4礦物的物理性質(zhì)-光學(xué)性質(zhì)

1、結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程第五章第五章 礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)前言前言 礦物的物理性質(zhì)取決于礦物本身的礦物的物理性質(zhì)取決于礦物本身的化學(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)?；瘜W(xué)成分和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。不同種礦物，由于其成分和結(jié)構(gòu)不同，物理性質(zhì)不同，不同種礦物，由于其成分和結(jié)構(gòu)不同，物理性質(zhì)不同，可以可以借助物理性質(zhì)的差異來(lái)識(shí)別礦物借助物理性質(zhì)的差異來(lái)識(shí)別礦物。不同礦物其形成條件不同，其物理性質(zhì)往往發(fā)生微細(xì)的不同礦物其形成條件不同，其物理性質(zhì)往往發(fā)生微細(xì)的變化，為此可為人們提供變化，為此可為人們提供礦物成因礦物成因方面的信息。方面的信息。

2、結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程礦物的物理性質(zhì)有著廣泛的應(yīng)用：如利用礦物的物理性質(zhì)有著廣泛的應(yīng)用：如利用剛玉的高硬度剛玉的高硬度作為研磨材料；利用作為研磨材料；利用石英的壓電性石英的壓電性在電子工業(yè)中作振蕩元在電子工業(yè)中作振蕩元件，重晶石因件，重晶石因密度大密度大可作為鉆井泥漿的加重劑?？勺鳛殂@井泥漿的加重劑。隨著近代科學(xué)的發(fā)展，礦物廣泛地進(jìn)入了新的技術(shù)領(lǐng)域，隨著近代科學(xué)的發(fā)展，礦物廣泛地進(jìn)入了新的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是某些尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，都需要具有某些具有特尤其是某些尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，都需要具有某些具有特殊性能的礦物材

3、料。殊性能的礦物材料。 如如冰洲石冰洲石因可獲得偏振光而成為因可獲得偏振光而成為激光的偏光材料激光的偏光材料; ;石墨石墨因相對(duì)密度小，耐高溫，在航空、航天工業(yè)因相對(duì)密度小，耐高溫，在航空、航天工業(yè)用作輕質(zhì)材料用作輕質(zhì)材料。因此，研究礦物的性質(zhì)將大大促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和高科技的發(fā)因此，研究礦物的性質(zhì)將大大促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和高科技的發(fā)展。展。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程一、礦物的光學(xué)性質(zhì)一、礦物的光學(xué)性質(zhì) 礦物的光學(xué)性質(zhì)指礦物礦物的光學(xué)性質(zhì)指礦物對(duì)光線的吸收、反射和折射對(duì)光線的吸收、反射和折射時(shí)時(shí)所表現(xiàn)的各種性質(zhì)，以及由礦物所表

4、現(xiàn)的各種性質(zhì)，以及由礦物晶體裂隙晶體裂隙引起的光線引起的光線干干涉和散射涉和散射等現(xiàn)象。等現(xiàn)象。其光學(xué)性質(zhì)包括礦物的其光學(xué)性質(zhì)包括礦物的顏色、條痕、光澤和透明度顏色、條痕、光澤和透明度等等。 1 1礦物的顏色礦物的顏色 礦物的顏色最明顯、最直觀礦物的顏色最明顯、最直觀，對(duì)可見(jiàn)光進(jìn)行對(duì)可見(jiàn)光進(jìn)行選擇性吸選擇性吸收收是礦物呈現(xiàn)顏色的主要原因。是礦物呈現(xiàn)顏色的主要原因。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程可見(jiàn)光波波長(zhǎng)約在可見(jiàn)光波波長(zhǎng)約在390390一一760nm760nm之間，波長(zhǎng)由長(zhǎng)至短依次之間，波長(zhǎng)由長(zhǎng)至短依次顯示顯示紅、橙、

5、黃、綠、藍(lán)、靛、紫紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等色；可見(jiàn)光的混合色等色；可見(jiàn)光的混合色就是白色。就是白色。不同顏色的光波，用不同顏色的光波，用不同波長(zhǎng)不同波長(zhǎng)來(lái)表示，單位為來(lái)表示，單位為納米納米(nm(nm） ，或用，或用波數(shù)波數(shù)(cm(cm-1-1) )表示；如果以表示；如果以能量能量表示時(shí)，則用表示時(shí)，則用電子伏待電子伏待(ev)(ev)表示。表示。波數(shù)是每厘米波長(zhǎng)的數(shù)目，波數(shù)是每厘米波長(zhǎng)的數(shù)目，其數(shù)值等于波長(zhǎng)的倒數(shù)其數(shù)值等于波長(zhǎng)的倒數(shù)。以。以波數(shù)表示波長(zhǎng)時(shí)，可以直接轉(zhuǎn)換為能量單位。波數(shù)表示波長(zhǎng)時(shí)，可以直接轉(zhuǎn)換為能量單位。 1cm1cm-1-12.859cal=1.242.859cal=1.

6、241010-4-4eV(1cal=4.1868JeV(1cal=4.1868J）; ; 1ev=8066cm1ev=8066cm-1-1=1.602189=1.6021891010-19-19J)J)。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程 2 2、礦物的呈色機(jī)理、礦物的呈色機(jī)理 礦物受白光照射時(shí)，對(duì)光產(chǎn)生礦物受白光照射時(shí)，對(duì)光產(chǎn)生吸收、反射和透射吸收、反射和透射等各等各種光學(xué)現(xiàn)象。種光學(xué)現(xiàn)象。如果礦物對(duì)光如果礦物對(duì)光全

7、部吸收全部吸收，礦物，礦物呈黑色呈黑色；如果礦物對(duì)白光中所有波長(zhǎng)的色光如果礦物對(duì)白光中所有波長(zhǎng)的色光均勻吸收均勻吸收，則礦物，則礦物呈呈灰色灰色，基本上都不吸收則為無(wú)色或白色基本上都不吸收則為無(wú)色或白色。如果礦物只如果礦物只選擇吸收選擇吸收某些波長(zhǎng)的色光，而透過(guò)或反射出某些波長(zhǎng)的色光，而透過(guò)或反射出另一些色光，則礦物就呈現(xiàn)相應(yīng)顏色。另一些色光，則礦物就呈現(xiàn)相應(yīng)顏色。礦物所吸收的顏色和觀察到的光的顏色之間存在礦物所吸收的顏色和觀察到的光的顏色之間存在互補(bǔ)關(guān)互補(bǔ)關(guān)系系（如表（如表H H一一4141）。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物

