Mineral dan Batu Pendarfluor: Mereka Merenung di bawah Lampu UV!

Kandungan

• Apakah Mineral Pendarfluor?
• Pendarfluor dalam Butiran Lebih Lanjut
• Berapa Banyak Fluoreset Mineral dalam Lampu UV?
• Fluorit: Asal "Mineral Pendarfluor"
• Geodi pendarfluor?
• Lampu untuk Melihat Mineral Pendarfluor
• Hartanah Luminescence lain

Mineral pendarfluor: Salah satu pameran muzium yang paling menakjubkan ialah bilik gelap yang dipenuhi dengan batu-batu dan bahan-bahan pendarfluor yang diterangi dengan cahaya ultraviolet. Mereka bercahaya dengan pelbagai warna yang luar biasa - bertentangan dengan warna batu di bawah keadaan pencahayaan normal. Cahaya ultraviolet mengaktifkan mineral ini dan menyebabkan mereka untuk sementara memancarkan cahaya yang kelihatan pelbagai warna. Pelepasan cahaya ini dikenali sebagai "pendarfluor." Gambar indah di atas menunjukkan koleksi mineral pendarfluor. Ia dicipta oleh Dr Hannes Grobe dan merupakan sebahagian daripada koleksi Wikimedia Commons. Foto ini digunakan di sini di bawah lesen Creative Commons.

Kunci mineral pendarfluor: Lakaran ini adalah kunci kepada batuan dan mineral fluorescent dalam imej warna yang besar di bahagian atas halaman ini. Galian fluoresen dalam setiap spesimen adalah: 1. Cerussite, Barite - Maghribi; 2. Scapolite - Kanada; 3. Hardystonite (biru), Calcite (merah), Willemite (hijau) - New Jersey; 4. Dolomit - Sweden; 5. Adamite - Mexico; 6. Scheelite - kawasan tidak diketahui; 7. Agate - Utah; 8. Tremolite - New York; 9. Willemite - New Jersey; 10. Dolomite - Sweden; 11. Fluorite, Calcite - Switzerland; 12. Calcite - Romania; 13. Rhyolite - kawasan tidak diketahui; 14. Dolomit - Sweden; 15. Willemite (hijau), Calcite (merah), Franklinite, Rhodonite - New Jersey; 16. Eucryptite - Zimbabwe; 17. Calcite - Jerman; 18. Calcite dalam nodule Septano - Utah; 19. Fluorit - England; 20. Calcite - Sweden; 21. Calcite, Dolomite - Sardinia; 22. Dripstones - Turkey; 23. Scheelite - locality unknown; 24. Aragonite - Sicily; 25. Benitoite - California; 26. Quartz Geode - Jerman; 27. Dolomit, Bijih Besi - Sweden; 28. Tidak diketahui; 29. Corundum sintetik; 30. Powellite - India; 31. Hyalite (opal) - Hungary; 32. Vlasovite dalam Eudyalite - Kanada; 33. Spar Calcite - Mexico; 34. Manganocalcite? - Sweden; 35. Clinohydrite, Hardystonite, Willemite, Calcite - New Jersey; 36. Calcite - Switzerland; 37. Apatite, Diopside - Amerika Syarikat; 38. Dolostone - Sweden; 39. Fluorite - England; 40. Manganocalcite - Peru; 41. Hemimorphite dengan Sphalerite di gangue - Jerman; 42. Tidak diketahui; 43. Tidak diketahui; 44. Tidak diketahui; 45. Dolomite - Sweden; 46. ​​Chalcedony - tempat yang tidak dikenali; 47 Willemite, Calcite - New Jersey. Imej ini dihasilkan oleh Dr. Hannes Grobe dan merupakan sebahagian daripada koleksi Wikimedia Commons. Ia digunakan di sini di bawah lesen Creative Commons.

Apakah Mineral Pendarfluor?

Semua mineral mempunyai keupayaan untuk mencerminkan cahaya. Itulah yang menjadikan mereka kelihatan kepada mata manusia. Sesetengah mineral mempunyai sifat fizikal yang dikenali sebagai "pendarfluor". Galian-galian ini mempunyai keupayaan untuk menyerap sebilangan cahaya sedikit untuk sementara dan melepaskan sedikit cahaya cahaya panjang gelombang yang berbeza. Perubahan panjang gelombang menyebabkan perubahan warna sementara mineral di mata pemerhati manusia.

Perubahan warna bagi bahan pendarfluor adalah paling luar biasa apabila ia diterangi dalam kegelapan oleh cahaya ultraviolet (yang tidak dapat dilihat oleh manusia) dan mereka melepaskan cahaya yang kelihatan. Gambar di atas adalah contoh fenomena ini.

Bagaimana kerja pendarfluor: Rajah yang menunjukkan bagaimana foton dan elektron berinteraksi untuk menghasilkan fenomena pendarfluor.

