I minerali luminescenti

Entrando in un museo mineralogico notiamo che, in quell'ambiente di solito piuttosto buio, i minerali emettono luci di vari colori;

osservando più attentamente, ci accorgiamo della presenza di alcune lampade accese:

esse, tuttavia, non sembrano emanare altro che un po' di luce violetta, di intensità nettamente inferiore, e di colore in genere diverso, rispetto a quella spriionata dai minerali.

Se potessimo spegnere le lampade, però, i minerali non brillerebbero più:

non si tratta dunque di fosforescenza - fenomeno grazie alla quale le sostanze, anche in assenza di stimoli esterni, continuano a emettere luce almeno per un certo tempo - bensì di fluorescenza:

essa consiste nel fatto che una sostanza (in questo caso il minerale), essendo stimolata da un fattore esterno (la luce ultra-violetta), trasforma continuamente una radiazione invisibile all'occhio in una visibile, di una certa lunghezza d'onda e, quindi, di un certo colore.

Infatti la luce ultra-violetta delle lampade, che ha una frequenza superiore a quella massima percepibile dall'occhio umano, viene assorbita dai minerali ed emessa immediatamente sotto forma di luce visibile.

lampada uv

Vi sono minerali fluorescenti solamente in presenza di un certo tipo di luce ultra-violetta, e cioè di quella a lunghezza d'onda relativamente lunga (3600 Å, contro i 4000 Å del violetto, ultimo colore visibile dall'iride);

altri invece richiedono lunghezze d'onda più corte (circa 2500 Å).

per questo motivo esistono in commercio lampade ultraviolette (spesso portatili, a onda corta o lunga) che vengono correntemente impiegate proprio nello studio dei minerali.

Ma si può avere fluorescenza anche con altri tipi di radiazioni, come i raggi X, i raggi gamma, i fasci di elettroni, ecc.;

gli schermi vecchi dei televisori, per esempio, sono cosparsi, nella parte rivolta all'osservatore, di materiale fluorescente;

televisore a tubo catodico

per questo, quando vengono colpiti dal fascio di elettroni del tubo catodico, emettono luce.

Negli apparecchi a colori, invece, si sfruttano sostanze fluorescenti in tre diverse tinte (in genere rosso, verde e azzurro-viola), che vengono colpite da tre fasci di elettroni di energia differente, ognuna delle quali è calibrata per 'eccitare' solo un certo colore.

Analogamente, nei comuni tubi fluorescenti la luce emessa dai vapori di mercurio all'interno è assai ricca di raggi ultravioletti che, sulla superficie interna del tubo, vengono trasformati da una miscela di sostanze fluorescenti in luce visibile.

Tra i minerali fluorescenti si può menzionare in primo luogo la fluorite, da cui questo fenomeno ha preso il nome.

fluorite

Non tutta la fluorite è però fluorescente e nemmeno tutti gli esemplari emettono luce dello stesso colore:

il più comune è il viola, ma si hanno campioni fluorescenti in verde, in bianco, e così via.

Anche la calcite è assai spesso fluorescente:

calcite

prevale il rosso, ma esiste tutta una gamma di diversi colori, per quanto più rari.

Fluorite e calcite, sono particolarmente sensibili alla luce ultravioletta a onda lunga, mentre scheelite e zircone, per esempio, manifestano questo fenomeno solo con luce a onda corta.

Scheelite (Rob Lavinsky)

In alcuni minerali, tra i quali appunto la scheelite, ma soprattutto in qualche minerale uranifero, come autunite,liebigite e altri, la fluorescenza si manifesta sempre e quindi può essere considerata una proprietà intrinseca della specie.

Liebigite (Rob Lavinsky)

A parte le miniere di uranio, vi sono alcune zone ricchissime di minerali fluorescenti, spesso presenti contemporaneamente nello stesso campione in colori ben distinti (rosso, verde, azzurro, bianco):

tra queste località si possono citare Langban, in Svezia, e Franklin, nel New Jersey.

Autunite (Rob Lavinsky)

Dopo essere stati esposti a una forte illuminazione - specie se particolarmente ricca di raggi ultravioletti - alcuni minerali continuano a emettere luce per un certo tempo:

in questo caso ci troviamo di fronte, come abbiamo precedentemente accennato, a un altro importante fenomeno, quello della fosforescenza.

Si hanno spesso casi di fosforescenza nello stesso minerale.

Un esempio significativo ci viene fornito dai cristalli di gesso, in genere provenienti da miniere di sale:

Gesso

se vengono collocati in un ambiente piuttosto buio e quindi illuminati con una lampada a luce ultravioletta, essi emaneranno luce bianca (fluorescenza);

spegnendo subito dopo la lampada, il loro colore si trasformerà in giallo vivo (fosforescenza).

Infine, alcuni minerali si illuminano se vengono sottoposti ad azioni meccaniche (rottura, polverizzazione, sfregamento violento, e così via);

questo singolare fenomeno è detto triboluminescenza:

un esempio tipico è quello di una sfalerite(blenda), proveniente da una località sudafricana.

Sfalerite