8、加工工程結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程 3 3、礦物的呈色機(jī)理、礦物的呈色機(jī)理 （1 1）過(guò)渡金屬離子內(nèi)部的電子躍遷過(guò)渡金屬離子內(nèi)部的電子躍遷 含過(guò)渡型離子的礦物含過(guò)渡型離子的礦物呈色的主要方式。呈色的主要方式。 在過(guò)渡金屬元素的晶體結(jié)構(gòu)中，陽(yáng)離子都具有在過(guò)渡金屬元素的晶體結(jié)構(gòu)中，陽(yáng)離子都具有未填滿未填滿的的d d或或f f電子亞層電子亞層。 過(guò)渡金屬離子周?chē)倪^(guò)渡金屬離子周?chē)呐湮魂庪x子配位陰離子( (配位體配位體) )可視為可視為點(diǎn)電點(diǎn)電荷荷，在這些點(diǎn)電荷的靜電場(chǎng)作用下，原來(lái)屬于同一能級(jí)的在這些點(diǎn)電荷的靜電場(chǎng)作用下

9、，原來(lái)屬于同一能級(jí)的d d或或f f亞層將發(fā)生分裂亞層將發(fā)生分裂，使離子外層電子軌道重新排列，使離子外層電子軌道重新排列，為為維持新的軌道狀態(tài)，需要吸收一定波長(zhǎng)的可見(jiàn)光維持新的軌道狀態(tài)，需要吸收一定波長(zhǎng)的可見(jiàn)光，晶體因，晶體因此呈色。此呈色。 結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程 注解：注解：1.1.在這個(gè)過(guò)程中，電子是在同一個(gè)離子的內(nèi)部軌道間的在這個(gè)過(guò)程中，電子是在同一個(gè)離子的內(nèi)部軌道間的躍遷躍遷( (即即d-dd-d躍遷或躍遷或f-ff-f躍遷躍遷) )，并不是從一個(gè)離子向另一，并不是從一個(gè)離子向另一個(gè)離子躍遷，故稱(chēng)個(gè)離

10、子躍遷，故稱(chēng)離子內(nèi)部的電子躍遷離子內(nèi)部的電子躍遷。實(shí)例：實(shí)例：紅寶石紅寶石( (含鉻的剛玉含鉻的剛玉A1A12 2O O3 3) )，在其晶體結(jié)構(gòu)中，在其晶體結(jié)構(gòu)中，A1A13+3+被被CrCr3+3+代替，代替，CrCr3+3+在畸變的八面體中受到配位陰離子在畸變的八面體中受到配位陰離子O O2-2-的作用，發(fā)生的作用，發(fā)生d-dd-d躍遷，其能量差躍遷，其能量差相應(yīng)于籃綠色光所相應(yīng)于籃綠色光所具有的能量具有的能量，自然光照射時(shí)，吸收藍(lán)綠色光，故呈紅色。，自然光照射時(shí)，吸收藍(lán)綠色光，故呈紅色。2. 2. 過(guò)渡型元素過(guò)渡型元素( (主要是主要是TiTi、V V、CrCr、MnMn、FeFe、C

11、oCo、Ni)Ni)，及及CuCu、TRTR和和U U等離子，等離子，都可使礦物呈色都可使礦物呈色，故稱(chēng)，故稱(chēng)色素離子。色素離子。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程注解：注解：1.1.同種離子在不同礦物中可呈不同顏色同種離子在不同礦物中可呈不同顏色。這是因?yàn)檐壍婪至选＿@是因?yàn)檐壍婪至旬a(chǎn)生的分裂能產(chǎn)生的分裂能不僅取決于過(guò)渡型金屬離子的種類(lèi)不僅取決于過(guò)渡型金屬離子的種類(lèi)，而巳與周?chē)庪x，而巳與周?chē)庪x子的種類(lèi)以及由這些陰離子組成的配位多面體的形狀有關(guān)。子的種類(lèi)以及由這些陰離子組成的配位多面體的形狀有關(guān)。 2.2.惰性氣體型離子

12、所構(gòu)成的礦物，通常無(wú)色惰性氣體型離子所構(gòu)成的礦物，通常無(wú)色。這是因?yàn)槎栊詺怏w。這是因?yàn)槎栊詺怏w型離子的型離子的P P軌道同其最鄰近的空軌道間的能量差值遠(yuǎn)比可見(jiàn)光的能軌道同其最鄰近的空軌道間的能量差值遠(yuǎn)比可見(jiàn)光的能量為大，其電子在可見(jiàn)光能量的作用下，不能被激發(fā)，不發(fā)生躍遷，量為大，其電子在可見(jiàn)光能量的作用下，不能被激發(fā)，不發(fā)生躍遷，從而可見(jiàn)光不能被吸收，因此礦物無(wú)色。從而可見(jiàn)光不能被吸收，因此礦物無(wú)色。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程(2)(2)離子間的電子轉(zhuǎn)移離子間的電子轉(zhuǎn)移 在在礦物晶體結(jié)構(gòu)礦物晶體結(jié)構(gòu)中，構(gòu)成共同分子

13、軌道的離子之間在中，構(gòu)成共同分子軌道的離子之間在一定能量光波作用下，電子可以從一個(gè)離子軌道躍遷到另一定能量光波作用下，電子可以從一個(gè)離子軌道躍遷到另一個(gè)離子軌道上，一個(gè)離子軌道上，這種發(fā)生在不同離子之間的電子躍遷稱(chēng)這種發(fā)生在不同離子之間的電子躍遷稱(chēng)為電子轉(zhuǎn)移為電子轉(zhuǎn)移( (或電荷轉(zhuǎn)移或電荷轉(zhuǎn)移) )。 伴隨著電子轉(zhuǎn)移，礦物對(duì)可見(jiàn)光有很強(qiáng)的吸收，使礦伴隨著電子轉(zhuǎn)移，礦物對(duì)可見(jiàn)光有很強(qiáng)的吸收，使礦物呈現(xiàn)不同的顏色。物呈現(xiàn)不同的顏色。實(shí)例：實(shí)例： 藍(lán)閃石晶體中存在著金屬離子藍(lán)閃石晶體中存在著金屬離子FeFe2+2+和和FeFe3+3+之間的電子之間的電子轉(zhuǎn)移而轉(zhuǎn)移而呈藍(lán)色呈藍(lán)色；石墨晶體石墨晶體結(jié)構(gòu)