Pendarfluor dalam Butiran Lebih Lanjut

Pendarfluor dalam galian berlaku apabila spesimen diterangi dengan panjang gelombang tertentu cahaya. Sinaran ultraviolet (UV), sinar-x, dan sinar katod adalah jenis cahaya biasa yang mencetuskan pendarfluor. Jenis cahaya ini mempunyai keupayaan untuk merangsang elektron yang terdedah dalam struktur atom mineral. Ini elektron teruja untuk sementara melompat ke orbital yang lebih tinggi dalam struktur atom mineral. Apabila elektron tersebut jatuh ke orbital asalnya, sedikit tenaga dilepaskan dalam bentuk cahaya. Pelepasan cahaya ini dikenali sebagai pendarfluor.

Panjang gelombang cahaya yang dilepaskan dari mineral fluoresen sering berbeza dengan panjang gelombang cahaya insiden. Ini menghasilkan perubahan yang jelas dalam warna mineral. "Cahaya" ini berterusan selagi mineral diterangi dengan cahaya panjang gelombang yang betul.

Berapa Banyak Fluoreset Mineral dalam Lampu UV?

Kebanyakan mineral tidak mempunyai pendarfluor yang ketara. Hanya kira-kira 15% mineral yang mempunyai pendarfluor yang dapat dilihat oleh orang, dan beberapa spesimen mineral tersebut tidak akan menjadi fluoresce. Pendarfluor biasanya berlaku apabila kekotoran tertentu yang dikenali sebagai "pengaktif" hadir dalam mineral. Pengaktif ini biasanya kation logam seperti: tungsten, molibdenum, plumbum, boron, titanium, mangan, uranium, dan kromium. Unsur-unsur nadir bumi seperti europium, terbium, dysprosium, dan yttrium juga diketahui menyumbang kepada fenomena pendarfluor. Pendarfluor juga boleh disebabkan oleh kecacatan struktur kristal atau kekotoran organik.

Selain kekotoran "pengaktif", beberapa kekotoran mempunyai kesan melembapkan pada pendarfluor. Sekiranya besi atau tembaga hadir sebagai kekotoran, mereka boleh mengurangkan atau menghapuskan pendarfluor. Tambahan pula, jika mineral pengaktif berada dalam jumlah yang besar, ia dapat mengurangkan kesan pendarfluor.

Kebanyakan mineral fluoresce satu warna. Galian lain mempunyai pelbagai warna pendarfluor. Calcite telah dikenali sebagai fluoresce merah, biru, putih, merah jambu, hijau, dan oren. Sesetengah mineral diketahui mempamerkan pelbagai warna pendarfluor dalam spesimen tunggal. Ini boleh dibentuk mineral yang mempamerkan beberapa peringkat pertumbuhan dari penyelesaian induk dengan mengubah komposisi. Banyak mineral fluoresce satu warna di bawah cahaya UV gelombang pendek dan satu lagi warna di bawah cahaya UV gelombang panjang.

Fluorit: Tumpukan spesimen fluorit dalam cahaya biasa (atas) dan di bawah cahaya ultraviolet pendek (bawah). Pendarfluor tampaknya berkaitan dengan struktur warna dan banding mineral dalam cahaya terang, yang mungkin berkaitan dengan komposisi kimia mereka.

Fluorit: Asal "Mineral Pendarfluor"

Salah satu orang pertama yang memerhatikan pendarfluor dalam mineral adalah George Gabriel Stokes pada tahun 1852. Dia menyatakan keupayaan fluorit untuk menghasilkan cahaya biru apabila diterangi dengan cahaya yang tidak kelihatan "di luar hujung spektrum ungu". Dia memanggil fenomena ini "pendarfluor" selepas fluorite mineral. Nama ini telah diterima luas dalam bidang mineralogi, gemologi, biologi, optik, pencahayaan komersil dan banyak bidang lain.

Ramai spesimen fluorit mempunyai pendarfluor yang cukup kuat bahawa pemerhati boleh membawa mereka keluar, memegang mereka di bawah sinar matahari, kemudian memindahkan mereka ke tempat teduh dan melihat perubahan warna. Hanya beberapa mineral yang mempunyai tahap pendarfluor ini. Fluorit biasanya memancarkan warna biru-ungu di bawah gelombang pendek dan gelombang longwave. Sesetengah spesimen diketahui berseri krim atau warna putih. Ramai spesimen tidak menyala. Pendarfluor dalam fluorit dianggap disebabkan oleh kehadiran yttrium, europium, samarium atau bahan organik sebagai pengaktif.

Fluorescent Dugway Geode: Banyak geod Dugway mengandungi mineral pendarfluor dan menghasilkan paparan yang luar biasa di bawah cahaya UV! Spesimen dan gambar oleh Shop SpiritRock.

Geodi pendarfluor?

Anda mungkin terkejut apabila mengetahui bahawa sesetengah orang telah menemui geodes dengan mineral pendarfluor di dalamnya. Beberapa geod Dugway, yang terdapat berhampiran komuniti Dugway, Utah, dipenuhi dengan chalcedony yang menghasilkan pendarfluor limau-hijau yang disebabkan oleh sejumlah uranium.

