ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ. ФЛЮОРЕСЦЕНЦИЯ И ДРУГИЕ РАЗНОВИДНОСТИ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ

ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ.

ФЛЮОРЕСЦЕНЦИЯ И ДРУГИЕ РАЗНОВИДНОСТИ ЛЮМЕНИСЦЕНЦИИ.

Как известно, кристаллы минералов состоят из определенным образом упорядоченных атомов различных химических элементов. Некоторые атомы, не входящие в "нормальный" химический состав минерала, могут замещать "правильные" для конкретного минерала атомы в его кристаллической структуре, такие атомы являются примесными.

Некоторые электроны в атомах обладают свойством абсорбировать (поглощать) энергию, хранить ее какое-то время и высвобождать с различной задержкой по времени. Источники такой энергии отличаются разнообразием. Это может быть и излучение любого вида, и электрический разряд, и изменение температуры, и даже энергия разрушения кристаллической структуры.

Визуально такое высвобождение предварительно накопленной энергии проявляется в свечении, то есть в испускании светового излучения в видимом человеческим глазом диапазоне и называется ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЕЙ.

Известно несколько видов люминесценции.

Некоторые минералы могут ( но не обязаны!) демонстрировать свечение при механическом разрушении их кристаллов. Такое явление - физико-оптический феномен - называется ТРИБОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ. В число минералов, способных демонстрировать триболюминесценцию, входят кальцит, доломит, флюорит, лейкофанит, магнезит, пектолит, кварц, сфалерит, велоганит.

Некоторые минералы абсорбируют энергию света или ионизирующего излучения, но высвобождают ее только при нагревании. Такой физико-оптический эффект называется ТЕРМОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ. Самый яркий представитель термолюминесцентного мира - флюорит. Таким же свойством обладает, к примеру, кальцит. А вульфенит термолюминесцентен "наоборот", он начинает светиться не при нагревании, а при охлаждении до температур около нуля и ниже...

Некоторые минералы обладают способностью абсорбировать и накапливать энергию из видимого света, а освобождать и выделять ее безо всякий дополнительных условий в темноте или даже при слабом освещении (если поток освобождаемой энергии оказывается сильнее возможного поглощаемого потока). Такое физико-оптическое явление называется ФОСФОРЕСЦЕНЦИЯ. С этим феноменом мы все в той или иной степени знакомы из обычной жизни - светящиеся циферблаты часов, елочные игрушки... Форфоресценция свойственна кальциту, флюориту, целестину, коллеманиту, сфалериту, виллемиту, некоторым другим минералам. Как видно из названия, форфоресцировать могут также и кристаллические формы форсфора (чистого и оксидов).

Термолюминесенция и форфоресценция относятся к "задержанной" люминесценции, то есть энергия накапливается и может храниться долгое время.

Наиболее известным видом люминесценции является "быстрая". То есть накопленная энергия освобождается почти сразу, с очень малой задержкой по времени. Источником поступления энергии в этом случае является ультрафиолетовое излучение. Такой физико-оптический феномен называется ФЛЮОРЕСЦЕНЦИЯ.

Так как задержка по времени между накоплением и высвобождением энергии очень мала, мы наблюдаем флюоресценцию сразу после начала облучения минерала ультрафиолетом.

Не все электроны, не всех атомов и не всех элементов обладают такой способностью - накапливать и "хранить" энергию. Атомы элементов, чьи электроны могут это делать, называются "АКТИВАТОРАМИ". В роли активаторов выступают чаще всего кристаллообразующие и примесные атомы марганца. Именно марганец играет важнейшую роль в проявлении флюоресценции у большинства флюоресцирующих минералов. Также в роли активатора могут выступать атомы редкоземельных элементов и лантаноидов. Сильнейшим активатором является уран.

Некоторые атомы выполняют в кристаллах строго обратную роль, снижают или вообще гасят флюоресценцию. Такие атомы называют ИНГИБИТОРАМИ.

Основным ингибитором в кристаллах служит железо. Если эффект влияния железа превалирует над эффектом влияния активатора - флюоресценции не наблюдается даже при наличии в кристалле атомов-активаторов. Если влияние активаторов превалирует над влиянием ингибиторов, то флюоресценция наблюдается, а сила флюоресценции зависит в основном от соотношения силы влияния активатора и ингибитора.

Единственным относительным исключением является уран. В форме уранил-иона уран является настолько мощным активатором, что его яркое зеленое свечение под УФ заметно практически всегда, если сам уран присутствует в относительно небольшом, но достаточном количестве и его частицы достаточно велики.

На иллюстрациях - несколько авторских фотографий флюоресценции драгоценных камней:


Флюoресценция в херкимерском диаманте (кварц). Голубое свечение - нефть, желтое точечное свечение - скорее всего флюорит.




Флюоресценция флюоритов





Флюоресценция розового сапфира.





Флюоресценция скаполитов.





Флюоресценция шеелитов




Флюоресценция афганитов





Флюоресценция включений виллемита (зеленое свечение) в лейкофениците





Флюоресценция колеманита

© www.gems4u.ru