14、中碳原子組成的六方網(wǎng)層，結(jié)構(gòu)中碳原子組成的六方網(wǎng)層，層內(nèi)層內(nèi)電子可以或多或少地電子可以或多或少地自由轉(zhuǎn)移自由轉(zhuǎn)移，造成強(qiáng)的光吸收呈，造成強(qiáng)的光吸收呈黑色黑色。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程 (3) (3)能帶間的電子躍遷能帶間的電子躍遷- -帶隙躍遷帶隙躍遷 根據(jù)能帶理論，根據(jù)能帶理論，晶體中的電子按照能量高低不同分別晶體中的電子按照能量高低不同分別位于各能帶中位于各能帶中，其描述的，其描述的能帶模型能帶模型有兩種：有兩種：其一，能帶的下部被電子占滿，為其一，能帶的下部被電子占滿，為滿帶滿帶（或稱(chēng)價(jià)帶），（或稱(chēng)價(jià)帶），

15、能能量較低量較低； 能帶的上部沒(méi)有被電子占滿，為能帶的上部沒(méi)有被電子占滿，為導(dǎo)帶導(dǎo)帶，其中的電子能量，其中的電子能量較高；二者之間是較高；二者之間是禁帶禁帶，禁帶的寬度隨礦物的鍵性不同而禁帶的寬度隨礦物的鍵性不同而不同不同; ;其二，其二，價(jià)帶與導(dǎo)帶部分重疊價(jià)帶與導(dǎo)帶部分重疊，中間沒(méi)有禁帶。，中間沒(méi)有禁帶。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程 當(dāng)自然光通過(guò)礦物時(shí)，礦物吸收能量，電子當(dāng)自然光通過(guò)礦物時(shí)，礦物吸收能量，電子從

16、滿帶向從滿帶向?qū)кS遷導(dǎo)帶躍遷，所需的能量取決于禁帶的寬度所需的能量取決于禁帶的寬度，即滿帶頂部與即滿帶頂部與導(dǎo)帶底部間的能量差導(dǎo)帶底部間的能量差，（能量間隔），（能量間隔），以，以EgEg表示表示。 若禁帶寬度大，所需的能量大，電子難以躍遷；反之若禁帶寬度大，所需的能量大，電子難以躍遷；反之則易于躍遷。則易于躍遷。不同礦物由于禁帶寬度不同而呈現(xiàn)各種顏色不同礦物由于禁帶寬度不同而呈現(xiàn)各種顏色。q 當(dāng)當(dāng)?shù)V物禁帶寬度窄礦物禁帶寬度窄( (Eg Eg 1.77eV)1.77eV)，甚至價(jià)帶與導(dǎo)帶，甚至價(jià)帶與導(dǎo)帶重疊（重疊（Eg Eg 0ev0ev）時(shí)，能量間隔均比可見(jiàn)光的能量小。）時(shí)，能量間隔均比可

17、見(jiàn)光的能量小?？梢?jiàn)光中的各種色光都可以使電子躍遷，可見(jiàn)光中的各種色光都可以使電子躍遷，各種波長(zhǎng)的可見(jiàn)各種波長(zhǎng)的可見(jiàn)光被大量吸收，礦物不透明。光被大量吸收，礦物不透明。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程躍遷到導(dǎo)帶上的電子不穩(wěn)定，又極易回到滿帶上，返回躍遷到導(dǎo)帶上的電子不穩(wěn)定，又極易回到滿帶上，返回時(shí)電子的大部分能量時(shí)電子的大部分能量以可見(jiàn)光的形式輻射以可見(jiàn)光的形式輻射，此時(shí)礦物具有，此時(shí)礦物具有很強(qiáng)的反射能力，使晶體具有很強(qiáng)的反射能力，使晶體具有金屬顏色和金屬光澤金屬顏色和金屬光澤。如果礦物對(duì)各種色光大致均勻地吸收并再輻射時(shí)

18、，根據(jù)如果礦物對(duì)各種色光大致均勻地吸收并再輻射時(shí)，根據(jù)反射率大小不同，分別可呈現(xiàn)反射率大小不同，分別可呈現(xiàn)銀白、錫白、鋼灰、鉻灰、銀白、錫白、鋼灰、鉻灰、鐵黑鐵黑等金屬顏色。等金屬顏色。實(shí)例：實(shí)例：自然金屬元素的自然金屬元素的Eg Eg 0ev0ev，如自然金、自然銅；，如自然金、自然銅；部分硫化物部分硫化物( (如黃鐵礦、方鉛礦如黃鐵礦、方鉛礦) ) Eg Eg 1.7eV1.7eV。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程q 當(dāng)?shù)V物當(dāng)?shù)V物禁帶寬度中等禁帶寬度中等(1.773.10ev)(1.773.10ev)時(shí)，時(shí)，能量間隔

19、在能量間隔在可見(jiàn)光區(qū)范圍內(nèi)可見(jiàn)光區(qū)范圍內(nèi)，礦物可，礦物可選擇吸收能量選擇吸收能量比自身比自身EgEg大的各大的各種色光，使電子躍遷而呈色。種色光，使電子躍遷而呈色。 如辰砂如辰砂Eg Eg 2.0 ev2.0 ev，能選擇吸收黃、綠、青、藍(lán)、，能選擇吸收黃、綠、青、藍(lán)、紫色光，透過(guò)橙、紅色光而呈紅色。紫色光，透過(guò)橙、紅色光而呈紅色。q當(dāng)當(dāng)?shù)V物禁帶寬度大礦物禁帶寬度大( (Eg Eg 3.10ev)3.10ev)時(shí)，其能量間隔比時(shí)，其能量間隔比可見(jiàn)光的能量大?？梢?jiàn)光的能量大。 在在正常情況下正常情況下，可見(jiàn)光范圍內(nèi)的能量都不能使電子躍可見(jiàn)光范圍內(nèi)的能量都不能使電子躍遷遷，光不能被吸收，光不能被吸

20、收而大部分透過(guò)，礦物呈無(wú)色透明而大部分透過(guò)，礦物呈無(wú)色透明， 如如無(wú)色透明的金剛石，其無(wú)色透明的金剛石，其Eg Eg 5.5ev5.5ev。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程注解：注解：對(duì)于某些純凈的礦物，由于能帶間隔較大，本身不對(duì)于某些純凈的礦物，由于能帶間隔較大，本身不呈現(xiàn)顏色，但如果呈現(xiàn)顏色，但如果含有雜質(zhì)元素含有雜質(zhì)元素，在禁帶中可形成局部能，在禁帶中可形成局部能級(jí)，降低其能帶間隙，使礦物顏色發(fā)生變化。級(jí)，降低其能帶間隙，使礦物顏色發(fā)生變化。實(shí)例：如金剛石含實(shí)例：如金剛石含N N時(shí)呈黃色，含時(shí)呈黃色，含B B時(shí)則呈

