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和某些锕系元素尤其重要
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。