Fluorescenční minerály

UV minerály jsou minerály, které vykazují schopnost fluorescence při osvětlení ultrafialovým (UV) zářením. Fluorescence je jev, při němž minerál absorbuje energii z UV záření a následně ji vyzařuje ve formě viditelného světla. Díky tomu tyto minerály pod UV světlem září různými barvami, které nejsou za běžného osvětlení patrné. Barva fluorescence závisí na chemickém složení minerálu a přítomnosti tzv. aktivátorů.

Naše nabídka UV minerálů.

Na foto: část expozice v Sálu luminiscence v Národním muzeu Praha

Ultrafialové (UV) záření je část elektromagnetického spektra s vlnovou délkou kratší než u viditelného světla, ale delší než u rentgenového záření.

Pro začínající sběratele minerálů je nejdůležitější UVA záření, zejména v oblasti kolem 365 nm. Pokročilejší sběratelé využívají také UVC záření, které vyvolává fluorescenci u většího množství minerálů.

Na foto: cenově dostupné UVA aktivní madagaskarské septárie

UVC záření má vyšší energii než UVA, což znamená, že dokáže excitovat více elektronů v minerálech a tím uvolnit větší množství světelné energie ve formě fluorescence. Díky své vyšší energii dokáže UVC záření aktivovat i minerály, které nereagují na méně energetické UVA záření.

Přímý kontakt s UVC zářením však může způsobit poškození tkání, popáleniny a dokonce i trvalé poškození zraku, a proto ho začínajícím sběratelům nedoporučujeme.

Na foto: kalcity z Charcas, San Luis Potosí, Mexiko

UVA (vlnová délka 320–400 nm)

Toto záření má nejdelší vlnovou délku ze všech typů UV záření a zároveň je energeticky nejslabší. UVA záření způsobuje stárnutí kůže (fotostárnutí) a může přispívat ke vzniku rakoviny kůže. Právě UVA je nejčastěji používaným typem UV světla při zkoumání minerálů. Často bývá označováno jako černé světlo.

Černé světlo

Černé světlo je speciální druh světla, který se používá k vyvolání fluorescence u některých materiálů. Jedná se o běžné UV záření z kategorie UVA (s vlnovou délkou přibližně 365 nm). Toto světlo se nachází blízko viditelného spektra a má nízkou energii. Označení „černé světlo“ vychází z toho, že je pro lidské oko téměř neviditelné, avšak objekty, které fluoreskují, pod ním září jasnými barvami.

Na foto: rubíny pod UVA lampou

UVB (vlnová délka 280–320 nm)

UVB záření má kratší vlnovou délku a vyšší energii než UVA. Je částečně pohlcováno ozonovou vrstvou, ale část tohoto záření dopadá na zemský povrch. Způsobuje spálení kůže (sluneční erytém) a hraje klíčovou roli při vzniku rakoviny kůže. Jeho využití v mineralogii je minimální.

UVC (vlnová délka 100–280 nm)

UVC záření má nejkratší vlnovou délku a nejvyšší energii ze všech typů UV záření. Je extrémně nebezpečné pro živé organismy, protože může rychle poškozovat tkáně a DNA. Naštěstí je zcela pohlcováno ozonovou vrstvou, takže se přirozeně na zemský povrch nedostává. UVC lampy se využívají ke sterilizaci, protože účinně ničí bakterie a viry. Při působení UVC záření vzniká ozon, který je ve vysokých koncentracích jedovatý. Nejvíce minerálů fluoreskuje právě pod UVC zářením.

Na foto: willemit cca 20 cm pod denním světlem a světlem UVA

Porovnání UVC a UVA

Přestože UVC záření vyvolává fluorescenci u většího množství minerálů, sběratelé obvykle upřednostňují UVA záření (doporučuje se vlnová délka 365 nm), a to z několika důvodů.

UVC záření je vysoce nebezpečné pro lidské zdraví. Jako záření s nejkratší vlnovou délkou a nejvyšší energií může způsobit vážné poškození kůže a očí. Přímý kontakt s UVC zářením může vést k poškození tkání, popáleninám nebo trvalým zrakovým poruchám.

UVA lampy jsou levnější, dostupnější a jednodušší k použití v běžných podmínkách. Oproti tomu UVC lampy vyžadují při manipulaci zvýšenou opatrnost, protože mohou být nebezpečné pro uživatele i jejich okolí.

Ačkoliv na UVC záření reaguje více minerálů, mnoho známých a sběratelsky atraktivních druhů, jako například fluorit nebo kalcit, dobře fluoreskuje i pod UVA světlem.

