تويت
الفلورة Fluorescence
- عملية انبعاث ضوء من المادة وذلك عندما تمتص طاقة (ضوء أو أشعاع كهرومغناطيسي).
- يشير اصطلاح الفلورة ايضا إلى الضوء الذي ينبعث من هذه المواد. وكثير من الغازات، والسوائل والمواد الصلبة تصير فلورية عندما تتعرض لإشعاع، او لجسيمات مشحونة كهربائياً.
- يتوقف لون الضوء الفلوري على المادة المستخدمة، وعلى نوع الطاقة الممتصة.
- تعرف الفلورية بشكل عام بأنها إصدار ضيائي ينتج عن تدفق لأحد أشكال الطاقة داخل الجسم المصدر للضياء، ويتوقف هذا الإصدار فجأة عندما تتوقف الطاقة المحفزة.
كيف تحدث عملية الفلورة
- في حالة الفلورة ، يتم امتصاص الضوء عالي الطاقة (الطول الموجي القصير ، التردد العالي) ، مما يجعل الإلكترون في حالة طاقة مثارة. و عادة ، يكون الضوء الممتص في نطاق الأشعة فوق البنفسجية ، وتحدث عملية الامتصاص بسرعة (خلال فترة زمنية تتراوح بين 10-15 ثانية) ولا يحدث تغيير في اتجاه دوران الإلكترون.
تحدث عملية الفلورة بسرعة كبيرة لدرجة أنه إذا قمت بإطفاء الضوء ، تتوقف المادة عن التوهج.
- لون (الطول الموجي) للضوء المنبعث من عملية الفلورة هو تقريباً مختلف عن الطول الموجي للضوء الساقط .
- بالإضافة إلى الضوء المرئي المنبعث (المشع) ، يتم أيضًا إشعاع ضوء الأشعة تحت الحمراء . و عادة ما ينتج عن الاسترخاء الاهتزازي إصدار (أنبعاث) لضوء الأشعة تحت الحمراء بعد حوالي 10-12 ثانية من امتصاص الإشعاع .
- ينبعث عند عودة الإلكترون إلى مستوى الاستقرار الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء ويحدث حوالي 10-9 ثواني بعد امتصاص الطاقة. ويسمى الفرق في الطول الموجي بين أطياف الامتصاص والانبعاثات لمادة التفلور بانزياح ستوكس Stokes shift.
الفسفرة Photophosphorylation
كيف تحدث عملية الفسفرة
- كما هو الحال في الفلورة ، تمتص المادة الفسفورية الضوء عالي الطاقة (عادة ما يكون فوق البنفسجي) ، مما يتسبب في انتقال الإلكترونات إلى حالة طاقة أعلى ، لكن الانتقال إلى حالة الطاقة المنخفضة يحدث ببطء أكبر وقد يتغير اتجاه دوران الإلكترون.
- قد تظهر المواد المتفسفرة التوهج لعدة ثوانٍ حتى يومين بعد إطفاء الضوء.
- السبب في أن الفسفرة تدوم لفترة أطول من الفلورة لأن الإلكترونات المثارة تقفز إلى مستوى طاقة أعلى من تلك في حالة الفلورة . و عليه تتمتع الإلكترونات بمزيد من الطاقة لتفقدها وقد تقضي وقتًا في مستويات طاقة مختلفة بين الحالة المثارة والحالة المستقرة.
- و كما ذكرنا سابقاً لا يغير الإلكترون اتجاهه الدوراني في حالة الفلورة، ولكن يمكنه فعل ذلك إذا كانت الظروف مناسبة أثناء الفسفرة . و قد يحدث هذا الدوران أثناء امتصاص الطاقة أو بعد ذلك.
- و في حالة عدم حدوث انعكاس الدوران ، يقال إن الجزيء في حالة منفردة. و إذا خضع الإلكترون عكس غفي الدوران فإنه تتشكل حالة ثلاثية للجزيء. و عادة ما تتمتع الحالات الثلاثية بعمر افتراضي طويل ، حيث لن يرجع الإلكترون إلى حالة الطاقة الأقل حتى يعود إلى حالته الأصلية (حالة الدوران الأصلية). و بسبب هذا التأخير ، يبدو أن المواد الفسفورية “تتوهج في الظلام”.
الفرق بين ظاهرتي الفلورة والفسفرة
أن الفلورة والفسفرة هما آليتان لإنبعاث الضوء أو هي أمثلة اللمعان ضوئي ( تألق ضوئي Luminescence) ومع ذلك فإن المصطلحين الفلورة والفسفرة لا يعنيان نفس الشيء ولا يحدثان بنفس الطريقة.
فيما يلى أهم الأختلافات بين عمليتى الفلورة والفسفرة:
(1) كلاهما من ظواهر التألق الضوئي الناتجة عن إثارة إلكترون من ذرة إلى مستوى أعلى من مستويات الطاقة.
(2) فى حالة الفسفرة تكون حركة الألكترون المغزلية متوازية مع الحركة المغزلية للحالة المستقرة التى تركها ، أما فى حالة الفلورة فإن الحركة المغزلية للألكترون المثار تكون ضد الحركة المغزلية للألكترون في الحالة المستقرة.
(3) لا يغير الإلكترون اتجاهه الدوراني في حالة الفلورة، ولكن يمكنه فعل ذلك إذا كانت الظروف مناسبة أثناء الفسفرة.
(4) عملية الفسفرة تحدث ببطء (تدوم لوقت أطول) ينما عملية الفلورة تحدث بسرعة كبيرة.
(5) المواد الفسفورية تتوهج في الظلام بينما المواد الفلورية إذا قمت بإطفاء الضوء ، تتوقف المادة عن التوهج.
