荧
光
矿
物
在紫外线等外来能量的激发下
一些平时毫不起眼的矿石
能发出绚丽的荧光
它们被称为荧光矿物
很少有人知道
荧光矿物的发光原理与“夜明珠”相似
但它们的世界更加神秘生动，多姿多彩
这是一个在可见光下很难看到的缤纷世界
▲ 美国亚利桑那州一座矿山中的荧光岩壁
荧光是如何产生的
天然矿物的发光现象
很早就引起了人们的注意
但直到1955年以后
矿物发光的近代概念才得以确立
简单地说
荧光矿物的发光原理
就是在矿物吸收外界能量后
将其以可见光的形式发射出来
中国古代传说中的“夜明珠”
其发光原理就与荧光矿物相似
两者的最大区别是
当外来能量激发停止时
荧光矿物的发光现象立即消失
而“夜明珠”的发光现象则仍能保持一段时间
这在矿物发光现象的研究中
分别被称为矿物的“荧光性”和“磷光性”
目前为止
全世界已经发现的矿物有5000多种
但具有荧光性的仅200种左右
具体地说，荧光产生的原理是：外加能量将矿物晶体结构中原子或离子的外层电子，从基态激发到能量较高的激发态，如果其间还有另外一些较低激发态存在，那么这些电子落回到那些较低激发态或者基态时，就会发射出光子。如果这两种激发态之间的能量间隔相当于某种可见光子的能量，就会发射出对应颜色的可见光。
▲ 可见光和紫外线下的萤石
什么决定了荧光的色彩和亮度
荧光矿物所发出的荧光差异
大多是矿物中含有的杂质元素决定的
它们被称为“激活剂”
它们大多是过渡金属元素
而稀土元素（镧、铈、镨、钕等）
和某些锕系元素（比如铀）尤其重要
以方解石为例
紫外线下发出红色荧光和粉色荧光的
通常含有的杂质是铅和锰
发绿色荧光的
则很可能含有铀杂质
但有的发光又与杂质无关
源于晶体本身，比如白钨矿
世界各地的白钨矿通常在短波紫外线下
都发蓝白色荧光
▲ 油胆水晶中有荧光性的，是它所包裹的原油和沥青。图为长波紫外线照射下的油胆水晶，它的特殊之处在于在不同波段的紫外灯下都会发出荧光。
紫外灯下的“华丽变身”
▲ 标本箱中并不起眼的荧光矿物
放到紫外灯下…
■ 矿物名称：萤石
■ 化学成分：CaF₂
■ 产地：中国
■ （粉）矿物名称：氟硅钙钠石
■ 化学成分：NaCa₂Si₄O₁₀F
■ （绿）矿物名称：霰石
■ 化学成分：CaCO₃
■ 产地：加拿大
■ 化石名称：腹足类化石（被方解石交代）
■ 矿物名称：方解石
■ 化学成分：CaCO₃
■ 产地：中国
■ （红）矿物名称：方解石
■ 化学成分：CaCO₃
■ （黄绿）矿物名称：硅锌矿
■ 化学成分：Zn₂SiO₄
■ 产地：美国
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