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為什麽暴露在太多光線下紫水晶的顏色會褪色?



眾所周知,如果晶體長時間暴露在光線下,那麽紫晶石英($ \ ce {SiO2} $)特有的紫色將會消失。這種變化的基本機制是什麽?

轉載註明原文: 為什麽暴露在太多光線下紫水晶的顏色會褪色?

一共有 2 個回答:

紫水晶在陽光下失去顏色的原因不在於晶體結構中的雜質是紫水晶紫色還是紫色。

根據幾個消息來源( 1 ),( 2 ),( 3 ),顏色的主要來源是自然發光的四價鐵$ \ ce {Fe ^ {4 +}} $,它是通過自然發生的γ輻射改變三價鐵形成的, Fe ^ {3 +}} $結晶( 3 )。其他元素以雜質形式存在,但對於所產生的顏色而言,重要性要少得多( 3 )。

在正常的表面條件下,鐵的四價態固有地不穩定,並且該過程由於長時間暴露於自然陽光而是可逆的( 3 )。一些研究和實驗已經證明,一些漂白是由太陽光的紫外線部分引起的( 4 )。

參考 </強>

(1) Amethyst, Mindat.org

(2) Dudushenko et al. 2003, What Oxidation State of Iron Determines the Amethyst Colour?, ICAME 2003

(3) Hatipoğlu et al. 2011, Spectral, electron microscopic and chemical investigations of gamma-induced purple color zonings in amethyst crystals from the Dursunbey-Balıkesir region of Turkey, Radiation Effects and Defects in Solids: Incorporating Plasma Science and Plasma Technology

(4) Nunes et al. 2013, Spectroscopic study of natural quartz samples, Radiation Physics and Chemistry

礦物的顏色可以由各種機制引起。紫水晶也是如此,紫水晶是各種石英($ \ ce {SiO2} $),可以在許多顏色中找到。

導致礦物中顏色產生的主要因素歸入五類:

  1. 礦物成分必不可少的元素
  2. 的存在
  3. 存在少量化學雜質
  4. 晶體結構中的物理缺陷
  5. 非常細小的雜質的機械混合物
  6. 礦物中存在精細間隔的結構

有關礦物質顏色原因的更多信息,請參閱這些頁面。

如果您搜索“Quartz中的色彩中心”,您會發現有關此主題的大量文獻。石英中的某些色心可以通過用光或X射線照射晶體來產生或破壞。

礦物顏色的定量測量和研究稱為礦物光譜學