Tartalom
- Mi az a fluoreszcens ásvány?
- Részletesebben a fluoreszcencia
- Hány ásvány fluoreszkál ultraibolya fényben?
- Fluor: az eredeti "fluoreszkáló ásvány"
- Fluoreszkáló geodák?
- Lámpák fluoreszkáló ásványok megtekintéséhez
- Egyéb lumineszcencia tulajdonságok
Fluoreszkáló ásványok: Az egyik leglátványosabb múzeumi kiállítás egy sötét szoba, amely fluoreszkáló kőzetekkel és ásványi anyagokkal tele van ultraibolya fénnyel megvilágítva. Csodálatos élénk színekkel ragyognak - éles ellentétben a sziklák színével normál megvilágítás mellett. Az ultraibolya fény aktiválja ezeket az ásványokat, és ideiglenesen különféle színű látható fényt bocsát ki őket. Ezt a fénykibocsátást fluoreszcenciaként hívják. A fenti csodálatos fénykép fluoreszkáló ásványok gyűjteményét mutatja. Dr. Hannes Grobe készítette, és része a Wikimedia Commons gyűjteménynek. A fényképet itt használjuk a Creative Commons licenc alatt.
Fluoreszkáló ásványi kulcs: Ez a vázlat az oldal tetején található nagyméretű színes kép fluoreszkáló kőzeteinek és ásványainak kulcsa. Az egyes minták fluoreszkáló ásványai a következők: 1. Cerussite, Barite - Marokkó; 2. Scapolite - Kanada; 3. Hardystonit (kék), kalcit (piros), Willemite (zöld) - New Jersey; 4. Dolomit - Svédország; 5. Ádám - Mexikó; 6. Scheelite - ismeretlen település; 7. Achát - Utah; 8. Tremolit - New York; 9. Willemite - New Jersey; 10. Dolomit - Svédország; 11. Fluor, Kalcit - Svájc; 12. Kalcit - Románia; 13. Rhyolite - ismeretlen helység; 14. Dolomit - Svédország; 15. Willemite (zöld), kalcit (piros), Franklinite, Rhodonite - New Jersey; 16. eukriptit - Zimbabwe; 17. Kalcit - Németország; 18. Kalcit egy septáriánus csomóban - Utah; 19. Fluor - Anglia; 20. Kalcit - Svédország; 21. Kalcit, Dolomit - Szardínia; 22. Cseppkövek - Törökország; 23. Scheelite - ismeretlen település; 24. Aragonit - Szicília; 25. Benitoite - Kalifornia; 26. Quartz Geode - Németország; 27. Dolomit, vasérc - Svédország; 28. ismeretlen; 29. Szintetikus korund; 30. Powellite - India; 31. Hialit (opál) - Magyarország; 32. Vlasovite Eudyalite-ban - Kanada; 33. Spar Calcite - Mexikó; 34. Manganokalcit? - Svédország; 35. Klinohidrit, Hardystonit, Willemite, Kalcit - New Jersey; 36. Kalcit - Svájc; 37. Apatite, Diopside - Egyesült Államok; 38. Dolostone - Svédország; 39. Fluor - Anglia; 40. Manganokalcit - Peru; 41. Hemimorfit és Sphalerite a gangue-ban - Németország; 42. ismeretlen; 43. ismeretlen; 44. ismeretlen; 45. Dolomit - Svédország; 46. Halcedónia - ismeretlen helység; 47 Willemite, Kalcit - New Jersey. Ezt a képet Dr. Hannes Grobe készítette, és a Wikimedia Commons kollekció része. Itt a Creative Commons licenc alatt használják.
Mi az a fluoreszcens ásvány?
Minden ásványi anyag képes visszaverni a fényt. Ez teszi őket láthatóvá az emberi szem számára. Egyes ásványok érdekes fizikai tulajdonságokkal rendelkeznek, amelyeket "fluoreszcencia" néven ismertek. Ezek az ásványok képesek ideiglenesen egy kis mennyiségű fényt elnyelni, és később egy kis hullámhosszú kis mennyiségű fényt bocsátanak ki később. Ez a hullámhossz-változás az ásvány átmeneti színváltozását okozza az emberi megfigyelő szemében.
A fluoreszkáló ásványok színváltozása akkor a leglátványosabb, ha azokat sötétben ultraibolya fény (amely az emberek számára nem látható) megvilágítják, és látható fényt bocsátanak ki. A fenti fénykép példa erre a jelenségre.
Hogyan működik a fluoreszcencia: A diagram azt mutatja, hogy a fotonok és az elektronok hogyan hatnak kölcsönhatásba a fluoreszcencia jelenség előállításához.
