿En qué se diferencian la fluorescencia, la fosforescencia, la bioluminiscencia y la quimioluminiscencia?

En teoría, todos los términos significan lo mismo y describen la emisión de luz por parte de sustancias sin altas temperaturas. El término general luminiscencia se puede utilizar para describir todos estos procesos de emisión de luz. Luminiscencia significa relajación de la molécula excitada al estado fundamental acompañada por la liberación de luz. Por otro lado, la emisión de luz de un material a través de la aplicación de calor se denomina recocido.

El propósito de este artículo es aclarar las diferencias entre estos términos que suenan aparentemente similares.

Fluorescencia

La fluorescencia es un proceso en el que una sustancia emite luz a una longitud de onda más larga, seguida de absorción a una longitud de onda más corta. La diferencia en las dos longitudes de onda se llama desplazamiento de Stoke. Un fluorocromo es una sustancia capaz de emitir luz a una longitud de onda más larga después de absorberla a una longitud de onda más corta.

Una descripción general de los factores que contribuyen a apagar la fluorescencia

Tras la absorción de la luz a una cierta longitud de onda, los electrones cambian a estados de mayor energía que son intrínsecamente inestables y hay una tendencia a volver al estado fundamental. La transición de regreso es muy rápida y ocurre dentro de \(10^-^9 a 10^-^6 seg\).

fosforescencia

La fosforescencia es similar a la fluorescencia, pero la reemisión es más lenta (\(10^-^4 a 10^2\)) o incluso más lenta (de minutos a incluso horas). La transición a un estado fundamental de baja energía se ralentiza por la transición de los electrones desde el estado excitado de singlete a un estado de triplete intermedio y finalmente regresan al estado fundamental. La reemisión de luz se produce a una energía más baja (longitud de onda más larga) en comparación con la fluorescencia debido a la pérdida de energía adicional en la transición de estado intermedio. Los ejemplos de fosforescencia incluyen revestimientos en las manecillas de un reloj de mesa que brillan en la oscuridad o incluso ídolos y juguetes que brillan cuando las luces están apagadas.

bioluminiscencia

La bioluminiscencia se refiere a la luz que emana de los organismos vivos y es lo que más ha desconcertado a la humanidad. Da brillo a las luciérnagas, hace que las olas brillen por la noche y da un brillo colorido a las criaturas de las profundidades marinas. La bioluminiscencia tiene una propiedad única que la distingue de otras categorías de luminiscencia. Se observa en la oscuridad total de la noche o bajo la oscuridad de las profundidades del mar, ya que no requiere la irradiación del organismo desde una fuente de luz. El organismo biológico obtiene su energía de los alimentos que consume. Ciertas proteínas, como la luciferina, almacenan la energía y dan como resultado electrones excitados. Las enzimas llamadas luciferasa desactivan las moléculas excitadas, lo que da como resultado la emisión de luz.

Medidas espectroscópicas de absorción y luminiscencia

quimioluminiscencia

La quimioluminiscencia es un proceso que da como resultado la emisión de luz como resultado de una reacción química. La reacción rara vez se inicia por irradiación con luz. Un producto de reacción tiene un intermedio excitado que emite luz al estabilizarse en el estado fundamental. Un ejemplo bien conocido es la oxidación de luminol en medios alcalinos a ion aminoftalato que se produce en estado excitado y emite luz azul al relajarse al estado fundamental.

El comportamiento de luminiscencia de una sustancia es suprimido por varios factores que se discutirán en un artículo posterior.