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奇妙的礦物世界:螢光礦物(圖)

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3 c4 d) j4 _6 W. c3 J- fwww2.tvboxnow.com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。在眾多的礦物種類里,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?
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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局限於螢石一種。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。  
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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。公仔箱論壇' g: ^6 ^2 R3 v. E# ~4 s
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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。公仔箱論壇' ~" k1 \( c( z" ?" E  D  F

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一般的螢光礦物,在激發光源撤除后,發光會立即停止。但是有些礦物在激發光源撤除后,發光尚能維持一段時間,我們稱它為磷光。有些礦物發出的磷光僅能維持數秒鐘,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:
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(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磷光;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。www2.tvboxnow.com( T5 n. \% S  Y/ j, B% I2 y

1 G, N# y0 L. Q  }(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。
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. `0 K) @8 P( m, n(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。
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2 N2 y2 v# E% ~0 R公仔箱論壇(4)螢石可做為鍊鋼的助熔劑,系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。
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" I8 E) F" k0 r) q* c7 j$ F8 {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艷亮麗的螢光色彩,繽紛的螢光世界,着實令人嚮往。  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。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。. K3 S; C8 O& K/ \

6 v' ?. X; r% @+ O* r圖解:
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1 a9 {9 c6 b8 V& Y" G+ H公仔箱論壇1. 白鉛礦 Cerussite(黃色螢光)+ 重晶石 Baryte – Mibladen, Morocco
, a% G/ g, t6 |# A- T3 ~TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。2. 方柱石 Scapolite(黃色螢光)- Greenvile, Ontario, CanadaTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。4 z% s6 ~% M* W5 Q* `  g( R
3. 鋅黃長石 Hardystonit(藍色螢光),方解石(紅色螢光),硅鋅礦 Willemite(綠色螢光)- Franklin, New Jersey, USA
' X7 F8 D  h/ G  G: d$ H9 t+ u公仔箱論壇4. 白雲石 DolomiteLangbanFilipstadSweden
9 T2 h* [/ I" `( D% {5. 水砷鋅礦 Adamite – Ojuela Mine, Mapimi, Mexico
! [5 u7 [3 X; s7 a$ C6. 白鎢礦 Scheelite(藍色螢光)- 產地不詳www2.tvboxnow.com( h3 {' J. i5 T) h8 z
7. 瑪瑙晶洞 Dugway Geodes(綠色螢光)- Utah, USA
& B+ E9 R- x4 z0 v$ s% F- X8. 透閃石 Tremolite – Balmat, New York, USA
2 F" g& o) R7 T) H/ X$ Ytvb now,tvbnow,bttvb9. Esperit(黃色螢光),硅鋅礦 Willemite(綠色螢光)- Franklin, New Jersey, USA
+ M$ J: t3 |- E2 K& A" c  z+ K' q10. 白雲石 Dolomite – Langban, Filipstad, Sweden
# P2 K7 F" N1 O6 Y( O1 X# l9 o; `11. 螢石,方解石 – Urberg, St. Blasien, 黑森林www2.tvboxnow.com) ?8 C7 ?. @4 T+ ?. v) C  P
12. 方解石 – Capnic, Romaniawww2.tvboxnow.com! H4 l3 p2 x0 Q, i0 O& \( l, l