Részletesebben a fluoreszcencia
Az ásványokban a fluoreszcencia akkor fordul elő, amikor a mintát megvilágítják meghatározott fény hullámhosszaival. Az ultraibolya (UV) fény, a röntgen és a katód sugarak a tipikus fénytípusok, amelyek kiváltják a fluoreszcenciát. Az ilyen típusú fények képesek az érzékeny elektronok gerjesztésére az ásvány atomszerkezetében. Ezek a gerjesztett elektronok átmenetileg egy magasabb pályára ugornak az ásványok atomstruktúrájában. Amikor ezek az elektronok visszaesnek az eredeti pályájához, kis mennyiségű energia szabadul fel fény formájában. Ezt a fénykibocsátást fluoreszcenciának nevezzük.
A fluoreszkáló ásványból felszabaduló fény hullámhossza gyakran határozottan különbözik a beeső fény hullámhosszától. Ez láthatóan megváltoztatja az ásvány színét. Ez a "fény" addig folytatódik, amíg az ásványt megvilágítják a megfelelő hullámhosszú fény.
Hány ásvány fluoreszkál ultraibolya fényben?
A legtöbb ásványi anyag nem észlelhető fluoreszcenciát mutat. Az ásványoknak csak körülbelül 15% -a rendelkezik az emberek számára látható fluoreszcenciával, és ezeknek az ásványoknak néhány példánya nem fluoreszkál. A fluoreszcencia általában akkor fordul elő, amikor az ásványon belül "aktivátorok" néven ismert szennyeződések vannak jelen. Ezek az aktivátorok általában fémek kationjai, például: volfrám, molibdén, ólom, bór, titán, mangán, urán és króm. A ritkaföldfémek, például az európium, a terbium, a diszprózium és az ittrium szintén ismertek a fluoreszcencia jelenségben. A fluoreszcenciát kristályszerkezeti hibák vagy szerves szennyeződések is okozhatják.
Az "aktivátor" szennyeződéseken kívül néhány szennyeződés tompítja a fluoreszcenciát. Ha szennyeződésként vas vagy réz van jelen, csökkenthetik vagy kiküszöbölhetik a fluoreszcenciát. Ezenkívül, ha az aktivátor ásványi anyag nagy mennyiségben van jelen, ez csökkentheti a fluoreszcenciahatást.
A legtöbb ásványi anyag egyszínű. Más ásványok többféle színű fluoreszcenciát mutatnak. A kalcitról ismert, hogy a vörös, kék, fehér, rózsaszín, zöld és narancs fluoreszkálja. Néhány ásványról ismert, hogy egyetlen mintában több színű fluoreszcenciát mutat. Ezek lehetnek szalagos ásványok, amelyek több növekedési stádiumot mutatnak a változó összetételű szülőoldatokból. Számos ásványi anyag egy színét rövidhullámú UV-fényben, egy másik pedig hosszúhullámú UV-fényben fluoreszkál.
Fluorit: Fluoritos minták száríthatók normál fényben (felül) és rövidhullámú ultraibolya fényben (alul). A fluoreszcencia úgy tűnik, hogy kapcsolatban áll az ásványok színével és sávszerkezetével tiszta fényben, ami összefüggésben lehet azok kémiai összetételével.
Fluor: az eredeti "fluoreszkáló ásvány"
Az egyik legfontosabb ember, aki 1852-ben megfigyelte az ásványok fluoreszcenciáját, George Gabriel Stokes. Megállapította, hogy a fluorit képes kék fényt kelteni, ha láthatatlan fénnyel világít "a spektrum lila végén". Ezt a jelenséget az ásványi fluorit után "fluoreszcenciának" nevezte. A név széles körben elfogadottá vált az ásványtan, a gemológia, a biológia, az optika, a világítás és sok más terület területén.
Számos fluortartalmú minta elegendően erős fluoreszcenciával rendelkezik, így a megfigyelő ki tudja őket vinni kívülről, napfényben tarthatja, majd árnyékba helyezheti és láthatja a színváltozást. Csak néhány ásványi anyag rendelkezik ilyen szintű fluoreszcenciával. A fluorit általában kék-lila színű, rövid- és hosszúhullámú fényben. Néhány példányról ismert, hogy krém vagy fehér színű. Sok minta nem fluoreszkál. Úgy gondolják, hogy a fluoritban a fluoreszcenciát ittrium, európium, szamárium vagy szerves anyag jelenléte okozza aktivátorként.
Fluoreszkáló Dugway geód: Sok Dugway geodák fluoreszkáló ásványokat tartalmaznak és látványos kijelzőt produkálnak UV-fény alatt! Minta és fotók: SpiritRock Shop.
Fluoreszkáló geodák?
Meglepődhet, ha megtudja, hogy néhány ember fluoreszkáló ásványokkal rendelkező geodákat talált benne. A dugwayi geodák egy részét, amelyeket az Utah-i Dugway közösség közelében találtak, chalcedónnal bélelték, amely lime-zöld fluoreszcenciát vált ki, amelyet nyomokban jelenlévő urán okoz.
