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奇妙的礦物世界:螢光礦物(圖)

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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。  公仔箱論壇3 ?7 E- a; |9 }) h( B
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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。
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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。
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: P. i4 E% s; P' [* f8 h. fTVBNOW 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。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。
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6 M2 v; Y5 w: w0 D(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。公仔箱論壇" [7 |  }0 J7 r8 p

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/ j" }/ @' R2 utvb now,tvbnow,bttvb(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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6 s& S8 z  h6 S% g: ?, t5 otvb now,tvbnow,bttvb(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。4 K& `7 }# Z& U( @0 f$ O
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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。
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1. 白鉛礦 Cerussite(黃色螢光)+ 重晶石 Baryte – Mibladen, Moroccotvb now,tvbnow,bttvb% B; \* Q4 D! V+ ]. ]
2. 方柱石 Scapolite(黃色螢光)- Greenvile, Ontario, Canada
$ W" E" F) }% m8 u$ W& M7 h$ A* Ywww.tvboxnow.com3. 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, USAtvb now,tvbnow,bttvb' n% ]) y  L, `( ^# [( C6 K+ L
4. 白雲石 DolomiteLangbanFilipstadSweden
5 n" p5 Z/ P3 K9 w' ~5 ~公仔箱論壇5. 水砷鋅礦 Adamite – Ojuela Mine, Mapimi, MexicoTVBNOW 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。" p& o5 `( X9 D/ m/ d1 u
6. 白鎢礦 Scheelite(藍色螢光)- 產地不詳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。! Z+ T5 H$ e: g: s
7. 瑪瑙晶洞 Dugway Geodes(綠色螢光)- Utah, USA
/ Y2 b+ a/ X+ V, itvb now,tvbnow,bttvb8. 透閃石 Tremolite – Balmat, New York, USA
" o7 G& ^, c+ T9. Esperit(黃色螢光),硅鋅礦 Willemite(綠色螢光)- Franklin, New Jersey, USA公仔箱論壇" O2 @5 C" e5 E7 j; z$ c
10. 白雲石 Dolomite – Langban, Filipstad, Sweden
; z' i% g. e8 t2 J6 lTVBNOW 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。11. 螢石,方解石 – Urberg, St. Blasien, 黑森林公仔箱論壇9 N$ T+ u8 X" r3 q- x, {# g
12. 方解石 – Capnic, RomaniaTVBNOW 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 _/ ]/ y: N7 n2 c+ W
13. 流紋岩 Rhyolite – 產地不詳
- N4 @8 ~" g  [. ttvb now,tvbnow,bttvb14. 白雲石 Dolomite – Langban/Jakobsberg, Filipstad, Sweden公仔箱論壇/ R2 \0 j: P; L" ?
15. 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公仔箱論壇0 t" r7 c) L9 Q! O/ C
16. 鋰霞石 Eucryptite – Bikita, Zimbabwe
/ P) p4 \6 p1 f: t1 y& u0 S17. 方解石 – Schwabische Alb
9 A1 l. R4 ]# g* H3 |, a3 f: \0 Ytvb now,tvbnow,bttvb18. Septarian 結核,方解石 Calcite(淺藍色螢光)- Zion National Park, Utah, USA7 a# M, y9 ?% B$ Y$ ?& |& R
19. 螢石 – Upper Weirdale, Durham Co., Englandtvb now,tvbnow,bttvb' A" |* N) C3 f" [  }) K# I8 `
20. 方解石(紅色螢光) + 綠色螢光礦物 – Jakobsberg, Nordmark, Filipstad, Sweden
/ |+ ~: x5 t3 N+ d% o. ptvb now,tvbnow,bttvb21. 方解石,白雲石 – Iglesiente, Sardinia公仔箱論壇9 ^: @$ W7 b' n
22. 鐘乳石 Dripstones – Lykia, Turkeywww.tvboxnow.com8 P& x/ V; Q* Q8 M5 c
23. 白鎢礦 Scheelitewww.tvboxnow.com% l) X1 t$ @5 h4 |( q5 r
24. 文石 Aragonite – Agrigenti, Sicily
2 y9 _( p5 k* A$ r8 b25. 藍錐礦 Benitoite – San Benito, California, 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。2 L: u$ Y# L1 E. g3 [+ B
26. 水晶 Quartz aus Schneekopfkugel – Thuringer Wald
8 \% i% Y+ {) a/ X. W( {www.tvboxnow.com27. 白雲石 Dolomite,鐵礦石 Iron Ore – Langban, Filipstad, SwedenTVBNOW 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。: H2 m, ~2 c( ^' r8 f
28. 未知礦物(黃色螢光)www.tvboxnow.com4 s# D* }5 V  o# L* e8 _( B
29. 人造剛玉 Synthetic Corundum
6 T5 e2 P+ N0 [& Y4 Y$ P公仔箱論壇30. Powellite – India$ O0 y! b# Z% [0 n. ?2 L1 B# X
31. Hyalite(Glasopal)- Hungary
: P0 B3 z, X7 v* ~32. Vlasovit(黃色螢光)in Eudyalit – Kipawa, Villedieu, Quebec, Candawww.tvboxnow.com, t1 |7 D! B/ F/ R* C! Q* Q7 r
33. Doppelspat – Creel, Mexico公仔箱論壇; n7 R' B/ ]. _  j0 Y; c1 K8 B
34. 錳方解 Mangano Calcite – Langban, Filipstad, Sweden
# e. L2 }0 M5 Y* ]公仔箱論壇35. Clinohydrit,Hardystonit,硅鋅礦 Willemite,方解石 – Franklin, New Jersey, USA
  E( m0 g+ i* r. d2 z公仔箱論壇36. 方解石 – Urberg, St. Blasien, 黑森林
! G9 V: S9 p/ K4 Mwww.tvboxnow.com37. 磷灰石 Apatite,透輝石 Diopside – 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。% r# U+ a% n" z. Y- n$ o7 @
38. 白雲石 Dolomite – Langban, Filipstad, Swedenwww.tvboxnow.com- |# [  z+ d5 n
39. 螢石 – Upper Weirdale, Durham Co., England9 t( K) h4 ?% W2 i4 g/ \/ W% t
40. 錳方解 Mangano Calcite – Peru
* [& c& X$ `; @1 X0 j- \) O41. Galmei auf Zinkblende in Ganggestein – “Gnade Gottes”, Schulenberg, Harz
9 `( ~: c1 Y' ?; J1 Z公仔箱論壇42. 藍色螢光礦物 / 黃色螢光礦物 – Langban, Filipstad, Sweden  }- f/ o4 i) ~2 X
43. Glasopal – 產地不詳
/ \: j1 C1 p! {  b( S7 b9 C0 O公仔箱論壇44. 石膏 Gypsum – Klein-Steinbke, Konigslutter, Elm
+ _! i0 a/ g0 H9 C& b5 H& M45. 白雲石?Dolomitgangart – Langban, Filipstad, Sweden
: x" p* p  \; |4 m8 `46. 玉髓 Chalcedon – 產地不詳
9 {- l+ A/ {3 w. ^/ u9 Nwww.tvboxnow.com47. 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, USA
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