翡翠夜里为什么会发光?

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“玉能夜光”的说法古已有之,《海物异名》记载了缅甸出产的琥珀和绿松石在夜晚可以发光,而且这种发光是绿色的。 那么为什么这些宝石会在夜间发光呢?这主要是因为其中含有铬元素(Cr)或者钛元素(Ti)。

当阳光、月光或灯光照射这些宝石时,宝石中的化学元素吸收能量后,会促使晶体内部电子迁移,形成自由电子。 当电子在晶体中移动时,如果遇到原子核或是晶格间隙中的氧分子,它们就会联合起来形成一个负电荷中心。 此时如果再有外来电子加入,就能形成一个封闭的电路,从而产生电流。而这一过程是可逆的,所以这些宝石在黑暗中就会重新释放电子,使自身带有负电的晶格逐步复原,恢复成原来不带电的状态。 而具有相同性质的铌砷酸盐(NaNb5O13)也会在黑暗中释放出可测量到的荧光。 这是一种很特殊的荧光现象——自发的光子发射,也被称为冷光。

除了需要阳光、月光或灯光照射外,这个发光的过程是不依赖外界能量的。 所以这种自发性的发光温度特性是很值得深究的——不同温度下的发光强度是否有所不同?会不会有一定的规律可循呢? 有研究人员就发现了这种现象背后的奥秘。他们在研究一种叫作磷光体(Phosphor)的材料时发现其发光机理可能是由于材料受激辐射而产生的[2]。

当受到激发源的刺激时,一些低能级轨道上的电子会被激励到更高能级,而当其退激发时就会释放光子。 他们分别采用了X射线激光、超短脉冲激光以及微波来触发磷光体的发光效应。通过改变入射光的波长,发现只有在特定波长附近的电磁波才能诱发材料的发光。也就是说,这种发光是有选择性的。

当使用不同波长的光线照射同样的一块磷光体时,有些波长的光就会被“抑制”,说明并不是所有的激发光源都是有效的。 而能够被激活的能量范围似乎又与温度有着一定的关系。 在较低的温度下(70K),红光的能量是最容易被激活的;而在温度较高的情况下(4.2K),蓝绿色的光谱片段才会表现出最佳的发光效果。 为什么会有这样的差异尚不清楚,可能有待于科学家们进一步的研究。

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市面上有一种“带翠性”的B货翡翠,它是在低档翡翠原料上(一般是水沫子或染色石英岩、马来玉等)通过注胶、染色而成的。在制作过程中,一般先对原料进行酸洗、漂白,然后再注胶和染色,最后经过打磨抛光而成。这种翡翠,其翠性(主要指翡翠表面呈现的“橘皮效应”或解理面反光)是通过打磨抛光时残存于刻面或裂隙中的气泡反光造成的,这样的翠性是假翠性。因其内部结构疏松、肉眼未见裂隙,所以易吸水,在空气湿度较大时,表面会因吸附了一层水分子变得透明,而内部注胶染色部分因光线几乎全被胶质和色素吸收,所以显得较黑暗;此时若有灯光照射(或强光手电筒),注胶染色部分就会反射出深绿色、蓝绿色和翠绿色的光色,产生“夜绿”的效果。当吸附分子水被风干后,“夜绿”现象消失。

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