在紫外燈下會發光的石頭

礦物的發光現象

在很早以前就引起了人們的注意

史前炎帝時期

神農氏有石球之王號稱“

夜礦

”

春秋戰國時代的“

懸黎

”和“

垂棘之璧

”

其實就是古代傳說中的“

”

“夜明珠”的發光原理就與熒光礦物相似

都是在外加能量的照射下

能夠

最終

夜明珠

但兩者的最大區別是

當外加能量停止激發時

熒光礦物的發光現象即刻消失

稱為礦物的“

吸收、儲存、傳遞和轉換能量

以可見光的形式發射出來

”

而“夜明珠”的發光現象仍能保持一段時間

稱為“

熒光性

”

具有熒光特性的礦物就是本文的主角

熒光礦物

熒光產生的原理是

外加能量會將礦物晶體結構中的外層電子

從

磷光性

激發到能量較高的

基態

但有些電子積極性沒那麼強

就以較低的激發態存在

根據能量最低原理

能量越低越穩定

所以當這些電子回落到較低激發態或基態時

就會發射出光子

如果這兩種激發態之間的能量間隔

相當於某種可見光子的能量

就會發射出對應顏色的可見光

熒光現象在自然界中還是很常見的

小時候常見的螢火蟲

以及烏賊、水母、真菌、細菌等

都會利用自身一些發光細胞的生化反應

發出

還有極光也是高層大氣中的螢光現象

而礦物的熒光世界更加神秘生動

使我們對其充滿嚮往

熒光性在礦物中是一種較為普通的現象

但並不是所有礦物都能發出熒光

目前為止

全世界已經發現的礦物有5000多種

但具有熒光性的礦物僅

激發態

左右

但大部分熒光礦物

在非熒光狀態下並不奪人眼球

甚至和普通的石頭一樣

例如下面這塊

“

生物熒光

”

哪有聖誕的氣氛

就是家裡的瓷磚嘛

但在短波紫外光的照射下

真正的面目才顯露出來

發出紅色熒光

發出綠色熒光

紅配綠對比強烈

再加上沒有熒光的

非常具有聖誕節的氛圍

“聖誕方解石”名副其實

那麼熒光的顏色是由什麼決定的呢

實驗證明

大多數成分純淨的礦物是不發光的

我們看到的熒光礦物所發出的不同顏色的光

是由於礦物中含有的

200種

決定的

它們被稱為“

聖誕方解石

”

大多是過渡金屬元素

尤其是稀土元素（鑭、鈰、鐠、釹等）

和一些錒系元素（比如鈾）

以

方解石

為例

紫外線下發出紅色熒光和粉色熒光的

通常含有的雜質是鉛和錳

發綠色熒光的

則很可能含有鈾雜質

但有的礦物發光與雜質無關

比如只發一種光的

矽鋅礦

世界各地的白鎢礦通常在短波紫外線下

都只能發出藍白色熒光

因此，我們可以總結一下

同種礦物在不同形成環境下

可以具有強度不同且顏色多樣的熒光

所以，不同地區所出產的同種礦物

常可發生不同顏色的熒光

而不同的礦物也可以有近似的熒光

這種

黑色鋅鐵礦

就可以解釋為什麼大家手裡同樣的礦物

為什麼熒光顏色不同了

▲短波紫外線下的粒矽鎂石（黃色）、透輝石（藍色）和方解石（紅色）

礦物熒光的強弱除自身因素外

還和

微量雜質元素

有關係

在太陽光下不明顯

當暴露在

下

很多礦物就能發出可見光

紫外光很容易產生，因而比較常用

有些礦物僅僅在波長較短的紫外光下發光

另一些礦物還能在波長較長的紅外光下發光

有些在不同的光源下還能發出不一樣的光

如下圖中這塊呈淺粉紅色的

啟用劑

它在短波紫外光下能發出藍紫色熒光

在長波紫外光下能發出粉紅色的熒光

除了光照

摩擦、加熱、加壓等方式

也可以激發礦物發出熒光

所以

要想拍攝出最美的礦物晶體

這些知識點都要熟記於心哦

這些熒光礦物

可不是隨便看看那麼簡單

在日常的生產生活中可有大用途呢

比如在

工作中

因為白鎢礦和含鈾的礦物通常都有螢光性質

於是可以在夜間用手提紫外光燈照射露頭

就能查明岩石中是否有這些礦物

也能發螢光

因此用紫外光檢查鑽井帶出來的岩屑

就可以鑑定是否有石油存在的可能

在生活中常見的應急通道等標識

以及防偽標記、藥物示蹤等

醫學、材料學、航天學、工程學等領域

熒光礦物

都有重大研究價值和成果