台灣中央珠寶鑑定寶石學研究文
近來有粉絲私訊詢問螢石與螢火蟲發光原理是一樣的?
詩中有云"between the fireflies and the grass, the geese rise up in the reeds",
縱使花開滿,也遜於家鄉的螢火蟲,夏夜飛舞的螢火蟲的點點光芒,
總是給人溫暖的安慰。
有一種神奇的石頭,
在紫外線或陰極射線等高能輻照的作用下會發出螢火蟲般的螢光,
因此得名“螢石”。
螢石又稱氟石,主要成分為 CaF2,Ca 可被 Ce、Y、
Th、U、Sr 等元素類質同象置換;立方晶系也稱等軸晶系,
常常呈立方體、八面體、菱形十二面體及其聚形;常見無色、
綠色、藍色、紫色等。
螢石的顏色成因可概括為:色心致色、稀土雜質元素致色、
膠體鈣致色、有機致色,
而螢石的發光原理與稀土元素離子有密切關係,比如:Sm2+ 和 Ce3+ 的電子躍遷有關。
而螢火蟲發的光是如何產生的?
生物所發出的光是因為化學反應而生成的。
幾乎體內都擁有「發光物質」以及可協助發光物質發光的「酵素」
(蛋白質)。生物體的發光物質稱為「螢光素」(luciferin),
而酵素稱為「螢光素酶」(luciferase)。
螢火蟲若要能發光,需要有發光物質「螢光素」(luciferin)、
協助發光反應的「螢光素酶」(luciferase)、
以及「腺苷三磷酸」(ATP)。
ATP是所有生物細胞的能量來源。螢火蟲發光時,
首先是螢光素從ATP接受能量,
接著與酵素發生反應(氧化),
形成高能階狀態的「氧化螢光素」(oxyluciferin)。
幫助該種反應產生的就是「螢光素酶」(luciferase)。
接著處於高能狀態的「氧化螢光素」(oxyluciferin)在回到基態時,
該能量差即以光的形式釋放呈現出來。
火蟲發光的化學反應的真相就是螢光素的「氧化反應」。
螢火蟲發出的光,其亮度和顏色(波長nm位置)
是取決於作為光所釋放出的能量強度。隨著「螢光素酶」
(luciferase)的作用而變化。