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奇妙的礦物世界:螢光礦物(圖)

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: T2 N+ _2 x9 j# w4 a公仔箱論壇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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$ |! j# X( C' z( J( n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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3 ~$ h5 S. J# x1 r) e& Cos.tvboxnow.com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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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:tvb now,tvbnow,bttvb6 O/ T, G% v$ S* J; v- c
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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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(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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) V% S, D% N- ?2 W! D9 T4 J3 gos.tvboxnow.com(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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(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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/ h0 H) _3 [- t$ ]$ @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。) h+ w5 o3 t: h6 b  o8 N: n" A1 T
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圖解:
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1. 白鉛礦 Cerussite(黃色螢光)+ 重晶石 Baryte – Mibladen, Morocco
: @) f+ ~5 W0 |4 T" rtvb now,tvbnow,bttvb2. 方柱石 Scapolite(黃色螢光)- Greenvile, Ontario, Canada
: Z. i7 f: |2 D/ ?8 O9 S1 L3. 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
7 `6 A" B" i+ [5 V% nos.tvboxnow.com4. 白雲石 DolomiteLangbanFilipstadSweden
- g6 _2 S) f- N% O& v公仔箱論壇5. 水砷鋅礦 Adamite – Ojuela Mine, Mapimi, Mexico
' G9 Y6 y$ N; _5 ^6. 白鎢礦 Scheelite(藍色螢光)- 產地不詳
- X' r4 o4 N6 a# v3 L! `" j7. 瑪瑙晶洞 Dugway Geodes(綠色螢光)- Utah, USAtvb now,tvbnow,bttvb$ ~) u! [) y6 l' w7 J
8. 透閃石 Tremolite – Balmat, New York, USA* A+ P# E2 g4 A
9. Esperit(黃色螢光),硅鋅礦 Willemite(綠色螢光)- Franklin, New Jersey, USA
8 P4 T5 e; k6 Y6 _# k/ i3 ptvb now,tvbnow,bttvb10. 白雲石 Dolomite – Langban, Filipstad, Swedentvb now,tvbnow,bttvb  U; [. q$ w0 W0 b: D: d# m% |
11. 螢石,方解石 – Urberg, St. Blasien, 黑森林6 k8 C/ l! n* g& ]
12. 方解石 – Capnic, Romania
8 L+ y, B1 d1 |0 O  N4 _tvb now,tvbnow,bttvb13. 流紋岩 Rhyolite – 產地不詳2 Z7 p! `; G; \- J7 W- ?; e# I1 \% i
14. 白雲石 Dolomite – Langban/Jakobsberg, Filipstad, Sweden
: {3 @; r2 P* H! xos.tvboxnow.com15. 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
! v. w( n: |# j$ E& z5 r16. 鋰霞石 Eucryptite – Bikita, Zimbabwe
* W; x4 A# u3 X" s2 s' m/ jTVBNOW 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。17. 方解石 – Schwabische Alb
& q) {: F& h3 W) s! T公仔箱論壇18. Septarian 結核,方解石 Calcite(淺藍色螢光)- Zion National Park, Utah, USA
5 |( M0 u7 p& x  n0 o3 Wtvb now,tvbnow,bttvb19. 螢石 – Upper Weirdale, Durham Co., England
) x4 S: Z& \& n$ ?% l! W20. 方解石(紅色螢光) + 綠色螢光礦物 – Jakobsberg, Nordmark, Filipstad, Swedenos.tvboxnow.com" L# o' _" q/ }4 v! m3 v4 `; R
21. 方解石,白雲石 – Iglesiente, Sardinia
& g/ r9 q% e8 E" e- E公仔箱論壇22. 鐘乳石 Dripstones – Lykia, Turkey
  q( g" S3 a. n: Z6 \7 r公仔箱論壇23. 白鎢礦 ScheeliteTVBNOW 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。+ |7 Z) a0 D1 \1 S: t) B/ q
24. 文石 Aragonite – Agrigenti, Sicily* D1 ]; o7 s' L9 r: @% [/ H- B
25. 藍錐礦 Benitoite – San Benito, California, USA
0 V. c) e8 G# o* \. ?7 h26. 水晶 Quartz aus Schneekopfkugel – Thuringer Wald
" H+ I% ]; p5 n) Jtvb now,tvbnow,bttvb27. 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。  H0 \$ w! L5 @  u! X
28. 未知礦物(黃色螢光)2 ?# z9 U/ c$ t' S8 t
29. 人造剛玉 Synthetic Corundum, s/ ~+ R. l$ j5 p' D
30. Powellite – India
4 {0 k& b( F  ^/ z31. Hyalite(Glasopal)- Hungary
3 Q+ N0 j0 H  \0 Wtvb now,tvbnow,bttvb32. Vlasovit(黃色螢光)in Eudyalit – Kipawa, Villedieu, Quebec, Canda
* q- I  y/ Y; Dtvb now,tvbnow,bttvb33. Doppelspat – Creel, Mexico
5 B9 R- Q; a# R9 l( `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。34. 錳方解 Mangano Calcite – Langban, Filipstad, Sweden% r$ t2 W8 C& ~! A
35. Clinohydrit,Hardystonit,硅鋅礦 Willemite,方解石 – Franklin, New Jersey, USA+ l- ^: V6 |* ]
36. 方解石 – Urberg, St. Blasien, 黑森林
+ `" H+ ^4 b# ^8 ?$ jtvb now,tvbnow,bttvb37. 磷灰石 Apatite,透輝石 Diopside – USA
3 l8 d2 R/ {! h- G" Ios.tvboxnow.com38. 白雲石 Dolomite – Langban, Filipstad, Sweden
0 v/ a1 |$ @% `: O( e0 ^1 B) Xtvb now,tvbnow,bttvb39. 螢石 – Upper Weirdale, Durham Co., Englandtvb now,tvbnow,bttvb1 ~+ G- E; [- i0 T
40. 錳方解 Mangano Calcite – Peruos.tvboxnow.com, S0 S% _/ T; Y7 Q$ E& [
41. Galmei auf Zinkblende in Ganggestein – “Gnade Gottes”, Schulenberg, Harz
7 {/ `9 @! {: g1 F5 hos.tvboxnow.com42. 藍色螢光礦物 / 黃色螢光礦物 – Langban, Filipstad, Sweden
7 S+ p! z- D2 A! N" S) c0 m公仔箱論壇43. Glasopal – 產地不詳公仔箱論壇2 N  ^# |8 o4 E# \" |& U; I
44. 石膏 Gypsum – Klein-Steinbke, Konigslutter, Elm
" \) t3 i& ^0 y" ]% c2 B45. 白雲石?Dolomitgangart – Langban, Filipstad, Sweden
& |4 ]0 h( a2 v/ H公仔箱論壇46. 玉髓 Chalcedon – 產地不詳
( A. i' b: a4 d8 |9 \4 p公仔箱論壇47. 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, USA5 t  w) H2 H- s$ D
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