תוֹכֶן
- מהו מינרל פלואורסצנטי?
- פלואורסצנט ביתר פירוט
- כמה מינרלים מקרינים אור באור UV?
- פלואוריט: המקור "מינרלים ניאון"
- Geodes פלואורסצנטי?
- מנורות לצפייה במינרלים ניאון
- מאפייני הזוהר האחרים
מינרלים פלואורסצנטיים: אחד מתערוכות המוזיאון המרהיבות ביותר הוא חדר חשוך מלא בסלעים פלואורסצנטיים ומינרלים המוארים באור אולטרה סגול. הם זוהרים עם מערך מדהים של צבעים מלאי חיים - בניגוד חד לצבע הסלעים בתנאי תאורה רגילים. האור האולטרה-סגול מפעיל מינרלים אלה וגורם להם לפלוט אור גלוי באופן זמני בצבעים שונים. פליטת אור זו מכונה "פלואורסצנט". התצלום הנפלא שלמעלה מראה אוסף של מינרלים ניאון. זה נוצר על ידי ד"ר האנס גרוב והוא חלק מאוסף ויקימדיה. התמונה משמשת כאן תחת רישיון של Creative Commons.
מפתח מינרלים פלורסנט: מערכון זה הוא מפתח לסלעים הפלואורסצנטיים והמינרלים בתמונה הצבעונית הגדולה בראש עמוד זה. המינרלים הפלואורסצנטיים בכל דגימה הם: 1. סרוסיט, בריט - מרוקו; 2. סקפוליט - קנדה; 3. הרדיסטוניט (כחול), קלציט (אדום), וילמיט (ירוק) - ניו ג'רזי; 4. דולומיט - שבדיה; 5. אדמית - מקסיקו; 6. שלייט - יישוב לא ידוע; 7. אגת - יוטה; 8. טרמוליט - ניו יורק; 9. ווילימיט - ניו ג'רזי; 10. דולומיט - שבדיה; 11. פלואוריט, קלציט - שוויץ; 12. קלציט - רומניה; 13. ריאוליט - יישוב לא ידוע; 14. דולומיט - שבדיה; 15. ווילימיט (ירוק), קלציט (אדום), פרנקליניט, רודוניט - ניו ג'רזי; 16. אקריפטיט - זימבבואה; 17. קלציט - גרמניה; 18. קלציט בנודניק ספטרי - יוטה; 19. פלואוריט - אנגליה; 20. קלציט - שבדיה; 21. קלציט, דולומיט - סרדיניה; 22. טפטפות - טורקיה; 23. שלייט - יישוב לא ידוע; 24. אראגוניט - סיציליה; 25. בניטייט - קליפורניה; 26. קוורץ גאודה - גרמניה; 27. דולומיט, עפרת ברזל - שוודיה; 28. לא ידוע; 29. קורונדום סינטטי; 30. פאווליט - הודו; 31. Hyalite (אופל) - הונגריה; 32. Vlasovite ב Eudyalite - קנדה; 33. Spar Calcite - מקסיקו; 34. מנגנוקליט? - שבדיה; 35. קלינוהידריט, הרדיסטוניט, ווילימיט, קלציט - ניו ג'רזי; 36. קלציט - שוויץ; 37. Apatite, Diopside - ארצות הברית; 38. דולוסטון - שוודיה; 39. פלואוריט - אנגליה; 40. Manganocalcite - פרו; 41. המימורפיט עם ספאלרייט בגנגה - גרמניה; 42. לא ידוע; 43. לא ידוע; 44. לא ידוע; 45. דולומיט - שבדיה; 46. שלדוניה - יישוב לא ידוע; 47 ווילימיט, קלציט - ניו ג'רזי. תמונה זו הופקה על ידי ד"ר האנס גרוב והיא חלק מאוסף ויקימדיה. הוא משמש כאן ברישיון Creative Commons.
מהו מינרל פלואורסצנטי?
לכל המינרלים יש יכולת לשקף אור. זה מה שהופך אותם לגלויים לעין האנושית. יש מינרלים בעלי תכונה פיזית מעניינת המכונה "פלואורסצנט". למינרלים אלה יש יכולת לספוג באופן זמני כמות קטנה של אור ומיד לאחר מכן משחררים כמות קטנה של אור באורך גל שונה. שינוי באורך הגל הזה גורם לשינוי צבע זמני של המינרל בעינו של צופה אנושי.
שינוי הצבעים של מינרלים ניאון הוא המרהיב ביותר כאשר הם מוארים בחושך על ידי אור אולטרה סגול (שאינו גלוי לבני אדם) והם משחררים אור גלוי. התצלום למעלה הוא דוגמא לתופעה זו.
כיצד פועלת הקרינה: תרשים שמראה כיצד פוטונים ואלקטרונים אינטראקציה מייצרים את תופעת הקרינה.
