想像一塊石頭,喺黑暗中曉「變色」,好似有生命咁,等我哋一齊解開呢個自然魔法嘅秘密!
學習路徑
- 第一課:點解塊石頭會「扮鬼」?認識螢光同變色嘅分別
- 第二課:石頭內部嘅「變色魔法」:能量陷阱嘅秘密
- 第三課:格陵蘭嘅紅色寶藏:Tugtupite 嘅家鄉同價值
第一課:點解塊石頭會「扮鬼」?認識螢光同變色嘅分別
嗨!同學,今日我哋要學一個好鬼馬嘅現象,叫做「暗光性」。首先,我哋要搞清楚兩樣嘢:「螢光」同「暗光性」有咩唔同?
想像一下,你夜晚喺街邊見到啲光管招牌,佢哋自己會發光,呢個就係「螢光」。佢嘅原理好似你將啲電能注入一個燈泡,燈泡就會自己發光。但係,當你熄咗個電源,啲光就即刻冇晒。
而「暗光性」就好玩啲啦!佢唔係自己發光,而係「變色」。好似你戴住對變色太陽眼鏡,一見到陽光,鏡片就會變深色;走入室內,鏡片又會變返透明。Tugtupite 呢塊石頭就係呢種「變色大師」!佢平時係白色,但係一照到紫外光(就好似太陽光入面嘅一種睇唔見嘅光),佢就會即刻變成深紅色。最正係,呢個過程係可以返轉頭嘅!好似你玩變色筆咁,畫完之後用另一支筆一刷,顏色就冇晒。
所以,簡單嚟講:螢光係「自己發光」,暗光性係「被動變色」。記住呢個概念,我哋下一課就會深入解釋 Tugtupite 點解咁威,可以玩呢種「變色魔法」!
思考題: 問題一:如果有一塊 Tugtupite 石頭,我哋用普通電筒照佢,佢會變色定係會發光?點解呢?
第二課:石頭內部嘅「變色魔法」:能量陷阱嘅秘密
好,上堂我哋知咗 Tugtupite 係「變色」唔係「發光」。但究竟係發生咗咩事,令佢可以由白色變紅色,再變返白色呢?呢個就係我哋今日要拆解嘅「魔法」——「能量陷阱」。
想像 Tugtupite 石頭嘅內部結構,係一個好大嘅遊樂場,裡面有好多好多「小座位」(呢啲就係礦物晶體入面嘅「電子」)。平時,呢啲電子都安安靜靜咁坐喺自己嘅位度,所以石頭睇起身係白色。
當紫外光(好似一個好有能量嘅大聲公)照落去嘅時候,佢嘅能量會將啲電子由原本嘅座位「彈」起,跳去一啲更高、唔係咁穩定嘅「臨時座位」。就好似遊樂場入面突然有啲小朋友俾人彈上半空,一時間唔知點落地。呢啲喺「臨時座位」嘅電子,就會吸收晒特定顏色嘅光,剩返紅色嘅光俾我哋睇到。所以,石頭就由白色變成深紅色啦!
咁點解佢會變返白色呢?因為呢啲「臨時座位」好唔穩定,電子唔可以喺上面坐耐。當我哋將石頭放返去普通陽光下(或者就算擺喺室內一段時間),陽光入面啲能量雖然冇紫外光咁勁,但都足以溫柔咁「扶」啲電子返去佢哋原本嘅舒適座位。當所有電子都返咗去,石頭就變返原本嘅白色。
所以呢個過程就好似一個可以重複玩嘅彈床遊戲:紫外光將你彈高(變紅),普通光就等你慢慢咁滑返落去(變白)。係咪好神奇呢?下一課,我哋會睇吓呢種神奇嘅石頭,究竟喺邊個神秘地方先可以搵到!
思考題: 問題二:如果我哋將一塊變紅咗嘅 Tugtupite 放喺完全冇光嘅黑漆房間裡面,佢會一直保持紅色定係會慢慢變返白色?點解?
第三課:格陵蘭嘅紅色寶藏:Tugtupite 嘅家鄉同價值
我哋已經知咗 Tugtupite 點解會變色,但係呢種咁特別嘅石頭,究竟係邊度嚟㗎?佢唔係隨便喺馬路邊就搵到嘅!佢嘅家鄉,係一個遠離我哋、充滿冰雪同神秘嘅地方——格陵蘭(Greenland)。
特別係喺格陵蘭南部一個叫做 Narsaq 嘅小鎮附近。你可以想像,格陵蘭絕大部分地方都係冰天雪地,但喺 Narsaq 嘅某啲山區,地底深處就埋藏住呢批「變色寶藏」。Tugtupite 係一種非常罕有嘅礦物,佢嘅化學成分係「鈹矽酸鹽」。喺地質學嘅世界裡面,佢就好似一個隱居嘅武林高手,數量稀少,只有喺特定嘅地質環境下先會形成。所以,能夠搵到一塊品質好嘅 Tugtupite,已經係一件好唔簡單嘅事。
咁呢塊石頭除咗好玩,有咩用呢?對於礦物學家嚟講,佢係研究「光致變色」現象嘅絕佳教材,幫助我哋明白物質同光之間嘅互動關係。對於收藏家嚟講,佢獨一無二嘅變色特性,令佢成為一種極具吸引力嘅收藏品。佢唔單止係一塊石頭,更係大自然嘅一件藝術品,一件會「變色」嘅藝術品。
所以,當你下次見到 Tugtupite 嘅相,或者有幸喺博物館見到佢真身,記得我哋今日講嘅嘢:佢唔只係一塊嚟自格陵蘭嘅紅色石頭,佢體現咗一個由能量陷阱、電子跳躍所構成嘅精妙物理過程。佢係大自然寫俾我哋睇嘅一本科學童話書,用最直接嘅方式,向我哋展示咗光同物質之間嘅奇妙互動。呢個就係 Tugtupite Tenebrescence 嘅魅力所在!
思考題: 問題三:除咗 Tugtupite,你估仲會有啲咩嘢日常嘢,都可能運用到類似嘅「光致變色」原理呢?試吓諗兩個例子出嚟。