ฟอสฟอเรสเซนซ์

ฟอสฟอเรสเซนซ์ () คือการเปล่งแสงของวัตถุคล้ายกับฟลูออเรสเซนซ์ วัตถุฟอสฟอเรสเซนซ์จะไม่เปล่งแสงทันทีหลังจากดูดซับแสงเข้ามาแต่จะค่อยๆปล่อยแสงออกมา การปล่อยแสงที่ช้าลงนั้นเกิดจากกระบวนการณ์ต้องห้าม (Forbidden mechanism) ของการเปลี่ยนแปลงระดับพลังงานในกลศาสตร์ควอนตัม การเปลี่ยนแปลงเหล่านี่จะเกิดได้ช้ามากในวัสดุบางชนิด รังสีที่ถูกปล่อยออกมาจะมีความเข้มต่ำแต่จะปล่อยอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหลายชั่วโมงหลังจากถูกกระตุ้น 

ตัวอย่างของวัตถุฟอสฟอเรสเซนซ์ในชีวิตประจำวันคือพวกของเล่น สติกเกอร์ สี และ เข็มนาฬิกา ที่เรืองแสงได้ในความมืด หลังจากดูดซับแสงอาทิตย์หรือแสงจากหลอดไฟ การเรืองแสงจะค่อยๆเลือนหายไปในไม่กี่นาทีหรือชั่วโมงในที่มืดKarl A. Franz, Wolfgang G. Kehr, Alfred Siggel, Jürgen Wieczoreck, and Waldemar Adam "Luminescent Materials" in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry 2002, Wiley-VCH, Weinheim.  

การศึกษาวัสดุฟอสฟอเรสเซนซ์นั้นนำไปสู้การค้นพบกัมมันตภาพรังสีใน ค.ศ. 1986

 คำอธิบาย 

 ทั่วไป 
โดยทั่วไปฟอสฟอเรสเซนซ์คือกระบวนการที่พลังงานทีถูกดูดซับโดยสสารนั้นถูกปล่อยออกมาอย่างช้าๆในรูปแบบของแสง ในบางกรณีก็จะทำให้เกิดการเรืองแสงในที่มืดได้โดยวัสดุนั่นจะสะสมพลังงานจากการรับแสงแล้วค่อยๆออกมาพลังงานออกมาในรูปแบบของแสงที่มองเห็นได้

 ในกลศาสตร์ควอนตัม 

ในปรากฏการณ์เปล่งแสงส่วนใหญ่ สารเคมีจะดูดซับและปล่อยอนุภาคโฟตอนในช่วงเวลาสั้นๆในหลัก 10 นาโนวินาที ซึ่งกระบวนการดูดและคายแสงในเวลาอันรวดเร็วเช่นนี้จะเกิดได้ก็ต่อเมื่อพลังงานของโฟตอนนั้นพอดีกับระดับพลังงานทำให้สสารนั้นสามารถคายพลังงานมาสถานะพิ้นได้ ในกรณีพิเศษของสารฟอสฟอเรสเซนซ์อิเล็กตรอนที่ดูดพลังงานโฟตอนเข้ามาจะข้ามไปในสถานะอื่นที่มีสปินสูงขึ้น โดยมักจะเปลี่ยนจากสถานะดั้งเดิมที่เป็นแบบซิงเลตไปเป็นทริปเลต ผลที่ตามมาก็คืออิเล็กตรอนในสถานะกระต้นจะติดอยู่ในสถานะทริปเลตที่จะสามารถคายพลังงานได้ผ่านกระบวนการต้องห้าม (forbidden mechanism) เท่านั่นเพราะ กระบวนการนี้ตามหลักแล้วไม่สามารถเกิดขึ้นได้แต่ในกลศาสตร์ควอนตัมนั้นมันสามารถเกิดขึ้นได้แต่ใช้พลังงานสูงกว่าจึงเกิดขึ้นได้ช้ากว่ามาก สารฟอสฟอเรสเซนซ์ส่วนใหญ่จะคายพลังงานออกมาได้ค่อนข้างเร็วโดยอิเล็ดตรอนจะอยู่ในสถานะทริปเลตประมาณมิลลิวินาที แต่สารบางชนิดมีช่วงชีวิตของสถานะทริปเลตได้หลายนาทีหรือชั่วโมงทำให้สามารถใช้สารพวกนี้ในการกักเก็บพลังงานแสงในรูปของอิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้นซึ่งจะคายพลังงานออกมาช้าๆ
สารเหล่านี้นำมาทำเป็นวัสดุเรืองแสงได้ถ้าแสงถูกปล่อยออกมาในปริมาณมากพอ

 สมการ 

โดยที่ S คือสถานะซิงเลต และ T คือสถานะทริปเลต ตัวห้อยบอกถึงสถานะพลังงาน (0 คือสถานะพิ้น และ 1 คือสถานะกระตุ้น) กระบวนการนี้อาจจะเกิดขึ้นได้ในระดับพลังงานที่สูงกว่าแต่เพื่อความเรียบง่ายจึงเขียนแค่สถานะของระดับพลังงานแรก

 อ้างอิง 

หมวดหมู่:การเรืองแสง
หมวดหมู่:สเปกโทรสโกปี