Quarz-Tribolumineszenz

Viele Mineralien und chemische Verbindungen weisen eine Tribolumineszenz auf, die durch Aufbrechen chemischer Bindungen entsteht. Zwei Mineralien, die Tribolumineszenz zeigen, sind Diamant und Quarz. Das Verfahren zur Erzeugung des Lichts ist so einfach, dass Sie es gleich ausprobieren sollten! Verwenden Sie Diamanten, aber achten Sie darauf, dass das Licht entsteht, wenn das Kristallgitter beschädigt wird. Quarz hingegen ist das am häufigsten vorkommende Mineral in der Erdkruste, also sollten Sie wahrscheinlich damit beginnen.

Quarz-Tribolumineszenzmaterialien

Sie benötigen jede Form von Quarz, bei dem es sich um kristallines Siliziumdioxid (SiO) handelt₂). Sie müssen für dieses Projekt keine perfekten Quarzkristallpunkte opfern! Der meiste Kies enthält Quarz. Spielsand ist meistens Quarz. Gehen Sie nach draußen und finden Sie zwei halbtransparente Steine. Die Chancen stehen gut, dass es sich um Quarz handelt.

Wie man das Licht sieht

1. Stellen Sie zunächst sicher, dass der Quarz trocken ist. Das Phänomen tritt auf, wenn das Kristallgitter durch Reibung oder Kompression auseinandergerissen wird. Nasser Quarz ist rutschig, daher wird seine Anwesenheit Ihre Bemühungen beeinträchtigen.
2. Sammeln Sie Ihre Materialien an einem dunklen Ort. Es muss nicht pechschwarz sein, aber die Lichtverhältnisse müssen niedrig sein. Geben Sie Ihren Augen ein paar Minuten Zeit, um die Lichtblitze besser erkennen zu können.
   • Methode 1: Reiben Sie zwei Stücke Quarz fest aneinander. Sehen Sie die Lichtblitze?
   • Methode 2: Schlagen Sie ein Stück Quarz mit einem anderen. Jetzt können Sie mit dieser Methode auch echte Funken bekommen und außerdem Felsensplitter abplatzen. Verwenden Sie einen Augenschutz, wenn Sie diesen Weg gehen.
   • Methode 3: Durchlaufen von trockenem Sand. Dies funktioniert gut an einem Strand oder in einem Sandkasten, aber der Sand muss trocken sein, sonst polstert das Wasser die Kristalle.
   • Methode 4: Zerkleinern Sie ein Stück Quarz mit einer Zange oder einem Schraubstock. Diese Methode eignet sich besonders, wenn Sie ein Video Ihres Projekts aufnehmen möchten.
   • Methode 5: Machen Sie, was die Uncompahgre Ute getan hat, und füllen Sie eine durchscheinende Rassel mit Quarzstücken. Schütteln Sie die Rassel, um das Leuchten zu sehen. Die einheimischen Stämme verwendeten Rasseln aus Rohleder, aber auch eine Plastikflasche funktioniert einwandfrei.

Wie Quarz-Tribolumineszenz funktioniert

Tribolumineszenz wird manchmal als "kaltes Licht" bezeichnet, da keine Wärme erzeugt wird. Materialwissenschaftler glauben, dass das Licht aus einer Rekombination elektrischer Ladungen resultiert, die sich trennen, wenn Kristalle gebrochen werden. Wenn die Ladungen wieder zusammenkommen, wird die Luft ionisiert und erzeugt einen Lichtblitz. Normalerweise weisen Materialien, die Tribolumineszenz zeigen, eine asymmetrische Struktur auf und sind schlechte Leiter. Dies ist jedoch keine feste Regel, da andere Substanzen die Wirkung zeigen. Es ist auch nicht auf anorganische Materialien beschränkt, da Tribolumineszenz zwischen Wirbelgelenken, während der Durchblutung und sogar während des Geschlechtsverkehrs beobachtet wurde.

Wenn es stimmt, dass das Licht aus der Ionisierung von Luft resultiert, können Sie erwarten, dass alle Formen der Tribolumineszenz in der Luft dieselbe Lichtfarbe erzeugen. Viele Materialien enthalten jedoch fluoreszierende Substanzen, die Photonen freisetzen, wenn sie durch die Energie der Tribolumineszenz angeregt werden. So finden Sie Beispiele für Tribolumineszenz in nahezu jeder Farbe.

Weitere Möglichkeiten, Tribolumineszenz zu sehen

Das Aneinanderreiben von Diamanten oder Quarz ist nicht die einzige einfache Möglichkeit, Tribolumineszenz zu beobachten. Sie können das Phänomen beobachten, indem Sie zwei Stücke Entenband auseinander ziehen, wintergrüne Bonbons zerdrücken oder das Klebeband von der Rolle ziehen (wodurch auch Röntgenstrahlen erzeugt werden). Die Tribolumineszenz vom Klebeband und den Bonbons ist ein blaues Licht, während das Licht vom Brechen des Quarzes ein gelb-orange ist.

_Referenz

_{Orel, V.E. (1989), "Tribolumineszenz als biologisches Phänomen und Methoden zu seiner Untersuchung", Buch: Proceedings of the First International School Biological Luminescence: 131-147.}