FLUORESZENZ – WAS IST DAS?

Das Phänomen der leuchtenden Steine wurde erstmals 1852 von George Gabriel Stokes beim Mineral Fluorit beobachtet. Daher kommt auch die Bezeichnung Fluoreszenz.

Fluoreszenz bezeichnet die Emission von Licht, die beim Übergang eines elektronisch angeregten Systems zurück in einen Zustand niedrigerer Energie erfolgt. Dies geschieht zum Beispiel, wenn Mineralien mit ultraviolettem Licht bestrahlt werden, Photonen werden absorbiert und Elektronen in ein energetisch höheres Orbital gehoben. Fallendiese auf ihr ursprüngliches Niveau zurück, wird die freiwerdende Energie als Wärme bzw. Licht (Fluoreszenz) abgegeben.

Die Erscheinungen von Fluoreszenz und Phosphoreszenz werden sowohl mit Störungen im Kristallgitterbau als auch in dieses eingebaute Fremdionen, bspw. in Form von Verbindungen oder Atomen begründet.

Elemente die verantwortlich für die Farbgebung der Photolumineszenz sind, werden Aktivatoren genannt. Welche das sind ist schwer zu erkennen und variieren mit und innerhalb von verschiedenen Mineralien. Untersuchungen an lumineszierenden Mineralien haben jedoch ergeben, dass Beimengungen von Eisen entsprechende Leuchteffekte unterbinden, währenddessen Uranverbindungen, Chrom, Mangan, Wolframate und Molybdate sich förderlich auf die Lumineszenz auswirken.

Um das Leuchten von Mineralien oder Edelsteinen zu provozieren, ist es zunächst notwendig, diese vom energetischen Grundzustand auf ein höheres Energieniveau zu befördern. Die Stimulation der Teilchen wird fur die meisten UV Mineralien nur unter den speziellen Lampen mit einer bestimmten Lichtwellenlänge erzeugt (UV KW – »UVC« kurzwellige Licht 254 nm, UV LW - »UVA« langwellige Licht 365 nm usw.).

Auf dem Weg zurück zum Energieausgangsniveau gibt das Mineral diese Energie in Form von Strahlung bzw. Leuchten ab.

UV-Licht schädigt die Augen.

Schauen Sie nicht direkt auf die Strahlungsquelle - das Licht.

(In die Vitrine sind die Lichter so positioniert, dass kein direkter blick auf die beleuchtung möglich ist).

Was steckt hinter dem Geheimnis der leuchtenden Steine?

Bestimmte Mineralien leuchten in spektakulären Farbkombinationen, wenn sie mit UV-Licht bestrahlt werden. Magie? Physik!

Autor: Anatol Hug

Das Phänomen der leuchtenden Steine wurde erstmals 1852 von George Gabriel Stokes beim Mineral Fluorit beobachtet. Daher kommt auch die Bezeichnung Fluoreszenz.

Bisher sind etwa 200 Mineralien bekannt, die in den aufregendsten Farbkombinationen und mit unglaublichen Effekten fluoreszieren. Doch was bringt die Steine zum Leuchten?

Sichtbares und unsichtbares Licht

Um das zu verstehen, muss man zuerst wissen, was denn eigentlich das Licht ist, das unsere Augen wahrnehmen können: Sichtbares Licht ist jener Teil der elektromagnetischen Strahlung von der Sonne, welchen wir mit unseren Augen wahrnehmen können.

Diese elektromagnetische Energie wandert in Wellen durch den Raum. Man kann diese Wellen mit denen vergleichen, die ein in ruhiges Wasser geworfener Kieselstein auslöst. Den Abstand zwischen den elektrischen Wellen bezeichnet man als Wellenlänge.

Der für Menschen sichtbare Bereich der elektromagnetischen Strahlung ist eng begrenzt. Ultraviolett (mit kurzer Wellenlänge) und Infrarot (mit langer Wellenlänge) werden zwar von einigen Tieren wahrgenommen, nicht aber von uns Menschen.

Farbe aus dem Nichts

Wenn Lichtstrahlen auf Gegenstände treffen, werden sie normalerweise zurückgeworfen – dies macht die Gegenstände für unser Auge sichtbar. Bei der Fluoreszenz handelt es sich um eine Art Transformation von Strahlen aus einer für uns unsichtbaren Wellenlänge (UV-Strahlung) in eine sichtbare Wellenlänge (Licht).

Und das funktioniert so: Die einstrahlende Wellenlänge der UV-Lampe wird vom Gestein zum Teil aufgenommen. Die Energie des UV-Strahls wird also zu einem Teil «verzehrt».

Die übriggebliebene Energie wird vom Stein wieder abgestrahlt – durch den Energieverlust aber in einer anderen Wellenlänge. Und bei einigen Mineralien liegt die Wellenlänge der Abstrahlung im für den Menschen sichtbaren Bereich. In solchen Fällen beginnt der Stein zu leuchten – und Physik wird magisch.