21、藍(lán)色。時(shí)則呈藍(lán)色。(4)(4)色心色心 由于由于各種物理各種物理-化學(xué)因素化學(xué)因素的影響，在晶體局部范圍內(nèi)，的影響，在晶體局部范圍內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的排列偏離嚴(yán)格的周期性重復(fù)規(guī)律質(zhì)點(diǎn)的排列偏離嚴(yán)格的周期性重復(fù)規(guī)律，形成，形成晶格缺陷。晶格缺陷。色心概念：色心概念：晶體中能選擇吸收可見(jiàn)光而使晶體呈色的晶體中能選擇吸收可見(jiàn)光而使晶體呈色的點(diǎn)點(diǎn)缺陷缺陷稱(chēng)色心。色心的類(lèi)型很多，最常見(jiàn)是稱(chēng)色心。色心的類(lèi)型很多，最常見(jiàn)是F F心和心和V V心心。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程F F心心 F F心是晶體結(jié)構(gòu)中由于心是晶體結(jié)構(gòu)中由于陰離子缺位而

22、引起陰離子缺位而引起的的。陰離子。陰離子缺位時(shí)，空位成為一個(gè)帶正電荷的中心，它能捕獲電子，缺位時(shí)，空位成為一個(gè)帶正電荷的中心，它能捕獲電子，并將之束縛于該空位，并將之束縛于該空位，該種電子呈激發(fā)態(tài)，能吸收某種該種電子呈激發(fā)態(tài)，能吸收某種波長(zhǎng)的色光而使晶體呈色波長(zhǎng)的色光而使晶體呈色。 因此，因此，F(xiàn) F心是由心是由一個(gè)陰離子空位和一個(gè)受此空位電場(chǎng)一個(gè)陰離子空位和一個(gè)受此空位電場(chǎng)束縛的電子構(gòu)成，又稱(chēng)電子心束縛的電子構(gòu)成，又稱(chēng)電子心。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程F F心是由心是由一個(gè)陰離子空位和一個(gè)受此空位電場(chǎng)束縛的電子組

23、一個(gè)陰離子空位和一個(gè)受此空位電場(chǎng)束縛的電子組成成，又稱(chēng)為電子心。螢石就是由于存在，又稱(chēng)為電子心。螢石就是由于存在F F心而呈心而呈紫色紫色。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程V V心心 晶體結(jié)構(gòu)中由于晶體結(jié)構(gòu)中由于陽(yáng)離子缺位而產(chǎn)生陽(yáng)離子缺位而產(chǎn)生。 晶體中缺少一個(gè)陽(yáng)離子，等于附近增加了一個(gè)負(fù)電荷，晶體中缺少一個(gè)陽(yáng)離子，等于附近增加了一個(gè)負(fù)電荷，附近一個(gè)陰離子必須成為附近一個(gè)陰離子必須成為“空穴空穴”才能保持靜電平衡。才能保持靜電平衡。 因此，因此，V V心是由一個(gè)陽(yáng)離子空位捕獲一個(gè)心是由一個(gè)陽(yáng)離子空位捕獲一個(gè)“空穴空穴”所

24、組所組成，又稱(chēng)空穴心成，又稱(chēng)空穴心，是是F F心的反型體。心的反型體。注解注解1 1 ： 在同一種礦物晶體中，如果同時(shí)存在不同的色心，且在同一種礦物晶體中，如果同時(shí)存在不同的色心，且數(shù)量亦不相同時(shí)，將會(huì)引起不同的顏色，數(shù)量亦不相同時(shí)，將會(huì)引起不同的顏色，故一些晶體可呈故一些晶體可呈現(xiàn)多種顏色，現(xiàn)多種顏色，如螢石。如螢石。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程注解注解2 2 由于礦物的成分、結(jié)構(gòu)、鍵型非常復(fù)雜，引起礦物顏由于礦物的成分、結(jié)構(gòu)、鍵型非常復(fù)雜，引起礦物顏色變化的因素也是非常復(fù)雜，色變化的因素也是非常復(fù)雜，礦物的顏色往

25、往是多種呈色礦物的顏色往往是多種呈色機(jī)理所產(chǎn)生的總效應(yīng)機(jī)理所產(chǎn)生的總效應(yīng)。實(shí)例：藍(lán)寶石的藍(lán)色（含少量鐵、實(shí)例：藍(lán)寶石的藍(lán)色（含少量鐵、 鈦的剛玉），其藍(lán)色鈦的剛玉），其藍(lán)色機(jī)理是機(jī)理是d-dd-d躍遷和離子間的電子轉(zhuǎn)移綜合作用躍遷和離子間的電子轉(zhuǎn)移綜合作用引起的。引起的。(5)(5)物理光學(xué)效應(yīng)物理光學(xué)效應(yīng) 由于光的由于光的反射、干涉反射、干涉等物理因素能使礦物呈色，包括等物理因素能使礦物呈色，包括暈色、錆色、變彩暈色、錆色、變彩等等。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程暈色暈色 某些某些透明礦物透明礦物的表面常呈現(xiàn)出一種的

26、表面常呈現(xiàn)出一種彩虹般彩虹般的色帶稱(chēng)為的色帶稱(chēng)為暈色暈色；實(shí)例：云母、方解石、石英。這主要實(shí)例：云母、方解石、石英。這主要由于透明礦物內(nèi)部的由于透明礦物內(nèi)部的解理面或裂隙面對(duì)光連續(xù)反射，引起光的解理面或裂隙面對(duì)光連續(xù)反射，引起光的干涉干涉而產(chǎn)生的而產(chǎn)生的。 錆色錆色 某些某些不透明礦物不透明礦物，因風(fēng)化，因風(fēng)化表面產(chǎn)生氧化薄膜表面產(chǎn)生氧化薄膜，引起，引起反反射光的干涉作用射光的干涉作用，使礦物表面呈現(xiàn)各種顏色稱(chēng)為錆色。，使礦物表面呈現(xiàn)各種顏色稱(chēng)為錆色。實(shí)例：實(shí)例：斑銅礦斑銅礦具有獨(dú)特的、色彩斑駁的具有獨(dú)特的、色彩斑駁的藍(lán)、綻、紫色藍(lán)、綻、紫色，可，可作為鑒定特征作為鑒定特征。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶

