荧光矿物 - 发光的岩石

荧光矿物

博物馆最近展出的现象之一是荧光矿物，简单来说，就是发光的岩石。这些岩石和石头为公众上演了一场精彩的表演，真正展示了它们所具有的每一种色调。这一壮观的景象是由科学和光创造的，旨在鼓励人们享受大自然创造的奇迹。但荧光矿物到底是什么？它是如何发出如此多色彩的绚丽彩虹的？

什么是荧光矿物？

荧光矿物并不像看上去那么特别，但它们确实独一无二。所有矿物都具有反射光线的能力，这就是我们看到它们并发光的原因。然而，有些矿物具有一种非常有趣的特性，称为荧光。这些矿物能够一次吸收少量光线，然后暂时储存起来。片刻之后，光线会以不同的波长释放出来。这种波长的变化使观察者能够看到矿物内部的不同颜色。当将矿物放置在黑暗中并用紫外线照射时，这种色彩盛宴的观赏效果最佳。在此过程中，它们会释放可见光。

荧光矿物 - 发光的岩石

实现这一魔术表演的关键因素是荧光。当矿物被特定波长的特定光线照射时，就会产生荧光。通常引发荧光的波长类型是 X 射线、紫外线 (UV) 和阴极射线。这些光线一旦聚焦在矿物上，就会激活矿物原子结构中的敏感电子。这些被激活的电子随后会在短时间内跳入结构中的更高轨道。一旦它们回到其原始轨道，就会以光的形式释放少量能量。这种释放被称为荧光。

荧光矿物 - 发光的岩石

释放的光通常与矿物所暴露的光源的波长不同。这就是矿物颜色发生变化的原因。只要矿物被发出适当波长的适当光线照射，岩石就会持续发光。

荧光矿物的历史

荧光矿物的历史非常有趣，可以追溯到¹⁹世纪。第一个观察到这种现象的人是乔治·加布里埃尔·斯托克斯 (George Gabriel Stokes)，时间是 1852 年。他发现萤石能够发出蓝色光芒，这种光芒远远超出了色谱中的紫光。这就是“荧光”一词的由来。从那时起，该术语已在生物学、光学、矿物学和宝石学等广泛的学科和学科中广为人知。

大多数矿物本身不具有明显的荧光特性，这就是这些矿物如此独特的原因。只有大约 15% 的矿物具有肉眼可见的荧光特性。即便如此，这一比例中的一些矿物也可能不会发出容易看到的荧光。荧光通常发生在矿物中存在“活化剂”时。这些活化剂是特定的杂质，通常由钨、钼、铅、硼、钛、锰和铀等金属的阳离子组成。稀土元素也已知具有荧光特性，其中包括铕、铽和钇等矿物。其他可能表现出荧光特性的矿物是结构中含有杂质的矿物。

荧光矿物 - 发光的岩石

如果活化剂不是合适的金属，某些矿物也会排斥活化剂。如果存在铁或铜，矿物可能不会发出荧光。这些金属会完全抑制荧光效果，甚至可以完全消除荧光效果。如果您想自己尝试荧光实验，您必须确保这些金属始终远离矿物。最好坚持使用上面列出的金属，以获得惊人的效果。

矿物荧光色

一般来说，矿物只会发出一种颜色的荧光，但有些矿物已知会发出不止一种颜色的荧光。例如，方解石在荧光期间会发出红色、蓝色、白色、粉色、绿色和橙色。矿物也可以在同一个样本中显示出不同的颜色。这些矿物呈带状，通常显示出来自母体矿物的几个生长阶段，母体矿物具有不同的结构和变化的成分。许多矿物在不同类型的紫外线下会发出不同的颜色。在短波紫外线下，它发出的颜色可能与在长波紫外线下发出的颜色不同。

荧光矿物 - 发光的岩石

许多含有萤石的标本都具有强烈的荧光，观察者可以将其带到户外阳光下，然后再回到阴凉处观察它产生的颜色。萤石通常在长波和短波光下发出蓝光，但也有发乳白色或白色的情况。让矿物发出荧光的最佳方法是使用紫外线和黑暗环境。您也可以使用用于矿物研究的科学级灯，但这些灯不像紫外线灯那样容易或便宜。无论您选择使用哪种灯，请记住确保您使用适当的护目镜，并避免将紫外线直接照射到皮肤上，因为这可能会导致晒伤。

在当今的现代世界中，这些“发光岩石”的进步可用于矿物学甚至岩石学领域的科学目的。地质学家可以通过让少量紫外线照射到开口处并观察其发出的光来在石头中找到某些类型的油。这些小矿物只需让它们的颜色发光就能照亮我们的整个世界。