Fluorescenca in fosforescenca sta dva mehanizma, ki oddajata svetlobo ali primera fotoluminiscencije. Vendar pa je dr. dva izraza ne pomeni isto in se ne dogaja enako. Tako v fluorescenci kot tudi fosforescenci molekule absorbirajo svetlobo in oddajajo fotone z manj energije (daljša valovna dolžina), vendar se fluorescenca pojavi veliko hitreje kot fosforescenca in ne spremeni smeri vrtenja elektroni.
Tu je opisano, kako deluje fotoluminiscenca in pogled na procese fluorescence in fosforescentnosti z znanimi primeri posamezne vrste oddajanja svetlobe.
Fotoluminiscenca se pojavi, ko molekule absorbirajo energijo. Če svetloba povzroči elektronsko vzbujanje, se molekule pokličejo navdušen. Če svetloba povzroči vibracijsko vzbujanje, pokličemo molekule vroče. Molekule se lahko vzbudijo z absorpcijo različnih vrst energije, kot so fizična energija (svetloba), kemična energija ali mehanska energija (npr. Trenje ali pritisk). Absorbiranje svetlobe ali fotonov lahko povzroči, da molekule postanejo vroče in vzburjene. Ko so vzburjeni, se elektroni dvignejo na višjo energijsko raven. Ko se vrnejo na nižjo in stabilnejšo energijsko raven, se sprostijo fotoni. Fotoni se dojemajo kot fotoluminiscenca. Dve vrsti fotoluminiscenca in fluorescenca ter fosforescenca.
V fluorescenco, absorbira se visokoenergijska (kratka valovna dolžina, visokofrekvenčna) svetloba, ki elektrona potisne v vzburjeno energijsko stanje. Običajno je absorbirana svetloba v ultravijolično območje, Postopek absorpcije poteka hitro (v intervalu 10)-15 sekund) in ne spreminja smeri vrtenja elektronov. Fluorescenca se pojavi tako hitro, da če ugasnete luč, material preneha žareti.
Barva (valovna dolžina) svetlobe, ki jo oddaja fluorescenca, je skoraj neodvisna od valovne dolžine vpadne svetlobe. Poleg vidne svetlobe se sprošča tudi infrardeča ali IR svetloba. Vibracijsko sproščanje sprošča IR svetlobo približno 10-12 sekund po absorpciji sevalnega sevanja. Odzračevanje v elektronsko ozemljitveno stanje oddaja vidno in IR svetlobo in se pojavi približno 10-9 sekund po absorpciji energije. Razlika valovne dolžine med absorpcijskim in emisijskim spektrom fluorescentnega materiala se imenuje njegova Stokes premik.
Fluorescentne luči in neonski znaki so primeri fluorescence, prav tako materiali, ki svetijo pod črno lučjo, vendar prenehajo žareti, ko ultravijolična svetloba ugasne. Nekateri škorpijoni bodo fluorescirali. Žarijo, dokler ultravijolična svetloba zagotavlja energijo, vendar eksoskelet živali ne zelo dobro ga zaščitite pred sevanjem, zato ne bi smeli dolgo vklopiti črne luči, da bi videli škorpijona sijaj. Nekatere korale in glive so fluorescentne. Številne flomastre so tudi fluorescentne.
Tako kot pri fluorescenci, fosforescentni material absorbira visoko energijsko svetlobo (običajno ultravijolično), zaradi česar se elektroni preidejo v višje energijsko stanje, vendar prehod nazaj v nižje energijsko stanje se dogaja veliko počasneje, smer vrtenja elektronov pa lahko sprememba. Fosforescentni materiali lahko svetijo nekaj sekund do nekaj dni po izklopu luči. Razlog, da fosforescenca traja dlje kot fluorescenca, je, ker vzbujeni elektroni skočijo na višjo energijsko raven kot pri fluorescenci. Elektroni izgubijo več energije in lahko med vzbujenim in osnovnim stanjem preživijo čas na različnih ravneh energije.
Elektroni nikoli ne spremenijo svoje smeri vrtenja v fluorescenci, vendar lahko to storijo, če so pogoji med fosforescenco pravi. Ta vrtenje se lahko pojavi med absorpcijo energije ali pozneje. Če ne pride do vrtenja, se molekula nahaja v a singletno stanje. Če se elektron podvrže vrtenju a trojno stanje se oblikuje. Tripletna stanja imajo dolgo življenjsko dobo, saj elektron ne bo padel v nižje energijsko stanje, dokler se ne vrne v prvotno stanje. Zaradi te zamude se zdi, da fosforescentni materiali "svetijo v temi".
Fosforescentni materiali se uporabljajo v metrih pištole oz. žarejo v temnih zvezdahin barve, ki se uporabljajo za izdelavo zvezdastih fresk. Element fosfor sveti v temi, vendar ne iz fosforescentnosti.