- عملية انبعاث ضوء من المادة وذلك عندما تمتص طاقة (ضوء أو أشعاع كهرومغناطيسي).
- يشير اصطلاح الفلورة ايضا إلى الضوء الذي ينبعث من هذه المواد. وكثير من الغازات، والسوائل والمواد الصلبة تصير فلورية عندما تتعرض لإشعاع، او لجسيمات مشحونة كهربائياً.
- يتوقف لون الضوء الفلوري على المادة المستخدمة، وعلى نوع الطاقة الممتصة.
- تعرف الفلورية بشكل عام بأنها إصدار ضيائي ينتج عن تدفق لأحد أشكال الطاقة داخل الجسم المصدر للضياء، ويتوقف هذا الإصدار فجأة عندما تتوقف الطاقة المحفزة.
كيف تحدث عملية الفلورة
- في حالة الفلورة ، يتم امتصاص الضوء عالي الطاقة (الطول الموجي القصير ، التردد العالي) ، مما يجعل الإلكترون في حالة طاقة مثارة. و عادة ، يكون الضوء الممتص في نطاق الأشعة فوق البنفسجية ، وتحدث عملية الامتصاص بسرعة (خلال فترة زمنية تتراوح بين 10-15 ثانية) ولا يحدث تغيير في اتجاه دوران الإلكترون.
تحدث عملية الفلورة بسرعة كبيرة لدرجة أنه إذا قمت بإطفاء الضوء ، تتوقف المادة عن التوهج.
- لون (الطول الموجي) للضوء المنبعث من عملية الفلورة هو تقريباً مختلف عن الطول الموجي للضوء الساقط .
- بالإضافة إلى الضوء المرئي المنبعث (المشع) ، يتم أيضًا إشعاع ضوء الأشعة تحت الحمراء . و عادة ما ينتج عن الاسترخاء الاهتزازي إصدار (أنبعاث) لضوء الأشعة تحت الحمراء بعد حوالي 10-12 ثانية من امتصاص الإشعاع .
- ينبعث عند عودة الإلكترون إلى مستوى الاستقرار الضوء المرئي والأشعة تحت الحمراء ويحدث حوالي 10-9 ثواني بعد امتصاص الطاقة. ويسمى الفرق في الطول الموجي بين أطياف الامتصاص والانبعاثات لمادة التفلور بانزياح ستوكس Stokes shift.
الفسفرة Photophosphorylation
كيف تحدث عملية الفسفرة
- كما هو الحال في الفلورة ، تمتص المادة الفسفورية الضوء عالي الطاقة (عادة ما يكون فوق البنفسجي) ، مما يتسبب في انتقال الإلكترونات إلى حالة طاقة أعلى ، لكن الانتقال إلى حالة الطاقة المنخفضة يحدث ببطء أكبر وقد يتغير اتجاه دوران الإلكترون.
- قد تظهر المواد المتفسفرة التوهج لعدة ثوانٍ حتى يومين بعد إطفاء الضوء.
- السبب في أن الفسفرة تدوم لفترة أطول من الفلورة لأن الإلكترونات المثارة تقفز إلى مستوى طاقة أعلى من تلك في حالة الفلورة . و عليه تتمتع الإلكترونات بمزيد من الطاقة لتفقدها وقد تقضي وقتًا في مستويات طاقة مختلفة بين الحالة المثارة والحالة المستقرة.
- و كما ذكرنا سابقاً لا يغير الإلكترون اتجاهه الدوراني في حالة الفلورة، ولكن يمكنه فعل ذلك إذا كانت الظروف مناسبة أثناء الفسفرة . و قد يحدث هذا الدوران أثناء امتصاص الطاقة أو بعد ذلك.
- و في حالة عدم حدوث انعكاس الدوران ، يقال إن الجزيء في حالة منفردة. و إذا خضع الإلكترون عكس غفي الدوران فإنه تتشكل حالة ثلاثية للجزيء. و عادة ما تتمتع الحالات الثلاثية بعمر افتراضي طويل ، حيث لن يرجع الإلكترون إلى حالة الطاقة الأقل حتى يعود إلى حالته الأصلية (حالة الدوران الأصلية). و بسبب هذا التأخير ، يبدو أن المواد الفسفورية “تتوهج في الظلام”.
الفرق بين ظاهرتي الفلورة والفسفرة
أن الفلورة والفسفرة هما آليتان لإنبعاث الضوء أو هي أمثلة اللمعان ضوئي ( تألق ضوئي Luminescence) ومع ذلك فإن المصطلحين الفلورة والفسفرة لا يعنيان نفس الشيء ولا يحدثان بنفس الطريقة.
فيما يلى أهم الأختلافات بين عمليتى الفلورة والفسفرة:
(1) كلاهما من ظواهر التألق الضوئي الناتجة عن إثارة إلكترون من ذرة إلى مستوى أعلى من مستويات الطاقة.
(2) فى حالة الفسفرة تكون حركة الألكترون المغزلية متوازية مع الحركة المغزلية للحالة المستقرة التى تركها ، أما فى حالة الفلورة فإن الحركة المغزلية للألكترون المثار تكون ضد الحركة المغزلية للألكترون في الحالة المستقرة.
(3) لا يغير الإلكترون اتجاهه الدوراني في حالة الفلورة، ولكن يمكنه فعل ذلك إذا كانت الظروف مناسبة أثناء الفسفرة.
(4) عملية الفسفرة تحدث ببطء (تدوم لوقت أطول) ينما عملية الفلورة تحدث بسرعة كبيرة.
(5) المواد الفسفورية تتوهج في الظلام بينما المواد الفلورية إذا قمت بإطفاء الضوء ، تتوقف المادة عن التوهج.