27、學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程 變彩變彩 某些某些透明礦物透明礦物由于內(nèi)部有微細(xì)的葉片狀包裹體由于內(nèi)部有微細(xì)的葉片狀包裹體，對(duì)光對(duì)光發(fā)生反射和干涉，在發(fā)生反射和干涉，在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)或沿不同角度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)或沿不同角度觀察，可呈現(xiàn)不觀察，可呈現(xiàn)不同顏色的變化稱(chēng)為同顏色的變化稱(chēng)為變彩變彩。注解：注解：1.1.在礦物學(xué)中，礦物的顏色分為在礦物學(xué)中，礦物的顏色分為自色、他色、假色自色、他色、假色。自色是指由礦物本身固有的自色是指由礦物本身固有的成分、結(jié)構(gòu)成分、結(jié)構(gòu)所決定的顏色。所決定的顏色。他色是由礦物中含的他色是由礦物中含的機(jī)械雜質(zhì)、氣液包裹體機(jī)械雜質(zhì)、

28、氣液包裹體（紅色方解（紅色方解石）石）等所引起的顏色。等所引起的顏色。假色是由假色是由物理光學(xué)效應(yīng)物理光學(xué)效應(yīng)而產(chǎn)生的顏色，如上所述的暈色、而產(chǎn)生的顏色，如上所述的暈色、錆色、變彩等。錆色、變彩等。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程暈色暈色 錆色錆色 變彩變彩 結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程你知道么？你知道么？石英（紫色、煙黃色、煙褐色、玫瑰色石英（紫色、煙黃色、煙褐色、玫瑰色 煙灰色黑色）石煙灰色黑色）石英因粒度、顏色、包裹體等的不同而有許多變種

29、。英因粒度、顏色、包裹體等的不同而有許多變種。無(wú)色透明的石英稱(chēng)為無(wú)色透明的石英稱(chēng)為水晶水晶，紫色水晶俗稱(chēng)紫色水晶俗稱(chēng)紫晶紫晶，煙黃色、煙褐色至近黑色的俗稱(chēng)煙黃色、煙褐色至近黑色的俗稱(chēng)茶晶、煙晶或墨晶茶晶、煙晶或墨晶，玫，玫瑰紅色的俗稱(chēng)瑰紅色的俗稱(chēng)芙蓉石芙蓉石；呈腎狀、鐘乳狀的隱晶質(zhì)石英稱(chēng)呈腎狀、鐘乳狀的隱晶質(zhì)石英稱(chēng)石髓石髓，具不同顏色同心條帶構(gòu)造的晶腺叫具不同顏色同心條帶構(gòu)造的晶腺叫瑪瑙瑪瑙，瑪瑙晶腺內(nèi)部有明顯可見(jiàn)的液態(tài)包裹體的俗稱(chēng)瑪瑙晶腺內(nèi)部有明顯可見(jiàn)的液態(tài)包裹體的俗稱(chēng)瑪瑙水膽瑪瑙水膽，細(xì)粒微晶組成的灰色至黑色隱晶質(zhì)石英稱(chēng)細(xì)粒微晶組成的灰色至黑色隱晶質(zhì)石英稱(chēng)燧石燧石，俗稱(chēng)火，俗稱(chēng)火石。石。結(jié)

30、晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程2 2礦物的條痕礦物的條痕 礦物的條痕是指礦物的條痕是指礦物新鮮表面在白色無(wú)釉瓷板礦物新鮮表面在白色無(wú)釉瓷板上刻劃上刻劃后，留下的后，留下的粉末顏色粉末顏色。注解注解1 1 礦物的條痕可以礦物的條痕可以消除假色，減弱他色消除假色，減弱他色，比礦物顏色更，比礦物顏色更穩(wěn)定。在鑒定穩(wěn)定。在鑒定各種彩色或金屬色礦物各種彩色或金屬色礦物時(shí)，條痕色是重要的時(shí)，條痕色是重要的鑒定特征之一。鑒定特征之一。注解注解2 2 對(duì)對(duì)淺色礦物淺色礦物，條痕色皆為白色或灰白色，則毫無(wú)鑒定意義。，條痕色皆為白色或灰白色

31、，則毫無(wú)鑒定意義。注解注解3 3 有些礦物有些礦物由于類(lèi)質(zhì)同象混入物由于類(lèi)質(zhì)同象混入物影響，會(huì)使條痕發(fā)生變化。影響，會(huì)使條痕發(fā)生變化。 根據(jù)條痕色的微細(xì)變化，可大致了解礦物成分。根據(jù)條痕色的微細(xì)變化，可大致了解礦物成分。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程雌黃雌黃( (金黃色金黃色) )赤鐵礦赤鐵礦( (紅棕色紅棕色) ) 鉻鉛礦鉻鉛礦( (黃色黃色) ) 礦物的顏色礦物的顏色結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程黃銅礦黃銅礦( (銅黃色銅黃色) ) 辰砂辰

32、砂( (紅色紅色) ) 輝鉬礦輝鉬礦( (灰色灰色) ) 結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程3. 3. 礦物顏色的描述方法礦物顏色的描述方法1 1）采用標(biāo)準(zhǔn)色譜描述采用標(biāo)準(zhǔn)色譜描述 使用使用紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫以及白、灰、黑色紅、橙、黃、綠、藍(lán)、紫以及白、灰、黑色描述描述礦物的顏色，或根據(jù)實(shí)際情況礦物的顏色，或根據(jù)實(shí)際情況加上形容詞加上形容詞，如淺綠色、墨，如淺綠色、墨綠色等；綠色等；2 2）類(lèi)比描述法類(lèi)比描述法 與常見(jiàn)實(shí)物的顏色相類(lèi)比：如描述具有與常見(jiàn)實(shí)物的顏色相類(lèi)比：如描述具有非金屬光澤礦非金屬光澤礦物物的顏色時(shí)用的

33、顏色時(shí)用桔紅色、橙黃色、孔雀綠桔紅色、橙黃色、孔雀綠。 描述具有描述具有金屬光澤的礦物金屬光澤的礦物顏色時(shí)，顏色時(shí)，常與金屬的顏色類(lèi)常與金屬的顏色類(lèi)比比：如：如錫白色、鉛灰色、銅紅色、金黃色錫白色、鉛灰色、銅紅色、金黃色等；等；結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程3 3）混合色描述法（二名法）混合色描述法（二名法） 因有很多礦物往往呈現(xiàn)兩種顏色的混合色，因有很多礦物往往呈現(xiàn)兩種顏色的混合色，可用兩可用兩種色譜的顏色來(lái)命名種色譜的顏色來(lái)命名，主要顏色寫(xiě)在后面，次要色調(diào)寫(xiě)主要顏色寫(xiě)在后面，次要色調(diào)寫(xiě)在前面在前面，如黃綠色，以綠色

