紫外线灯下的矿石

什么是荧光矿物质？

荧光矿物是某些矿物，当暴露于紫外线（光）时它们会发出可见光。描述这种荧光过程的另一种方式是，当不可见的短波辐射被一种材料吸收，然后被转换并重新发射为更长的波长时。这个更长的波长是我们能够看到的可见光。可见光也称为“白光”。我们能够看到的波长范围从400纳米（nm）到700纳米（nm）。紫外线的不可见波长范围为200nm至400nm。

大多数荧光矿物质都需要能激发荧光的活化剂。活化剂是矿物的一种杂质。锰是最常见的活化剂之一。激活剂负责荧光的类型。当暴露于不同的活化剂时，矿物可能发出不同的颜色或亮度。

根据您的矿物质，它对紫外线的反应会有所不同。有些可能会产生明亮而鲜明的色彩，而另一些则几乎看不见。根据您用来照亮被摄对象的紫外线灯的类型，标本的反应也会有所不同。紫外线灯的三种主要类型是长波紫外线灯，中波紫外线灯和短波紫外线灯。顾名思义，它们会发出不同波长的紫外线光谱。

我在这里使用的矿物是方解石，硅铝石和萤石。每个样本的图案，矿物质浓度和亮度均不同。我用短波灯照亮了这些矿物质，最能展现出它们鲜艳的色彩。这些样品中的一些样品，例如硅铝石和方解石晶体显示出磷光。磷光是指即使激发源消失了，矿物仍继续发光。

在前三个图像中明显可见的黑色矿物是一种名为富兰克林石的矿物。富兰克林石是锌铁矿。富兰克林石以发现它的小镇新泽西州富兰克林的名字命名。富兰克林石不发荧光，但经常与方解石和硅铝石一起发现。我是从新泽西州奥格登斯堡斯特林山矿场的 一个采石场中手工挑选的硅藻土和方解石标本。斯特林山矿山曾经是锌矿，现在用作荧光矿产的博物馆和采石场。

方解石

这个标本的大部分是方解石。在白光下，您可以通过其乳白色外观找到这种矿物。方解石发出荧光时会发出红色/橙色。在其他情况下，方解石的颜色则更暗一些，呈红色，就像页面顶部的个图像一样。图像中间的几个绿色区域是少量的硅藻土。这可能是由填满裂缝的硅铝石粉末引起的。该图像以1：2的放大倍率拍摄。

锌矿 

这些图像中显示的矿物是硅铝石。在白光下，硅藻土可以通过其棕褐色来识别。当被紫外线照射时，硅藻土会发出鲜艳的绿色。该图像以1：1.5的放大倍率拍摄。

硅灰石和钙硅石 

该标本同时含有硅铝石和方解石。在白光下，顶部为方解石，下部为硅藻土。在紫外线照射的图像中，橙色矿物为方解石，绿色矿物为硅铝石。两个黑色区域是两个富兰克林石晶体。该图像以1：2的放大倍率拍摄。

萤石 

该样品含有萤石晶体。在白光下，这些萤石晶体很难在样品中看到，但是在发荧光时，它们会变得非常明显。在第二张图像中，可以看到萤石发出了蓝环晶体发出的荧光。该图像以1：4的放大倍率拍摄。

钙晶 

该样品是方解石晶体。该样品不是光学方解石质量的理想类型。该方解石的晶体分裂为菱面体。除了朝向页面顶部的方解石的橙色荧光之外，该方解石还具有蓝色荧光。该晶体还显示出来自不确定来源的绿色荧光。该方解石晶体具有约2.5秒的长磷光。该图像以1：4的放大倍率拍摄。

摄影技术和设置

我决定将这些荧光矿物质并排呈现为两个图像，因为如果在自然光下进行比较，似乎可以更好地理解荧光现象。为了做到这一点，我创建了一个照明设置，可以同时用作两个图像的照明。

对于白光设置，我使用了两个白炽灯。灯位于样品的每一侧。一个显而易见的问题是晶体正在反射我的光源并产生热点。我通过散射光轻松地克服了这个问题。它以两个塑料杯的形式出现在两个灯上。带扩散器的灯离样品约三到四英寸。我还在矿物质下面放了一块黑色天鹅绒作为背景。

对于紫外线照明，我将短波紫外线灯用胶带绑在一个小的立管插孔上。这使我可以轻松地将灯从场景中取出，以拍摄自然光。这也让我升高或降低UV紫外光源以针对每个主题进行调整。灯的形状有点笨拙，因此将UV紫外光源摆在千斤顶上是很有帮助的。

之所以决定拍摄一些标本的宏观图像，是因为我的紫外线光源不是很大。在较大的拍摄对象上，灯泡无法覆盖所需的整个区域。短波紫外线灯相当昂贵。这个特殊的灯包含一个4W的灯管。这些类型的灯通常称为“黑灯”。我建议使用这种类型的灯时要小心。戴防紫外线防护眼镜是安全的预防措施，因为长时间暴露会对眼睛造成危险。

我使用的摄影器材是佳能Digital Rebel，105mm Sigma镜头，1 gig CF卡和复印架。在拍摄过程中，复印架是非常有用的设备。它使我能够保持相机静止不动，同时保持与被摄体水平。与佳能Rebel一起，我使用了遥控器来触发曝光。遥控器减少了我实际触摸相机拍摄照片时产生的振动。

荧光矿物在尝试拍照时会产生一些问题。荧光发射通常非常弱。为了获得合理的曝光，我将ISO提升到1600，平均快门速度为15秒。尽管这使我可以更接近所需的曝光，但是1600的ISO给我带来了嘈杂的图像。我原本希望图像中出现更多的噪点，但很高兴我得到了比预期更好的结果。一些标本对于捕获它们有不同的摄影要求。方解石的暴露时间是鲜绿色的硅铝石的两倍。更具挑战性的标本是同时包含方解石和硅灰石的标本。对于这些标本，我必须对每种矿物分别进行两次曝光，以免丢失细节。