螢光礦物的發光原理簡介

觀察螢光礦物時,我們常用到的長波紫外線(波長365nm)燈和短波紫外線(254nm)燈,其構造有一點點不同,在準備或購買時也有些地方需要注意。

長波紫外線燈比較容易買到,一般分成燈管和LED兩種形式。燈管形式的長波紫外線燈通常是用汞蒸氣作為發光材料,再以伍德式玻璃(Wood’s glass)濾光,保留320nm到400nm之間的光線經過,峰值是365nm。所以我們買到的長波紫外線燈管表面通常都是深紫色,開啟之後只有少量的紫色可見光會透射出來(圖13)。

圖13 帶有伍德式玻璃的長波紫外線燈管。(資料來源:維基百科

手電筒型式的長波紫外線燈通常是以LED作為光源,採購LED為光源的紫外線燈通常要注意二件事,一是紫外線的波長為365nm,一是光源要配備有伍德式玻璃濾鏡,俗稱「黑鏡」。一般的捕蚊燈、殺菌燈、固化器、牙菌斑檢測器或驗鈔筆,通常都沒有加濾鏡,甚至波長也不是365nm。使用在螢光較強的礦物還是有用,但遇到螢光較弱的螢光礦物就不容易進行觀察。

短波紫外線的燈具同樣是以汞蒸氣做成的燈管為主,汞蒸氣的輻射峰值接近254nm。但由於一般玻璃會吸收這個波段的電磁波,所以短波紫外線的燈管會以石英玻璃為材質。短波紫外線燈管的可見光很強,如果沒有經過適當地過濾光線,可見光會掩蓋住礦物的螢光。目前市面上常用的濾光鏡是ZWB3這個型號(圖14),這個濾鏡主要可以吸收掉可見光,讓紫外線和紅外線通過。加上汞蒸氣燈管的輻射峰值大約是254nm,搭配起來就可以當作短波紫外線的光源。

圖14 ZWB3的光線通過頻譜,圖中黑線代表ZWB3能夠通過的電磁波波長。(資料來源:百度百科

使用上要特別注意的是短波紫外線會對人體和眼睛造成傷害,破壞DNA的結構。所以使用上請不要長時間照射皮膚或用眼睛直視。

至於中波紫外線(320nm)燈則是比較少用,我也不清楚要怎麼自己準備。

關於螢光燈具和螢光礦物該去哪裡買,可以參考以下的說明:
照螢光礦物的(長波)紫外燈採買經驗
螢光礦物展示箱DIY(短波紫外線)
買螢光礦物的經驗和建議

1.前言
2.甚麼是螢光礦物?
3.顏色、光線與電磁波
4.螢光礦物的發光原理
5.常見的螢光礦物
6.妨礙螢光生成的「有害」元素
7.準備紫外線燈具和螢光礦物

3 thoughts on “螢光礦物的發光原理簡介

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