34、為主。，如黃綠色，以綠色為主。注意：注意： 在顏色描述過(guò)程中，在顏色描述過(guò)程中，應(yīng)注意區(qū)分新鮮面與風(fēng)化面的顏應(yīng)注意區(qū)分新鮮面與風(fēng)化面的顏色色，應(yīng)著重觀察和描述新鮮面上的顏色：區(qū)分金屬色與，應(yīng)著重觀察和描述新鮮面上的顏色：區(qū)分金屬色與非金屬色。非金屬色。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程4 4礦物的透明度礦物的透明度 礦物的透明度是礦物的透明度是指礦物透過(guò)可見(jiàn)光的程度指礦物透過(guò)可見(jiàn)光的程度。 礦物透射系數(shù)（礦物透射系數(shù)（Q Q）：設(shè)投入礦物的光線強(qiáng)度為：設(shè)投入礦物的光線強(qiáng)度為I I，當(dāng)透，當(dāng)透過(guò)過(guò)1cm1cm厚厚的礦物后，其

35、透射光強(qiáng)度為的礦物后，其透射光強(qiáng)度為I I0 0，則則I II I。的比值稱(chēng)。的比值稱(chēng)為透射系數(shù)。為透射系數(shù)。注解：關(guān)于礦物的透明度注解：關(guān)于礦物的透明度 透射系數(shù)大，礦物透明；反之，礦物半透明或不透明。透射系數(shù)大，礦物透明；反之，礦物半透明或不透明。 礦物的透明與不透明是礦物的透明與不透明是相對(duì)相對(duì)的；在研究礦物透明度時(shí)，的；在研究礦物透明度時(shí)，應(yīng)以應(yīng)以同一厚度同一厚度為準(zhǔn)。為準(zhǔn)。根據(jù)礦物在巖石薄片根據(jù)礦物在巖石薄片( (其其標(biāo)準(zhǔn)厚度為標(biāo)準(zhǔn)厚度為0.03mm0.03mm) )中的透光程中的透光程度，礦物的透明度可分為：度，礦物的透明度可分為：結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦

36、物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程 透明透明 ： 礦物在礦物在0.03mm0.03mm厚的薄片上能透光，如石英、厚的薄片上能透光，如石英、長(zhǎng)石、角閃石。長(zhǎng)石、角閃石。半透明半透明 : : 礦物在礦物在0.03mm0.03mm厚的薄片上透光能力較弱，如厚的薄片上透光能力較弱，如辰砂、錫石。辰砂、錫石。不透明不透明 : :礦物在礦物在0.03mm0.03mm厚的薄片上不能透光，如方鉛厚的薄片上不能透光，如方鉛礦、黃鐵礦、磁鐵礦。礦、黃鐵礦、磁鐵礦。礦物的透明度取決于礦物的礦物的透明度取決于礦物的化學(xué)成分和內(nèi)部?jī)r(jià)鍵類(lèi)型化學(xué)成分和內(nèi)部?jī)r(jià)鍵類(lèi)型。礦物中的礦物中的包裹體、氣泡、雜質(zhì)、

37、裂隙及礦物的集合方式包裹體、氣泡、雜質(zhì)、裂隙及礦物的集合方式等也影響礦物的透明度。等也影響礦物的透明度。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程透明透明 半透明半透明 不透明不透明結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程對(duì)于不透明礦物；對(duì)于不透明礦物；對(duì)于透明礦物，對(duì)于透明礦物，吸收系數(shù)吸收系數(shù)(K)(K)很小很小，可略去不計(jì)，故，可略去不計(jì)，故2222K)1N(K)1N(R 22)1N()1N(R 5 5礦物的光澤礦物的光澤 指指礦物表面對(duì)光的反射能力礦物表面對(duì)

38、光的反射能力，用反射率（，用反射率（R R）表示。）表示。反射率：指光垂直入射到礦物光面時(shí)的強(qiáng)度反射率：指光垂直入射到礦物光面時(shí)的強(qiáng)度(I(I。) )與反射與反射光強(qiáng)度光強(qiáng)度(I(IR R) )的比值，即的比值，即R=IR=IR RI I。1 1）礦物反射率的計(jì)算方法）礦物反射率的計(jì)算方法 其大小主要取決于其大小主要取決于折射率折射率(N)(N)和吸收系數(shù)和吸收系數(shù)(K)(K)的大小的大小結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程2 2） 礦物光澤的分級(jí)礦物光澤的分級(jí) 按照反射率的大小，光澤分為四級(jí)，即按照反射率的大小，光澤分為四

39、級(jí)，即金屬光澤、半金屬光澤、半金屬光澤、金剛光澤和玻璃光澤金屬光澤、金剛光澤和玻璃光澤，后三者又統(tǒng)稱(chēng)為后三者又統(tǒng)稱(chēng)為非金非金屬光澤屬光澤。各光澤等級(jí)的具體特征如下：各光澤等級(jí)的具體特征如下： 金屬光澤金屬光澤 R R2525，呈金屬般光亮。條痕黑色、灰黑、綠黑，呈金屬般光亮。條痕黑色、灰黑、綠黑或金屬色，不透明。或金屬色，不透明。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程 半金屬光澤半金屬光澤 R R25192519，呈弱金屬般的光亮，不透明。條痕深，呈弱金屬般的光亮，不透明。條痕深彩色彩色( (棕色、褐色棕色、褐色) )。如鉻鐵

40、礦、黑鎢礦。如鉻鐵礦、黑鎢礦。金剛光澤金剛光澤 R R19101910，如同金剛石般的光亮。條痕為淺色，如同金剛石般的光亮。條痕為淺色( (淺淺黃、桔黃、桔紅黃、桔黃、桔紅) )或無(wú)色，透明或無(wú)色，透明-半透明。半透明。如金剛石、辰砂、雌黃。如金剛石、辰砂、雌黃。 玻璃光澤玻璃光澤 R R10-410-4，如同玻璃般的光亮。條痕無(wú)色或白色，如同玻璃般的光亮。條痕無(wú)色或白色，透明。如石英、長(zhǎng)石、方解石。透明。如石英、長(zhǎng)石、方解石。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程礦物表面的礦物表面的光滑程度和集合方式不同光滑程度和集合方式不