פלואורסצנט ביתר פירוט
פלואורסצנט במינרלים מתרחש כאשר הדגימה מוארת באורכי גל ספציפיים של אור. אור אולטרה סגול (UV), קרני רנטגן וקרני קתודה הם סוגים אופייניים של אור המעוררים פלואורסצנציה. סוגים אלה של אור בעלי יכולת לרגש אלקטרונים רגישים בתוך המבנה האטומי של המינרל. האלקטרונים הנרגשים האלה קופצים באופן זמני למסלול גבוה יותר במבנה האטומי של המינרלים. כאשר אותם אלקטרונים נופלים חזרה למסלולם המקורי, משתחררת כמות קטנה של אנרגיה בצורה של אור. שחרור אור זה מכונה פלואורסצנט.
אורך הגל של האור המשתחרר ממינרל ניאון שונה לעיתים קרובות באופן מובהק מאורך הגל של האור המתרחש. זה מייצר שינוי גלוי בצבע המינרל. "זוהר" זה ממשיך כל עוד המינרל מואר באור הגל המתאים.
כמה מינרלים מקרינים אור באור UV?
לרוב המינרלים אין פלואורסצנט בולט. רק כ- 15% מהמינרלים בעלי פלואורסצנטה הנראית לאנשים, וכמה דגימות מאותם מינרלים לא יפלו. פלואורסצנט מתרחש בדרך כלל כאשר ישנם מינרלים זיהומים ספציפיים המכונים "מפעילים". מפעילים אלה הם בדרך כלל קטיונים של מתכות כמו: טונגסטן, מוליבדן, עופרת, בורון, טיטניום, מנגן, אורניום וכרום. ידועים גם יסודות אדמה נדירים כמו אירופיום, טרביום, דיספרוזיום ויוטריום כתורם לתופעת הקרינה. פלואורסצנט יכול להיגרם גם בגלל ליקויים מבניים קריסטליים או זיהומים אורגניים.
בנוסף לזיהומים "מפעילים", יש זיהומים שמשפיעים על הקרינה. אם ברזל או נחושת קיימים כזיהומים, הם יכולים להפחית או לבטל את הקרינה. יתר על כן, אם מינרל הפעיל קיים בכמויות גדולות, זה יכול להפחית את השפעת הקרינה.
מרבית המינרלים מפריחים צבע בודד. במינרלים אחרים צבעי פלואורסצנציה מרובים. קלציט ידוע כניצוב אדום, כחול, לבן, ורוד, ירוק וכתום. ידוע כי מינרלים מסוימים מציגים מספר רב של צבעים של פלואורסצנט בדגימה יחידה. אלה יכולים להיות מינרלים חבושים המציגים מספר שלבי גדילה מפתרונות הורים עם קומפוזיציות משתנות. מינרלים רבים מפלילים צבע אחד תחת אור UV קצר-גלים וצבע אחר תחת אור-אור UV גלי.
פלואוריט: דגימות מצוחצחות של ליטוש באור רגיל (מלמעלה) ותחת אור אולטרה סגול בגלי הקצר (התחתון). נראה כי הקרינה קשורה למבנה הצבעוני והחבישה של המינרלים באור פשוט, שיכול להיות קשור להרכבם הכימי.
פלואוריט: המקור "מינרלים ניאון"
אחד האנשים הראשונים שצפו בקרינה במינרלים היה ג'ורג 'גבריאל סטוקס בשנת 1852. הוא ציין את יכולתו של פלואור לייצר זוהר כחול כשהוא מואר באור בלתי נראה "מעבר לקצה הסגול של הספקטרום." הוא כינה תופעה זו "פלואורסצנט" על שם המינרל הפלואוריט. השם זכה לקבלה רחבה במינרלוגיה, גמולוגיה, ביולוגיה, אופטיקה, תאורה מסחרית ותחומים רבים אחרים.
לדגימות רבות של פלואוריט יש פלואורסצנט חזק מספיק כדי שהמתבונן יכול להוציא אותם החוצה, להחזיק אותם באור השמש ואז להעביר אותם לצל ולראות שינוי צבע. רק מעט מינרלים בעלי רמת פלואורסצנט זו. בדרך כלל זוהר פלואוריט בצבע כחול-סגול תחת אור קצר וגלי אור ארוך. ידועים כי כמה דגימות מזהירות קרם או צבע לבן. דגימות רבות אינן ניאון. קיימת חשבה כי הקרינה בפלואור נגרמת על ידי נוכחות של יטריום, אירופיום, סמריום או חומר אורגני כמפעילים.
Geode דאוגוויי פלורסנט: גיאודים רבים בדאוגווי מכילים מינרלים פלורסנטיים ומייצרים תצוגה מרהיבה תחת אור UV! דגימה ותמונות מאת SpiritRock Shop.
Geodes פלואורסצנטי?
אולי תופתעו לדעת שאנשים מסוימים מצאו גיאודים עם מינרלים ניאון. חלק מהגאודים של דוגווי, שנמצאו בסמוך לקהילה של דוגווי, יוטה, מרופדים בשלדוניה המייצרת פלואורסצנציה ירוקה-סיד הנגרמת על ידי כמויות קטנות של אורניום.