Geod Dugway sangat menarik kerana sebab lain. Mereka terbentuk beberapa juta tahun yang lalu di dalam kantung gas katil rhyolite. Kemudian, kira-kira 20,000 tahun yang lalu mereka terhakis oleh tindakan gelombang di sepanjang garis pantai tasik glasier dan diangkut beberapa batu ke mana akhirnya mereka berehat di sedimen lasik. Hari ini, orang menggali mereka dan menambahnya kepada koleksi mineral geod dan pendarfluor.

Lampu UV: Tiga lampu ultraviolet kelas hobi yang digunakan untuk tontonan mineral pendarfluor. Di sebelah kiri bahagian atas adalah lampu gaya "lampu suluh" kecil yang menghasilkan cahaya UV gelombang panjang dan cukup kecil untuk dimuatkan dengan mudah di dalam saku. Di sebelah kanan sebelah kanan adalah lampu gelombang pendek mudah alih yang kecil. Lampu di bahagian bawah menghasilkan kedua gelombang panjang dan gelombang pendek gelombang. Kedua-dua tingkap adalah penapis kaca tebal yang menghilangkan cahaya yang kelihatan. Lampu yang lebih besar cukup kuat untuk digunakan dalam mengambil gambar. Cermin mata UV atau kacamata UV harus selalu dipakai apabila bekerja dengan lampu UV.

Lampu untuk Melihat Mineral Pendarfluor

Lampu yang digunakan untuk mencari dan mengkaji mineral fluoresen sangat berbeza dengan lampu ultraviolet (dipanggil "lampu hitam") yang dijual di kedai-kedai baru. Lampu penyimpanan baru tidak sesuai untuk kajian mineral kerana dua sebab: 1) mereka memancarkan cahaya ultraviolet gelombang panjang (kebanyakan mineral pendarfluor bertindak balas terhadap gelombang ultraviolet pendek); dan, 2) mereka memancarkan sejumlah besar cahaya yang kelihatan yang mengganggu pemerhatian yang tepat, tetapi tidak menjadi masalah untuk kegunaan baru.

Lampu gred saintifik dihasilkan dalam pelbagai panjang gelombang yang berbeza. Jadual di atas menyenaraikan julat panjang gelombang yang paling sering digunakan untuk kajian mineral pendarfluor dan singkatan umum mereka.

Dua buku pengenalan yang sangat baik mengenai mineral pendarfluor adalah: Mengumpul Mineral Pendarfluor dan Dunia Mineral Pendarfluor, oleh Stuart Schneider. Buku-buku ini ditulis dalam bahasa yang mudah difahami, dan masing-masing mempunyai koleksi gambar berwarna yang hebat yang menunjukkan mineral-logam pendarfluor di bawah cahaya biasa dan panjang gelombang cahaya ultraviolet yang berbeza. Mereka hebat untuk belajar tentang mineral fluorescent dan berfungsi sebagai buku rujukan yang berharga.

Hartanah Luminescence lain

Pendarfluor adalah salah satu daripada beberapa sifat pendaraban yang mungkin ditunjukkan oleh mineral. Ciri-ciri luminescence lain termasuk:

PHOSPHORESCENCE

Dalam pendarfluor, elektron yang teruja oleh foton masuk melompat ke tahap tenaga yang lebih tinggi dan kekal di sana untuk pecahan kecil sekejap sebelum jatuh kembali ke keadaan tanah dan memancarkan cahaya neon. Dalam phosphorescence, elektron kekal di orbital keadaan teruja untuk lebih banyak masa sebelum jatuh. Mineral dengan pendarfluor berhenti bercahaya apabila sumber cahaya dimatikan. Mineral dengan phosphorescence boleh bercahaya untuk masa yang singkat selepas sumber cahaya dimatikan. Mineral yang kadang-kadang berpusat termasuk kalsit, celestite, colemanite, fluorite, sphalerite, dan willemite.

THERMOLUMINESCENCE

Thermoluminescence adalah keupayaan mineral untuk memancarkan sedikit cahaya apabila dipanaskan. Pemanasan ini mungkin kepada suhu serendah 50 hingga 200 darjah Celcius - jauh lebih rendah daripada suhu incandescence. Apatit, kalsit, klorophane, fluorit, lepidolit, scapolit, dan sesetengah feldspar kadang-kadang termoluminesin.

TRIBOLUMINESCENCE

Sesetengah mineral akan memancarkan cahaya apabila tenaga mekanikal digunakan kepada mereka. Mineral-mineral ini bersinar apabila ia dilanda, dihancurkan, tercalar, atau pecah. Cahaya ini adalah hasil ikatan yang dipecah dalam struktur mineral. Jumlah cahaya yang dikeluarkan adalah sangat kecil, dan pemerhatian yang teliti dalam kegelapan sering diperlukan. Mineral yang kadang-kadang memaparkan triboluminescence termasuk amblygonite, calcite, fluorite, lepidolite, pectolite, kuarza, sphalerite, dan beberapa feldspar.