41、同，會(huì)使光澤發(fā)生變，會(huì)使光澤發(fā)生變化。如果礦物表面不平整或因集合體的影響，化。如果礦物表面不平整或因集合體的影響，使光產(chǎn)生多使光產(chǎn)生多次的折射和散射，形成一些特殊的光澤次的折射和散射，形成一些特殊的光澤，其光澤類(lèi)型其光澤類(lèi)型一般一般可與一些實(shí)物類(lèi)比可與一些實(shí)物類(lèi)比。如：。如：珍珠光澤珍珠光澤 礦物光澤如同珍珠表面或蚌殼內(nèi)壁那種礦物光澤如同珍珠表面或蚌殼內(nèi)壁那種柔和的光澤柔和的光澤，如石膏、云母的極完全解理面上具有珍珠光澤。如石膏、云母的極完全解理面上具有珍珠光澤。絲絹光澤絲絹光澤 透明礦物呈透明礦物呈纖維狀集合體纖維狀集合體時(shí)，表面呈絲絹狀光澤。時(shí)，表面呈絲絹狀光澤。如石棉、纖維石膏等。如石棉

42、、纖維石膏等。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程油脂光澤、松脂光澤和瀝青光澤油脂光澤、松脂光澤和瀝青光澤 無(wú)色透明的礦物其斷口具無(wú)色透明的礦物其斷口具油脂光澤油脂光澤，如石英；，如石英； 黃色黃色-黃褐色礦物其斷口為黃褐色礦物其斷口為松脂光澤松脂光澤，如雄黃；，如雄黃； 黑色礦物的斷口則為黑色礦物的斷口則為瀝青光澤瀝青光澤，如鈾礦。，如鈾礦。土狀光澤土狀光澤 一般是粉末狀或土狀集合體的礦物，表面光澤暗談一般是粉末狀或土狀集合體的礦物，表面光澤暗談如土如土 如高嶺石、褐鐵礦等。如高嶺石、褐鐵礦等。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)

43、5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程金屬光澤金屬光澤半金屬光澤半金屬光澤 金剛光澤金剛光澤玻璃光澤玻璃光澤 結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程 6.6.礦物的發(fā)光性礦物的發(fā)光性 發(fā)光性是指發(fā)光性是指礦物受外來(lái)能量激發(fā)，發(fā)出可見(jiàn)光礦物受外來(lái)能量激發(fā)，發(fā)出可見(jiàn)光的性質(zhì)。的性質(zhì)。q 根據(jù)根據(jù)發(fā)光激發(fā)源發(fā)光激發(fā)源不同，分為：不同，分為：光致發(fā)光，如可見(jiàn)光、紅外光和紫外光等激發(fā)；光致發(fā)光，如可見(jiàn)光、紅外光和紫外光等激發(fā)；陰極射線發(fā)光，如電子束激發(fā)；陰極射線發(fā)光，如電子束激發(fā)；輻射發(fā)光，如輻射

44、發(fā)光，如x x射線、射線、射線等激發(fā)；射線等激發(fā)；熱致發(fā)光，如熱能激發(fā)；熱致發(fā)光，如熱能激發(fā)；其它：電致發(fā)光，摩擦發(fā)光，化學(xué)發(fā)光等。其它：電致發(fā)光，摩擦發(fā)光，化學(xué)發(fā)光等。q根據(jù)根據(jù)發(fā)光持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短發(fā)光持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短分為分為熒光和磷光熒光和磷光。發(fā)光體一旦停止受激，發(fā)光現(xiàn)象立即消失，稱(chēng)為發(fā)光體一旦停止受激，發(fā)光現(xiàn)象立即消失，稱(chēng)為熒光熒光；如果停止激發(fā)后，發(fā)光體仍持續(xù)發(fā)光則稱(chēng)為如果停止激發(fā)后，發(fā)光體仍持續(xù)發(fā)光則稱(chēng)為磷光磷光。能發(fā)出熒光或磷光的物體分別為能發(fā)出熒光或磷光的物體分別為熒光體或磷光體熒光體或磷光體。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用

45、專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程q發(fā)光機(jī)理發(fā)光機(jī)理 礦物發(fā)光機(jī)理有許多不同的物理模型，其中公認(rèn)為礦物礦物發(fā)光機(jī)理有許多不同的物理模型，其中公認(rèn)為礦物的發(fā)光的發(fā)光主要與礦物中的晶體缺陷和雜質(zhì)元素主要與礦物中的晶體缺陷和雜質(zhì)元素有關(guān)。有關(guān)。 晶格缺陷稱(chēng)之為晶格缺陷稱(chēng)之為“陷井陷井”；能引起礦物發(fā)光的雜質(zhì)元；能引起礦物發(fā)光的雜質(zhì)元素稱(chēng)素稱(chēng)激活劑激活劑。注解：注解：1.1.激活劑大都是激活劑大都是過(guò)渡金屬元素過(guò)渡金屬元素，其中尤以，其中尤以稀土元素和某些稀土元素和某些錒系元素錒系元素最為重要。表示方法：如最為重要。表示方法：如CaCOCaCO3 3：MnMn2+2+。2.2.大多數(shù)組分純凈的礦物不發(fā)光，只有在大多數(shù)

46、組分純凈的礦物不發(fā)光，只有在含有微量含有微量( (小于小于1 1) )的雜質(zhì)元素的雜質(zhì)元素時(shí)才能發(fā)光。礦物發(fā)光機(jī)制可以用時(shí)才能發(fā)光。礦物發(fā)光機(jī)制可以用能帶理能帶理論論解釋。解釋。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程q發(fā)光機(jī)理發(fā)光機(jī)理組分純凈的礦物，由于組分純凈的礦物，由于晶體的價(jià)帶和導(dǎo)帶間能量間隔較晶體的價(jià)帶和導(dǎo)帶間能量間隔較大，大于可見(jiàn)光的能量大，大于可見(jiàn)光的能量，因而電子受激躍遷所需的躍遷能，因而電子受激躍遷所需的躍遷能必然較大，都大于可見(jiàn)光的能量，因而不發(fā)射可見(jiàn)光。必然較大，都大于可見(jiàn)光的能量，因而不發(fā)射可見(jiàn)光。當(dāng)晶體

47、中存在當(dāng)晶體中存在激活劑激活劑時(shí)，它們將在價(jià)帶和導(dǎo)帶之間產(chǎn)生時(shí)，它們將在價(jià)帶和導(dǎo)帶之間產(chǎn)生新的新的局部能級(jí)局部能級(jí)，這時(shí)，這時(shí)，如同在禁帶中架起一個(gè)能級(jí)如同在禁帶中架起一個(gè)能級(jí)“階階梯梯”，可以縮短電子躍遷距離，使躍遷電子得以逐級(jí)回跳。，可以縮短電子躍遷距離，使躍遷電子得以逐級(jí)回跳。 在回跳過(guò)程中，電子所具有的額外能量以在回跳過(guò)程中，電子所具有的額外能量以可見(jiàn)光的形式可見(jiàn)光的形式釋放出來(lái)釋放出來(lái)，晶體便產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。，晶體便產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程熒光磷光的產(chǎn)生機(jī)理熒光磷光的產(chǎn)生機(jī)理 熒光產(chǎn)生機(jī)理熒