Díky vyšší bezpečnosti a snadnějšímu použití je UVA záření mezi sběrateli běžnější, přestože UVC může v některých specifických případech nebo při výzkumu nabídnout lepší výsledky.

Na foto: křemenná geoda z Maroka s UV aktivním kalcitem

Fluorescence minerálů

Fluorescence u minerálů nastává tehdy, když elektrony v atomových nebo molekulárních strukturách minerálu absorbují energii z ultrafialového (UV) záření a následně ji uvolňují ve formě viditelného světla. Tento jev je výsledkem přechodu excitovaných elektronů zpět na nižší energetické hladiny, přičemž uvolněná energie se projevuje jako světelná emise. Fluorescence je obvykle okamžitá a mizí ihned po odpojení zdroje UV záření. Různé minerály fluoreskují různými barvami v závislosti na chemickém složení, krystalové struktuře a přítomnosti stopových prvků nebo aktivátorů, jako jsou například mangan, uran či europium. Tento jev je využíván nejen v mineralogii, ale také v gemologii a při identifikaci některých vzácných minerálů.

Na fotografiích fluorit z Madagaskaru, nahoře běžné denní světlo, dole UVA.

Jaký je rozdíl mezi fluorescencí a fosforescencí?

Rozdíl mezi fluorescencí a fosforescencí spočívá v délce a způsobu, jakým látka vyzařuje světlo poté, co byla vystavena záření (obvykle UV světlu). Oba jevy jsou formami luminescence – tedy vyzařování světla vyvolaného absorpcí energie – ale liší se dobou trvání a mechanismem, jakým světlo uvolňují.

Fluorescence nastává téměř okamžitě po ozáření a zaniká prakticky ihned po ukončení působení zdroje záření.

Fosforescence je podobná fluorescenci, ale světlo vyzařuje i po delší dobu po odstranění zdroje záření.

Příklad z každodenního života: fluorescenční zvýrazňovač pod UV světlem okamžitě svítí a ihned po zhasnutí světla přestane, zatímco fosforeskující hračky nebo ručičky hodinek svítí i nadále po zhasnutí.

UV svítilna (baterka) na minerály

Běžná černá, fialová nebo modrá světla u fluorescenčních minerálů obvykle nefungují tak dobře, jak bychom si představovali, protože mají nízký výkon (2–5 W) a často vyzařují světlo o vlnové délce 395 nm. Mějte na paměti, že čím vyšší je výkon UV světla, tím intenzivnější je fluorescenční reakce. Tyto malé lampy, prodávané za nízké ceny, jsou vhodné spíše jako detekční nástroje – tedy pro zjištění, zda je minerál UV aktivní.

My používáme dlouhovlnnou svítilnu od Alonefire "UV LED svítilna 15W UV 365nm s filtrem". 

Na čínských online tržištích lze tuto svítilnu pořídit za 500–600 Kč. Výhodou je použití nabíjecí baterie typu TR 18650 (6800 mAh, 3,7 V, Li-ion), která je běžně dostupná a cenově přijatelná, včetně nabíječky. V ČR se v roce 2024 cena svítilny Alonefire pohybovala kolem 1200 Kč včetně DPH a se zárukou dva roky. Samotná baterie i nabíječka stojí přibližně 100 Kč každá.

Samozřejmě si můžete pořídit libovolnou UV svítilnu s vlnovou délkou 365 nm a výkonem 10 W nebo více. Doporučujeme však vybrat model s filtrem, který eliminuje nežádoucí okolní světelné paprsky. Na trhu je k dispozici velké množství různých typů těchto lamp. Výkonnější svítilna s 20 W bude účinnější než 15W varianta, ale počítejte s vyšší cenou. Při delším používání UVA svítilen, zejména těch s vyšším výkonem, používejte ochranné brýle filtrující UVA záření.

Na foto: UV aktivní kalcit v lapisu lazuli

UVC lampa na minerály

UVC lampa na minerály není levnou záležitostí. Vyrábí se i v kompaktní formě, velmi podobné těm dlouhovlnným, ale je mohutnější a stojí přibližně 250 €. Výkonné zářivkové lampy vycházejí na 600–800 €.

Varování: Používání UVC lamp vyžaduje ochranné brýle filtrující UVC záření a úplné zakrytí těla oděvem. Je nutné vyhnout se dlouhodobé expozici UVC záření. Před použitím se důkladně informujte o možných rizicích – buď z odborné literatury, nebo u zkušených sběratelů. Nejste-li si jisti, zůstaňte raději u UVA lamp, které jsou považovány za poměrně bezpečné.

Naše nabídka UV aktivních minerálů.