トリボルミネセンス 材料が摩擦、破砕、またはその他の裂け目から光を生成する発光の一種です。この言葉はギリシャ語とラテン語に由来し、本質的に「こすった光」を意味します。トライボルミネセンスの簡単な例としては、ウィンターグリーン キャンディーを砕いたときの青い光や、水晶をこすり合わせたときの黄色の光などがあります。
摩擦ルミネッセンスがどのように機能するかを詳しく見て、それを簡単に確認する方法を探ってください。
トライボルミネセンスの仕組み
引き裂かれたり壊れたりしたときに、マテリアルが光を生成する方法はいくつかあります。まず、機械的応力が電子にエネルギーを与えます。励起された電子がより安定した状態に戻ると、光を放出します。もう1つのメカニズムは、この作用によって電荷が分離され、それらが再結合したときに光を放出することです。 3 番目の可能性は、応力が分子 (トラップされたガスなど) をイオン化する電流を生成し、それらを発光させることです。
摩擦、引き裂き、粉砕によって熱がいくらか放出されますが、光は白熱によるものではありません。したがって、トライボルミネセンスの別名は冷光です。
閃光にはさまざまな色があります。最も一般的な色は、青、白、黄、オレンジ、および赤です。放出される光は、可視スペクトルを超える場合があります。たとえば、摩擦ルミネッセンスは、紫外線や X 線を放出することがあります。高エネルギーの光は、リン光または蛍光化合物を活性化し、目に見える色の光を生成することがあります。
トライボルミネセンスとピエゾルミネッセンス
関連する現象はピエゾルミネッセンスと呼ばれます。 ピエゾルミネッセンス 、光は破壊ではなく変形から生じます。このため、摩擦ルミネセンスの別名はフラクトルミネセンスです。どちらの現象も機械発光の一種です 、これは機械的作用による光です。多くの材料は、摩擦ルミネセンスとピエゾルミネセンスの両方を備えています。通常、分子または結晶は、不純物を含んでいるか、非対称の形状を持っているか、または電荷の分離と収集を可能にするその他の不規則性を示しています。
トライボルミネセンスの例
トライボルミネセンスを自分で見たい場合は、多くのオプションがあります。暗い部屋または薄暗い部屋でのトライボルミネセンスの例をご覧ください:
- シュガーとウィントオー グリーンのライフセーバー :角砂糖やハードキャンディーを砕くと青い光が放出されます。この場合、結果は小さな稲妻です。スクロースの結晶を壊すと、正電荷と負電荷が分離されます。十分な電荷が蓄積すると、小さな静電気が発生し、空気中の窒素がイオン化されます。窒素は紫外線と青色光を放出します。 Wint-O-Green Lifesaver キャンディーは、サリチル酸メチル (ウィンターグリーンのフレーバー) が蛍光性であるため、特によく光ります。そのため、摩擦ルミネッセンスによる紫外光がサリチル酸メチルの電子を励起し、さらに多くの青色光を生成します。
- 氷 :冷凍庫から取り出したばかりの製氷皿を割ると、光が放出されます。この光の多くは紫外線ですが、青い輝きもあります。
- テープ :ダクトテープまたは通常の粘着テープ (例:スコッチ テープ) をすばやく引きはがすと、青色に光ります。他の接着剤も光ります。密封された封筒、Band-Aid™ ラッパー、および摩擦テープが、表面から引き離されるときに光る線を作ります。テープも X 線を放出しますが、空気がそのほとんどを吸収します。
- クォーツ クリスタル :水晶をこすり合わせると、黄色の光が発生します。 Uncompahgre Ute は、生皮のガラガラにクォーツ クリスタルを入れ、暗闇で振ると光が点滅します。クォーツの大きな塊（ローズクォーツやアメジストを含む）を使用できます。夜に非常に乾いた砂の上を歩くと、同様に光が放出されます。
- タイル :セラミック タイルをウォーター ジェットで切断すると、黄色またはオレンジ色の光が放出されます。
- ダイヤモンド :目にすることはないかもしれませんが、一部のダイヤモンドをファセットカットすると、赤または青の光が発生します。
目には見えませんが、生体組織もトライボルミネセンスを示します。食べ物を噛んだり、椎骨を動かしたり、血液循環を行ったりすると、摩擦ルミネッセンスの光がわずかに放出されます。
トライボルミネセンス化合物には、ユーロピウム テトラキス (ジベンゾイルメチド) トリエチルアンモニウム (明るい赤色)、N-アセチルアントラニル酸 (深い青色)、およびトリフェニルホスフィンビス(ピリジン) チオシアナト銅 (I) (明るい青色) が含まれます。
トライボルミネセンスを示す鉱物
摩擦ルミネッセンスを示す鉱物は石英だけではありません。地質学者は、結晶鉱物の約 50% が摩擦発光性であると推定しています。たとえば、光を生成する多くの鉱物の一部を以下に示します:
- アンブリゴナイト
- 方解石
- 長石
- フローライト
- レピドライト
- マイカ
- 白雲母
- オパール (時々)
- ペクトライト
- 閃亜鉛鉱
- クォーツ
ほとんどの場合、これらの鉱物はオレンジ色、黄色、または白色の光を生成します.
参考文献
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