48、光產(chǎn)生機(jī)理 如果礦物中含有激活劑，如果礦物中含有激活劑，晶體在禁帶中靠近滿帶頂部附晶體在禁帶中靠近滿帶頂部附近形成一個(gè)附加能級(jí)近形成一個(gè)附加能級(jí)( (如圖如圖a a）。）。 當(dāng)晶體受當(dāng)晶體受高能輻射高能輻射時(shí)，在滿帶或局部能級(jí)的時(shí)，在滿帶或局部能級(jí)的部分電子部分電子因受激進(jìn)入導(dǎo)帶因受激進(jìn)入導(dǎo)帶( (躍遷躍遷1 1和和2) 2) 。進(jìn)入導(dǎo)帶的電子有進(jìn)入導(dǎo)帶的電子有足夠的能量足夠的能量在晶格中移動(dòng)在晶格中移動(dòng)( (即所謂自由即所謂自由電子電子) )。 受激電子在導(dǎo)帶中不穩(wěn)定，受激電子在導(dǎo)帶中不穩(wěn)定，很快又跳回滿帶或局部能很快又跳回滿帶或局部能級(jí)級(jí)，并釋放出相當(dāng)于可見(jiàn)光的能量并釋放出相當(dāng)于可見(jiàn)光的能

49、量，產(chǎn)生一種，產(chǎn)生一種很短時(shí)間很短時(shí)間的的發(fā)光現(xiàn)象，這就是發(fā)光現(xiàn)象，這就是熒光熒光。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程磷光磷光 某些礦物中的激活劑，某些礦物中的激活劑，在禁帶中在禁帶中靠近導(dǎo)帶靠近導(dǎo)帶附近形成附近形成一個(gè)附加能級(jí)一個(gè)附加能級(jí)( (44b)44b)。當(dāng)晶體受激時(shí)，滿帶電子除躍。當(dāng)晶體受激時(shí)，滿帶電子除躍入導(dǎo)帶外入導(dǎo)帶外( (躍遷躍遷1)1)，還有可能躍入局部能級(jí)中，還有可能躍入局部能級(jí)中( (躍遷躍遷2)2)，被被晶體缺陷晶體缺陷( (陷井陷井) )所滯留所滯留； 被滯留的電子被滯留的電子受到熱和光的激發(fā)受到

50、熱和光的激發(fā)，可以從陷井中釋?zhuān)梢詮南菥嗅尫懦鰜?lái)，再躍進(jìn)導(dǎo)帶放出來(lái)，再躍進(jìn)導(dǎo)帶( (躍遷躍遷3)3)。 當(dāng)輻射停止后，由于當(dāng)輻射停止后，由于陷井類(lèi)型和一些雜質(zhì)陷井類(lèi)型和一些雜質(zhì)的影響，的影響，位于導(dǎo)帶的電子還持續(xù)不斷位于導(dǎo)帶的電子還持續(xù)不斷地回到滿帶地回到滿帶，并與其空穴復(fù)，并與其空穴復(fù)合合( (躍遷躍遷4)4)，伴隨著這種復(fù)合，伴隨著這種復(fù)合, ,不斷發(fā)射出不斷發(fā)射出一定波長(zhǎng)一定波長(zhǎng)的可的可見(jiàn)光，這就是見(jiàn)光，這就是磷光磷光。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程滿帶滿帶導(dǎo)帶導(dǎo)帶導(dǎo)帶導(dǎo)帶滿帶滿帶禁帶禁帶禁帶禁帶結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)

51、結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程你知道么？你知道么？ 關(guān)于關(guān)于“夜明珠夜明珠”的小知識(shí)的小知識(shí) 自然界的礦物種類(lèi)數(shù)以千計(jì)，其中有自然界的礦物種類(lèi)數(shù)以千計(jì)，其中有二十多種礦物二十多種礦物，在外來(lái)能量的激發(fā)下，能發(fā)出可見(jiàn)光。例如：螢石、在外來(lái)能量的激發(fā)下，能發(fā)出可見(jiàn)光。例如：螢石、金剛金剛石石、鋰輝石、祖母綠等稀有礦物。、鋰輝石、祖母綠等稀有礦物。 所謂所謂“夜明珠夜明珠”是指在外來(lái)能量的激發(fā)下，能發(fā)出可是指在外來(lái)能量的激發(fā)下，能發(fā)出可見(jiàn)光的一種物質(zhì)，發(fā)出的光稱(chēng)見(jiàn)光的一種物質(zhì)，發(fā)出的光稱(chēng)“磷光磷光”，其發(fā)光原理與礦，其發(fā)光原理與礦物晶體中

52、微量雜質(zhì)有密切關(guān)系。物晶體中微量雜質(zhì)有密切關(guān)系。 物理學(xué)中，夜明珠的發(fā)光原理是由具有磷光物質(zhì)的石物理學(xué)中，夜明珠的發(fā)光原理是由具有磷光物質(zhì)的石頭在受日照之后，吸收外來(lái)能量，然后又在黑暗中將這些頭在受日照之后，吸收外來(lái)能量，然后又在黑暗中將這些能量釋放出來(lái)，形成銀白的光華。能量釋放出來(lái)，形成銀白的光華。 夜明珠的主要材料有夜明珠的主要材料有螢石、方解石和一些鉆石螢石、方解石和一些鉆石，其中，其中螢石螢石最為常見(jiàn)最為常見(jiàn) 。結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)結(jié)晶學(xué)與礦物學(xué)5 5礦物的物理性質(zhì)礦物的物理性質(zhì)適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程適用專(zhuān)業(yè)：礦物加工工程 夜明珠夜明珠”是在黑暗中，人眼能明視的，天然的、能自是在黑暗中，人眼能明視的，天然的、能自行發(fā)光的珠寶。行發(fā)光的珠寶。 在古代在古代“夜明珠夜明珠”又稱(chēng)又稱(chēng)“夜光璧夜光璧”，“明月珠明月珠”等等。著名著名“夜明珠夜明珠”有有“隨珠隨珠”、“懸黎懸黎”、“重棘之璧重棘之璧”