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（镧、铈、镨、钕等）和某些锕系元素（比如铀）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。而是源于晶体本身，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。