Die Lumineszenz von Mineralien - Fluoreszenz und Phosphoreszenz
Einige Mineralien können die Farbe verändern, wenn diese in energetisch angeregte Zustände überführt werden. Die Gesamtheit der daraus resultierenden Leuchterscheinungen wird unter dem Begriff der Lumineszenz zusammengefasst.
Leuchtende Mineralien
Lumineszenz ist ein physikalisches Phänomen, bei dem die durch physikalische oder chemische Prozesse, aber auch zugeführte Strahlung aufgenommene Energie als elektromagnetische Strahlung abgegeben wird.
Unterschieden werden abhängig von der Art der Energiezufuhr z.B.
- Photolumineszenz – genauer Phosphoreszenz und Fluoreszenz,
- Elektrolumineszenz: durch den Einfluss von Strom
- Radiolumineszenz : durch Nuklear- oder Röntgenbestrahlung
- Chemolumineszenz: durch chemische Vorgänge
- Thermolumineszenz: Leuchten durch Wärmezufuhr
- Tribolumineszenz: Leuchten infolge von mechanischer Belastung
Bei der Bestimmung von Mineralen wird vor allem die Photolumineszenz herangezogen.
Ursache von Fluoreszenz und Phosphoreszenz
Die Erscheinungen von Fluoreszenz und Phosphoreszenz werden sowohl mit Störungen im Kristallgitterbau als auch in dieses eingebaute Fremdionen, bspw. in Form von Verbindungen oder Atomen begründet.
Allgemeine Aussagen, welche Elemente verantwortlich für die Farbgebung der Photolumineszenz sind, sind nicht möglich und variieren mit und innerhalb von verschiedenen Mineralien. Untersuchungen an lumineszierenden Mineralien haben jedoch ergeben, dass Beimengungen von Eisen entsprechende Leuchteffekte unterbinden, währenddessen Uranverbindungen, Chrom, Mangan, Wolframate und Molybdate sich förderlich auf die Lumineszenz auswirken.
Um das Leuchten von Mineralien oder Edelsteinen zu provozieren, ist es zunächst notwendig, diese vom energetischen Grundzustand auf ein höheres Energieniveau zu befördern. Die Stimulation der Teilchen wird dabei z.B. durch kurz- oder langwelliges UV-Licht oder Röntgenstrahlen erzeugt. Auf dem Weg zurück zum Energieausgangsniveau gibt das Mineral diese Energie in Form von Strahlung bzw. Leuchten ab.
Während der Effekt der Fluoreszenz innerhalb weniger Zehntelsekunden nach Ende der Energieabgabe nicht länger zu sehen ist, können phosphoreszierende Minerale noch Stunden später nachleuchten. Grund dafür sind Vorgänge in den Elektronenschalen der Atome, denen ein höherer Quantensprung zugrunde liegt als bei fluoreszierenden Mineralien.
Liste mit fluoreszierenden Mineralien und Edelsteinen:
| Fluoreszenz | Beispiele |
| weiß | Bergkristall, Chalcedon, Calcit, Lapislazuli |
| gelb | synthetischer Diamant, Chalcedon, Achat, Andalusit, Bernstein, Cerussit, Skapolith, Türkis, roter und brauner Zirkon |
| orange | Calcit, Dolomit, Kunzit, Mondstein, Prehnit, Sodalith, gelber Topas, blauer Zirkon |
| blau | Diamant, Achat, Benitoit, Bernstein, Dumortierit, Jadeit, Kyanit, Mondstein, Opal, Skapolith, Türkis |
| rot | Aventurin, Calcit, Rubin |
| rosa | Beryll, Calcit, Dolomit, Skapolith |
| grün | Diamant, Chalcedon, Amazonit, Andalusit, Opal, Türkis, farbloser Turmalin |
| violett | Beryll, Diopsid, Dumortierit, Rosenquarz, Saphir, Skapolith, roter Turmalin |
| braun | Amazonit, Opal, rosa und roter Topas |
Siehe auch:
⇒ Ägyptisch Blau
⇒ Industriediamanten
⇒ Titandioxid
Quellen:
⇒ Bauer, J.; Tvrz, F. (1993): Der Kosmos-Mineralienführer. Mineralien Gesteine Edelsteine. Ein Bestimmungsbuch mit 576 Farbfotos. Gondrom Verlag GmbH Bindlach
⇒ Medenbach, O.; Sussieck-Fornefeld, C.; Steinbach, G. (1996): Steinbachs Naturführer Mineralien. 223 Artbeschreibungen, 362 Farbfotos, 250 Zeichnungen und 30 Seiten Bestimmungstabellen. Mosaik Verlag München
⇒ Schumann, W. (1992): Edelsteine und Schmucksteine: alle Edel- und Schmucksteine der Welt; 1500 Einzelstücke. BLV Bestimmungsbuch, BLV Verlagsgesellschaft mbH München
Letzte Aktualisierung: 2. März 2021