超美丨這些礦物會發光?

2021-01-15 礦冶園
螢光礦物

什麼是螢光礦物

具有螢光反應的礦物叫做螢光礦物。在19世紀初期,人們發現當螢石受到太陽光照射時,便會發出一種藍色的光芒,便將此種會發光的現象稱之為螢光(Fluorescence)。事實上,自然界中具有螢光特性的礦物並不局限於螢石一種。當我們用紫外線或X射線照射時,有些礦物也會散發出不同的色彩,而且射源能量不同,部分礦物所呈現的顏色也會改變。

螢光反應是如何產生的?

某種物質受到激發光(可以是紫外線或者X射線)照射後,產生一種能量躍遷,進入激發狀態,從而產生一種比照射光(通常為不可見光)波長更長的光(通常為可見光),這一現象叫做螢光反應。

螢光是礦物中很有趣的一種現象,但大部分螢光礦物在非螢光狀態下並不奪人眼球,甚至和普通巖石無異,比如下邊這塊「聖誕方解石」切片。

這是一種非常容易識別的含有螢光礦物的巖石,其中的兩種礦物會在短波紫外光下發出強烈的螢光:方解石(Calcite)發出紅色螢光,矽鋅礦(Willemite)發出綠色螢光。紅綠對比強烈,再加上沒有螢光的黑色鋅鐵礦(NFFranklinite),非常具有觀賞性。通常這種巖石被稱為「聖誕方解石(Christmas Calcite)」或者「瘋狂方解石(CrazyCalcite)」。

螢光礦物為何具有不同的顏色?

在現有的幾種礦物發光性機理中,被大家所公認的是礦物的發光主要與礦物中的晶體缺陷和雜質元素有關。晶格缺陷稱之為「陷阱」,引起礦物發光的雜質元素被稱為「激活劑」。也就是說電子在缺陷的晶格中運動,或者雜質元素中的電子受到激發從而產生了螢光。激活劑大都是過渡金屬元素,其中尤以稀土元素和某些錒系元素為主。

如何鑑賞礦物的螢光性?

礦物的螢光色彩、強度常常和外加的高能量的紫外不可見的波長密切相關。目前用來激發礦物螢光往往使用紫外光作為外加的射入光源。因此紫外光燈就成為螢光礦物收藏、鑑賞的唯一工具,也是進行分類的主要依據。

礦物螢光性的應用

螢光礦物,可不只是僅有觀賞那麼簡單,它在我們的日常生活中大有用途、無處不在,比如路標、提示牌、夜間保護服、演唱會中的螢光棒等,甚至航天、醫藥中都有螢光礦物的身影,如螢光探針靶向治療。

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