13. 流紋岩 Rhyolite – 產地不詳9 w: {% P4 I+ H" j: _( U9 M
14. 白雲石 Dolomite – Langban/Jakobsberg, Filipstad, Sweden
# c7 _8 K; W0 q& M0 v15. 硅鋅礦 Willemite(綠色螢光),方解石(紅色螢光),鋅鐵尖晶石 Franklinite,薔薇輝石 Rhodonite – Franklin, New Jersey, USA
* h0 E+ a& C8 G* e# x16. 鋰霞石 Eucryptite – Bikita, Zimbabwe
( f2 ?# ^  F) L% Ftvb now,tvbnow,bttvb17. 方解石 – Schwabische Alb
9 W" ~( ~7 c( J! L5 c8 Q' o5 mTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。18. Septarian 結核,方解石 Calcite(淺藍色螢光)- Zion National Park, Utah, USA公仔箱論壇. K- p- {% l+ s
19. 螢石 – Upper Weirdale, Durham Co., England公仔箱論壇! F; N# D0 o* J: F
20. 方解石(紅色螢光) + 綠色螢光礦物 – Jakobsberg, Nordmark, Filipstad, Sweden
) X1 ], J* ^$ h7 z" J9 u- q: v, g21. 方解石,白雲石 – Iglesiente, Sardinia公仔箱論壇9 p8 U  A# y/ Z9 j3 f5 w
22. 鐘乳石 Dripstones – Lykia, Turkey% n, P. C6 Z3 C
23. 白鎢礦 Scheelite
' T) f, ^/ R6 Q% {3 j6 k7 {- q* Gwww2.tvboxnow.com24. 文石 Aragonite – Agrigenti, Sicily
) U- P! B  @; y& M6 s  s公仔箱論壇25. 藍錐礦 Benitoite – San Benito, California, USAwww2.tvboxnow.com0 r& `  d. ]1 G0 d7 ]7 ]7 A
26. 水晶 Quartz aus Schneekopfkugel – Thuringer Waldtvb now,tvbnow,bttvb3 E. M2 I; p0 h' P& _
27. 白雲石 Dolomite,鐵礦石 Iron Ore – Langban, Filipstad, Sweden
( K, D8 \& W; X; ktvb now,tvbnow,bttvb28. 未知礦物(黃色螢光)公仔箱論壇/ Q% ^" z) |! Q( ^! F- Z' b8 i! m
29. 人造剛玉 Synthetic Corundum
4 A1 w8 T8 J* p% z% V5 kwww2.tvboxnow.com30. Powellite – India
/ q" q, S$ i4 aTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。31. Hyalite(Glasopal)- Hungary
# F; h9 o+ }+ `TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。32. Vlasovit(黃色螢光)in Eudyalit – Kipawa, Villedieu, Quebec, Canda
3 a1 Y$ k6 O3 a  q公仔箱論壇33. Doppelspat – Creel, Mexicotvb now,tvbnow,bttvb* }5 F% b: k, h. ^3 t& X: T
34. 錳方解 Mangano Calcite – Langban, Filipstad, Sweden
/ j; d9 L0 o& k+ F2 f- m" Z9 q公仔箱論壇35. Clinohydrit,Hardystonit,硅鋅礦 Willemite,方解石 – Franklin, New Jersey, USA
0 x8 u2 b! B8 N# s! y/ t9 b36. 方解石 – Urberg, St. Blasien, 黑森林公仔箱論壇+ f+ r4 a/ ^% G# l$ N  ~3 j
37. 磷灰石 Apatite,透輝石 Diopside – USA
  ]$ g5 s3 c( S4 m( ?38. 白雲石 Dolomite – Langban, Filipstad, Sweden
$ }0 A& h' O4 J1 V$ q0 s6 E5 N" |www2.tvboxnow.com39. 螢石 – Upper Weirdale, Durham Co., Englandwww2.tvboxnow.com( ^( R+ H% I! c# l% X! A& r0 X
40. 錳方解 Mangano Calcite – Peru
4 b  _& q8 R6 A# H41. Galmei auf Zinkblende in Ganggestein – “Gnade Gottes”, Schulenberg, Harz公仔箱論壇, f0 S9 f7 I7 x
42. 藍色螢光礦物 / 黃色螢光礦物 – Langban, Filipstad, Sweden
6 ~- c6 b$ `& f7 ^  w* b9 b9 Xwww2.tvboxnow.com43. Glasopal – 產地不詳
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; @8 w# u0 E" Q" L45. 白雲石?Dolomitgangart – Langban, Filipstad, Sweden! S# ]& x7 u0 T7 m: L- G+ o
46. 玉髓 Chalcedon – 產地不詳
% L( ]5 i; d2 \7 P: f! Utvb now,tvbnow,bttvb47. 聖誕方解石,硅鋅礦 Willemit(綠色螢光), 方解石 Calcite(橙-紅色螢光)- Franklin, New Jersey, USATVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。* {' B2 T1 Z- R3 n& W
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