会“发光”的石头
你见过会发光的石头吗?
在山西地质博物馆“物华天宝”展厅的一个矿物展柜里,近五十颗奇形怪状的石头发出或明或暗、色彩不一的光芒,像灯光下动物的眼睛,又像暗夜里的星星,可是如此比喻又不足以表达它的异彩纷呈,这光芒神秘而奇幻,引得我睁大了眼睛——究竟是些什么宝贝呢,居然能发光?
原来这些会发光的宝贝是荧光矿物,其发光原理,简单地说,就是矿物晶格吸收了较高的外加能量(如紫外线、X射线等不可见光)后,以较低能量(可见光)的形式再发射出来。如此说来,展柜四周的紫外灯也是奥秘所在,如果关掉紫外灯,这些宝贝看上去与普通石头并无二异。
目前全世界发现的矿物有5000多种,但具有荧光性的仅200种左右,比较常见的有方解石、白钨矿、玉滴石等。
最漂亮的是一块产自美国的方解石,红绿黑相间,奇丽无比,它的红光来自方解石,绿光来自硅锌矿,不发光的黑斑是锌铁尖晶石。因为其红绿色荧光对比鲜明,因而被称作“圣诞方解石”,被人们视为荧光矿物的标杆。
在这个展柜里,红光、黄光、绿光、紫光……绚烂一片,荧光矿物何以会发出不同色彩的荧光呢?原因是荧光矿物中所含的“激活剂”不同。激活剂大多是过渡元素,其中尤以稀土元素和某些锕系元素最为主要。正是这些激活剂的含量和种类不同,造成荧光矿物不同的亮度和色彩。某些矿物发光只有一种颜色,而某些矿物因为同时具有多种激活剂,各种激活剂形成不同的组合,因此,不同地区出产的同种矿物,可以发出强度不同、颜色多样的荧光。反之,同种激活剂在不同矿物中可能引起不同颜色的荧光,当然,不同的矿物也可能出现近似的荧光。
小时候听老人们讲夜明珠的故事,很以为神奇。其实夜明珠与荧光矿物的发光原理相似,也是在外加能量的激发下发光,所不同的是,当外加能量消除时,荧光矿物立即停止发光,而夜明珠的发光现象仍能持续一段时间。
矿物的荧光性不仅在视觉上能带给人们享受,在日常生活中也多有应用,比如荧光灯、荧光屏、荧光笔、应急通道标识、防伪标记等等,在医学、材料学、航天学、工程学等高科技领域也有研究价值。
怎么样,这些会发光的石头很神奇吧。