中文名:淺談螢光礦物
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後設資料
- 資料識別：
- 系統編碼:0b00000181e97d6f
- 資料類型：
- 紀錄類別:地質學習資源
- 著作者：
- 作者:何恭算
- 主題與關鍵字：
- 主題:地質
- 描述：
- 簡介: 在自然界中孕育出許許多多各式各樣、色彩繽紛的礦物，為我們所居住的大地彩繪得更加亮麗。在眾多的礦物種類裡，色彩多變的螢光礦物總是那麼引人側目與好奇。 何謂螢光礦物？ 在19世紀初期，史托克斯（George Stokes）便曾記載，當螢石（Fluorite）受到太陽光照射時，便會發出一種藍色的光芒，他將此種會發光的現象稱之為螢光（Fluorescence）。事實上，自然界中具有螢光特性的礦物並不侷限於螢石一種。當我們用紫外線或X射線照射時，有些礦物也會散發出不同的色彩，而且射源能量不同，部分礦物所呈現的顏色也會改變。到底螢光是如何產生的？常見的螢光礦物又有哪些？這是本篇所要介紹的重點。 欲揭開螢光礦物的神秘面紗，首先必需由組成礦物的基本結構談起。我們深知構成物質最基本的單元是原子，而原子是由原子核和環繞外圍的電子所組成。通常電子所繞行的軌域可分為數層，每層都有固定的能階，而且離原子核愈遠，能階愈高。 螢光礦物通常含有過渡性元素，其原子中的電子受到如紫外線等高能量照射時會吸收能量，並從低能階軌域（基態）躍升到高能階軌域（激發態）。由於處在激發態的電子極不穩定，因此，電子很快會移回到原有軌域，並釋放出能量。因為從基態至激發態過程中部分能量轉換為熱能而消耗，所以電子從高能階軌域折回低能階軌域所釋出的能量，其波長較原入射的紫外線為長。如果波長剛好落在可見光的範圍內，那麼，該礦物就會發出肉眼看得見的色光，是為螢光（圖1）；而具有這種特性的礦物，我們稱之為螢光礦物。 一般的螢光礦物，在激發光源撤除後，發光會立即停止。但是有些礦物在激發光源撤除後，發光尚能維持一段時間，我們稱它為燐光。有些礦物發出的燐光僅能維持數秒鐘，有的則可持續一段很長的時間。 常見的螢光礦物 世界各地所產重要的螢光礦物約有四、五十種之多，限於篇幅，無法一一介紹。本文僅將常見的幾種，敘述如后，以供參考： (1)方解石（Calcite）是最普通的一種螢光礦物。螢光的色彩涵蓋彩虹中所有的顏色，其中以含錳元素所展現的紅色或粉紅色最為常見（圖2）。美國德州Terlingua地區水銀礦內所產的方解石，在紫外線短波段（100-3000A）下呈現藍色或紫色的燐光；而在紫外線長波段（3000-4000A）下則顯現出亮麗的粉紅色螢光，最具特色。 (2)矽鋅礦（Willemite）是一種重要的鋅礦來源。在美國紐澤西州Franklin地區的鋅礦礦區中，矽鋅礦具有最明亮而耀眼的螢光，極富盛名。其螢光多呈綠或黃綠色（圖2），少數標本呈現黃色。 (3)白鎢礦（Scheelite）的螢光顏色會隨鉬含量多寡而改變。在紫外線短波段下，若質純時，呈現之螢光為藍白色；含少量鉬元素時，變為白色；鉬含量增多，則轉為黃色。白鎢礦是一種極富經濟價值的「鎢」的重要來源。因鎢耐高溫且不易熔化，所以廣泛被應用在燈泡的鎢絲方面，另外，在製造高速切割工具上，也是一項重要的成分。因白鎢礦的外觀多呈白、乳黃或灰色，在岩石中與其他礦物甚難分辨，因此，在第二次世界大戰鎢礦短缺之際，美國為尋找鎢礦礦源，便利用紫外線在美西一帶從事白鎢礦的探勘工作。 (4)螢石可做為煉鋼的助熔劑，係最為人知的一種螢光礦物。事實上，螢光一詞乃源自螢石這種礦物。藍色是最普遍的一種螢光色彩，尤其是在紫外線長波段照射下，藍色螢光特別顯眼。另外，有些標本也會呈現白色或乳黃色的螢光。 美國紐澤西州Franklin地區較知名的螢光礦物包括磷灰石（Apatite）、霰石（Aragonite）、斧石（Axinite）、方解石、剛玉（Corundum）、透輝石（Diopside）、螢石、水鋅礦（Hydrozincite）、閃鋅礦（Sphalerite）、矽鋅礦、矽灰石（Wollastonite）等二十餘種，不但種類多，而且許多礦物具有鮮豔亮麗的螢光色彩，繽紛的螢光世界，著實令人嚮往。 您想目睹螢光礦物如何變臉嗎？變臉之後是呈紅色？黃色？還是綠色？本館地球環境廳地下樓「大地的結晶——礦物展示」中的「螢光」單元，陳列了6件內含方解石、矽鋅礦、水砷鋅礦（Adamite）等具螢光特性的標本，值得您一探究竟。圖2.螢光礦物分別在自然光（A、C）及紫外線（B、D）照射下，呈現出不同的色彩。方解石受到紫外線短波段（2537A）燈源照射時，由原來的白色轉為紅色；而矽鋅礦則從褐色變為綠色。 出處：國立自然科學博物館館訊，1999年，第135期，第5頁。
- 出版者：
- 數位化執行單位:國立自然科學博物館（http://www.nmns.edu.tw/）
- 來源：
- 數位化單位:國立自然科學博物館地質學組礦物
- 管理權：
- 典藏單位:國立自然科學博物館
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- 鍾舜丞
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