גיאודים של דוגוויי מדהימים מסיבה אחרת. הם נוצרו לפני כמה מיליוני שנים בכיסי הגז של מיטת ריאוליט. ואז, לפני כ- 20,000 שנה, הם נשחקו על ידי פעולת גלים לאורך קו החוף של אגם קרחוני והובילו כמה קילומטרים למקום בו סוף סוף הם נחו בשקעי אגם. כיום אנשים חופרים אותם ומוסיפים אותם לאוספים מינרלים גיאודיים ופלורסנטיים.
מנורות UV: שלוש מנורות אולטרה סגולות בדרגה של חובבים המשמשות לצפייה במינרלים ניאון. בפינה השמאלית העליונה מנורה קטנה בסגנון "פנס" המייצרת אור UV בעל גלים ארוכים והיא קטנה דיה בכדי להיכנס לכיס. בפינה השמאלית העליונה מנורת גל קצרה ניידת. המנורה בתחתית מייצרת גם אור ארוך וגלי הקצר. שני החלונות הם מסנני זכוכית עבים המבטלים אור גלוי. המנורה הגדולה יותר חזקה לשימוש בכדי לצלם תמונות. יש להרכיב משקפיים או משקפי שמש חסימת UV תמיד כאשר עובדים עם מנורת UV.
מנורות לצפייה במינרלים ניאון
המנורות המשמשות לאיתור וללימוד מינרלים ניאון שונים מאוד מהמנורות האולטרה סגולות (המכונות "אורות שחורים") הנמכרות בחנויות חידושים. מנורות חנות החידוש אינן מתאימות למחקרי מינרלים משתי סיבות: 1) הן פולטות אור אולטרה סגול בגלי גל (רוב המינרלים הפלואורסצנטיים מגיבים לאולטרה סגול הגל הקצר); וכן, 2) הם פולטים כמות משמעותית של אור גלוי המפריע לתצפית מדויקת, אך אינו מהווה בעיה לשימוש בחידוש.
מנורות בדרגה מדעית מיוצרות במגוון של אורכי גל שונים. הטבלה לעיל מציגה את טווחי אורך הגל המשמשים לרוב למחקרי מינרלים פלורסנטיים וקיצורים נפוצים שלהם.
שני ספרי מבוא מעולים על מינרלים ניאון הם: איסוף מינרלים פלורסנט ועולם מינרלים פלורסנט, שניהם מאת סטיוארט שניידר. ספרים אלה נכתבים בשפה קלה להבנה, ולכל אחד מהם אוסף פנטסטי של צילומי צבע המראים מינרלים פלורסנטיים תחת אור רגיל ואורכי גל שונים של אור אולטרה סגול. הם נהדרים ללימוד על מינרלים פלורסנטיים ומשמשים כספרי עזר יקרי ערך.
מאפייני הזוהר האחרים
פלואורסצנט הוא אחד מכמה מאפייני הזוהר שעשויים מינרל להפגין. מאפייני הזוהר האחרים כוללים:
PHOSPHORESCENCEבפלואורסצנציה אלקטרונים הנרגשים מפוטונים נכנסים קופצים לרמה אנרגטית גבוהה יותר ונשארים שם שבריר זעיר של שנייה לפני שהם נופלים חזרה למצב הקרקע ופולטים אור ניאון. בזרחן, האלקטרונים נשארים במצב נרגש במסלול נרגש למשך זמן רב יותר לפני שהם נופלים. מינרלים עם פלואורסצנט מפסיקים לזוהר כשמכבים את מקור האור. מינרלים עם זרחן יכולים לזוהר לזמן קצר לאחר כיבוי מקור האור. מינרלים שלעתים זרחניים כוללים קלציט, סלסטיט, קולמנית, פלואוריט, ספלתייט, ווילמיט.
THERMOLUMINESCENCEתרמו-לומינסקנציה היא היכולת של מינרל לפלוט כמות קטנה של אור לאחר החימום. ייתכן שחימום זה יהיה בטמפרטורות הנמוכות של 50 עד 200 מעלות צלזיוס - נמוכות בהרבה מטמפרטורת הליבון. אפיטיט, קלציט, כלורופן, פלואוריט, לפידוליט, סקפוליט וכמה שדות שדה הם מדי פעם תרמו-לומיננטיים.
TRIBOLUMINESCENCEמינרלים מסוימים יפלטו אור כאשר מופעל עליהם אנרגיה מכנית. מינרלים אלה זוהרים כאשר הם מכים, נמעכים, נשרטים או שבורים. אור זה הוא תוצאה של קשרים שנשברו במבנה המינרלים. כמות האור הנפלטת היא קטנה מאוד, ולעיתים קרובות נדרשת התבוננות זהירה בחושך. מינרלים שלעתים מציגים טריבולומינצנציה כוללים אמביגלוניט, קלציט, פלואוריט, לפידוליט, פקטוליט, קוורץ, ספלתייט וכמה שדות שדה.