A Dugway geodák egy másik okból csodálatosak. Több millió évvel ezelőtt alakultak ki egy riolit ágy gázzsebében. Aztán, körülbelül 20 000 évvel ezelőtt, a hullámkezelés elrontotta őket egy jégtó partja mentén, és több mérföldre szállították oda, ahol végül a tó üledékeiben pihentek. Manapság az emberek feltárják és hozzáadják geodézis és fluoreszkáló ásványgyűjteményekhez.
UV lámpák: Három hobbi-kategóriájú ultraibolya lámpa fluoreszcens ásványi anyagok megtekintéséhez. Bal felső sarokban egy kicsi "zseblámpa" típusú lámpa, amely hosszúhullámú UV-fényt bocsát ki, és elég kicsi ahhoz, hogy könnyen beférjen a zsebébe. Jobb felső sarokban egy kicsi hordozható rövidhullámú lámpa. Az alsó lámpa mind hosszú, mind rövidhullámú fényt bocsát ki. A két ablak vastag üvegszűrő, amely kiküszöböli a látható fényt. A nagyobb lámpa elég erős ahhoz, hogy fényképeket készítsen. Az UV-lámpával való munka során mindig viseljen UV-blokkoló szemüveget vagy szemüveget.
Lámpák fluoreszkáló ásványok megtekintéséhez
A fluoreszcens ásványok megkereséséhez és tanulmányozásához használt lámpák nagyon különböznek az újdonságboltokban forgalmazott ultraibolya lámpáktól (úgynevezett "fekete fények"). Az újdonság-tároló lámpák két okból nem alkalmasak ásványi anyagok tanulmányozására: 1) hosszú hullámú ultraibolya fényt bocsátanak ki (a legtöbb fluoreszcens ásvány reagál a rövidhullámú ultraibolya); és 2) jelentős mennyiségű látható fényt bocsátanak ki, amely akadályozza a pontos megfigyelést, de nem jelent problémát az újszerű felhasználás szempontjából.
A tudományos színvonalú lámpákat számos különféle hullámhosszon gyártják. A fenti táblázat felsorolja azokat a hullámhossz-tartományokat, amelyeket leggyakrabban használnak a fluoreszcens ásványok vizsgálatához, és azok általános rövidítéseit.
Két kiváló bevezető könyv a fluoreszkáló ásványokról: A fluoreszcens ásványok gyűjtése és a fluoreszcens ásványok világa, mind Stuart Schneider. Ezek a könyvek könnyen érthető nyelven vannak írva, és mindegyiknek fantasztikus színes fényképei vannak, amelyek normál fényben fluoreszkáló ásványokat és ultraibolya fény különböző hullámhosszait mutatják. Kiválóan alkalmasak a fluoreszcens ásványok megismerésére és értékes referenciakönyvekként szolgálnak.
Egyéb lumineszcencia tulajdonságok
A fluoreszcencia egyike azon lumineszcencia tulajdonságoknak, amelyek egy ásványi anyagot felmutathatnak. Egyéb lumineszcencia tulajdonságok a következők:
foszforeszcenciaFluoreszcencia esetén a bejövő fotonok által gerjesztett elektronok magasabb energiaszintre ugrnak fel és egy másodperc apró részén ott maradnak, mielőtt visszamennek a talajállapotba és fluoreszcens fényt bocsátanak ki. A foszforeszcencia során az elektronok hosszabb ideig izgatott állapotban maradnak az orbitálban, mielőtt leesnének. A fluoreszcenciás ásványok leállnak, ha a fényforrás kikapcsol. A foszforeszkáló ásványok rövid ideig izzhatnak, miután a fényforrást kikapcsolták. Az ásványi anyagok, amelyek néha foszforeszkálnak, magukban foglalják a kalcitet, celeszitet, kolemanitot, fluoritot, szfaleritet és willemitt.
termolumineszcenciaA termoluminiszcencia egy ásványi anyag azon képessége, hogy kis mennyiségű fényt bocsásson ki hevítéskor. Ez a hevítés akár 50-200 Celsius fokos hőmérsékleten is lehet - ez jóval alacsonyabb, mint az izzólámpa hőmérséklete. Az apátit, a kalcit, a klorofán, a fluorit, a lepidolit, a szpolit és a néhány földpát időnként hőcsillapító.
tribolumineszcenciaEgyes ásványok fényt bocsátanak ki, amikor mechanikai energiát alkalmaznak rájuk. Ezek az ásványi anyagok ragyognak, amikor ütés, összetörés, karcolás vagy törés történik. Ez a fény annak következménye, hogy a kötések megszakadnak az ásványi szerkezetben. A kibocsátott fény mennyisége nagyon kicsi, és gyakran szükség van gondos megfigyelésre sötétben. Azok az ásványi anyagok, amelyek néha tribolumineszcenciát mutatnak, az ambligonit, kalcit, fluorit, lepidolit, pektolit, kvarc, szfalerit és néhány földpát.