Sbírka minerálů v jiném světle

Prohlížíte si rádi různé minerály a máte doma dokonce několik zvláštních kamenů? Možná se vyplatí na ně namířit světlo z malé baterky, která vydává ultrafialové světlo.

Barvy minerálů

Naše oči vnímají jen světlo, které má určité vlnové délky. To nám dovoluje vidět svět kolem sebe v různých barvách. Pevný povrch předmětu, na který se díváme, zpracoval původní zdroj bílého světla, odstranil z něj některé vlnové délky, takže vidíme prakticky jen to, co z bílého světla (souboru různých vlnových délek) zbylo.

Některé minerály ovšem reagují také na světlo, které nevidíme a které má vlnové délky v ultrafialové části spektra. Pohlcením ultrafialového světla se aktivuje jev, kterému se říká fluorescence. Tu samozřejmě při pohledu za denního světla nevnímáme, protože je tento vjem přezářen běžným světlem. Svou sbírku minerálů tedy můžete nejlépe zkoumat potmě.

Může vám to v některých případech pomoci i s rozluštěním chemického složení daného minerálu nebo dokonce s jeho identifikací? Metoda se samozřejmě nedá použít vždy a všude, je ale určitě fascinující, vidět svou sbírku doslova … v jiném světle.

Co je to vlastně ultrafialové záření?

Ultrafialové (UV) záření je elektromagnetické záření s vlnovou délkou kratší než viditelné světlo, ale delší než rentgenové záření. Rozlišujeme několik typů UV záření, ale pro naše účely je důležité UV-A záření s vlnovou délkou kolem 360 nm, které je používáno v ultrafialových lampách. Toto záření je pro lidské oko neviditelné, ale může vyvolat u některých minerálů fluorescenci. To je pak efekt, který lze pozorovat pouhým okem.

Mechanismus fluorescence

Fluorescence je proces, při kterém látka pohlcuje záření určité vlnové délky (v našem případě UV) a poté vyzařuje záření s delší vlnovou délkou (zde je to viditelné světlo). Tento jev je způsoben přechody elektronů mezi energetickými hladinami v atomové struktuře minerálu. Některé minerály obsahují prvky nebo příměsi, které podporují tento proces, zatímco jiným chybí. V některých případech se tak dají dokonce identifikovat jednotlivé minerály a odhalit jejich napodobeniny.

^{Obrázek: Zdroj: D. Tenzler}

Záření různých minerálů

Barva záření, které uvidíte u fluoreskujících minerálů, závisí na chemickém složení a přítomnosti tzv. aktivátorů. Těmi mohou být některé chemické prvky - například chrom, mangan nebo uran a různé prvky, které patří k tzv. vzácným zeminám (ytterbium a europium).

A tak můžete pozorovat, že fluorit (CaF2) září modře nebo zeleně. Toto záření je způsobeno příměsí právě těchto výše zmiňovaných vzácných zemin.

Rubín a safír (což jsou drahokamy, které jsou odrůdami minerálu korundu - Al2O3) svítí růžově až červeně díky obsahu chromu.

Kalcit (CaCO3) často nesvítí pod ultrafialovým zdrojem světla vůbec nebo naopak překvapí oranžově zbarveným zářením.

Zirkon (ZrSiO4) překvapí oranžovo-tmavě žlutým světlem. Zirkon totiž může zářit různými barvami v závislosti na obsahu příměsí. Oranžovo-tmavě žluté záření je často způsobeno přítomností uranu.

Celkově vykazuje znatelnou fluorescenci jen asi 15 procent minerálů - pozorování pod ultrafialovým světlem tedy nemůže být základní metodou k identifikaci různých minerálů. Přesto můžete vycházet z toho, že váš fluorit bude vydávat modré až zelené záření, willemit se projeví zeleným zářením, autunit bude pod UV-lampou vydávat žlutozelenou záři (díky uranu) a například diamanty se prozradí modrým světlem. Kuchyňská žulová deska vás možná příjemně překvapí původně nenápadnými krystaly, které ale pod UV-zářením vydávají jasné oranžové světlo - jedná se o minerál sodalit. Pokud uvidíte modrou fluorescenci, může se jednat o některý druh živce.

Pokud je v chemické struktuře minerálu zabudován některých z prvků, který jev tlumí, budou ale i tyto minerály zářit méně intenzivně. Mezi tlumící prvky patří například měď, nikl a železo.

Možná máte ve svých sbírkách také zkameněliny. Mohou to být například podlouhlí belemniti. To jsou zkamenělí hlavonožci, příbuzní s dnešními olihněmi a sépiemi. Ti budou pod ultrafialovým světlem zářit díky kalcitu, který obsahují.

Pod ultrafialovým světlem mohou zářit i některé plasty, textilie a dokonce i běžný prach. To znamená, že ultrafialové světlo samo o sobě bohužel nepomůže rozlišit minerály od umělých materiálů. Leda by se jednalo o materiály, které zářit nemají. Můžete tak například odlišit údajně tyrkysovou bižuterii. Často je v ní totiž drahý materiál zaměňován plastovými napodobeninami.