Contenu
- Qu'est-ce que la triboluminescence?
- Comment démontrer la triboluminescence
- Triboluminescence dans les minéraux
- Pourquoi la lumière est-elle produite?
- Wint O Green Lifesavers?
- Utilisations pratiques de la triboluminescence
Triboluminescence: Démonstration vidéo sur YouTube de la triboluminescence. Nous utilisons deux morceaux de quartz laiteux pour produire quelques éclairs de lumière. Vous pouvez facilement trouver d'autres minéraux présentant une triboluminescence. Environ 50% de toutes les substances cristallines présentent cette propriété. Des lunettes de sécurité sont recommandées si vous faites la démonstration vous-même.
Qu'est-ce que la triboluminescence?
La triboluminescence est un éclair de lumière produit lorsqu'un matériau est soumis à un frottement, à un impact ou à une rupture. Le phénomène est également connu sous le nom de fractoluminescence et de mécanoluminescence. La triboluminescence est courante dans les minéraux. On pense que 50% environ des matériaux cristallins présentent cette propriété. Il est également observé dans de nombreux matériaux non cristallins.
Triboluminescence: Démonstration vidéo sur YouTube de la triboluminescence. Nous utilisons deux morceaux de quartz laiteux pour produire quelques éclairs de lumière. Vous pouvez facilement trouver d'autres minéraux présentant une triboluminescence. Environ 50% de toutes les substances cristallines présentent cette propriété. Des lunettes de sécurité sont recommandées si vous faites la démonstration vous-même.
Comment démontrer la triboluminescence
Un moyen très simple d’observer la triboluminescence consiste à prendre deux cailloux de quartz laiteux assez gros pour tenir et frotter avec un peu de force. Emmenez-les dans une pièce sombre et restez dans l'obscurité pendant quelques minutes pour permettre à vos yeux de s'adapter à l'obscurité. Vous n'avez pas besoin d'obscurité totale mais moins il y a de lumière, mieux c'est.
Tenez un morceau de quartz dans votre main gauche et l’autre dans votre main droite. Appuyez fermement un bord d'un quartz sur l'autre et, tout en maintenant une pression ferme, faites-le glisser rapidement sur la surface en effectuant un mouvement similaire à celui que vous utiliseriez pour frapper une grande allumette. Ne soyez pas wimpy. Maintenez une pression ferme pendant que vous traînez rapidement un caillou sur la surface de l'autre. Si vous le faites correctement et si vous avez des morceaux de quartz triboluminescent, vous verrez un bref éclair de lumière pénétrer profondément dans le quartz translucide.
Expérimentez avec différentes vitesses, différentes pressions et directions de traînée pour maximiser le flash de lumière. Certains spécimens produiront également de petites quantités de lumière si vous les assemblez ou les frottez les uns contre les autres. Vous pouvez également expérimenter différents minéraux pour déterminer s’ils sont triboluminescents. Vous trouverez probablement de nombreux minéraux qui présentent la propriété.
La meilleure façon d'apprendre sur les minéraux est d'étudier avec une collection de petits spécimens que vous pouvez manipuler, examiner et observer pour en connaître les propriétés. Des collections de minéraux peu coûteux sont disponibles dans le magasin.
Triboluminescence dans les minéraux
La triboluminescence est présente dans le quartz; Cependant, la force du phénomène varie d'un échantillon à l'autre. La triboluminescence est bien connue dans la sphalérite, la fluorite, la calcite, la muscovite et de nombreux minéraux de feldspath. Certains spécimens d'opale commune produisent un éclair orange vif.
Testez quelques échantillons vous-même.N'oubliez pas de porter des lunettes de sécurité et sachez que ce test érafle vos échantillons. Vous découvrirez probablement de nombreux spécimens de divers minéraux triboluminescents. Nous avons constaté que l'éclair de lumière est le plus brillant lorsque nous utilisons des spécimens transparents ou très translucides. Ces échantillons permettent à la lumière de pénétrer profondément, facilitant l'observation du flash.
Pendant des années, nous avons observé des éclairs de lumière lors de la coupe du brut lapidaire sur une scie à rocher ou de sa mise en forme sur une roue en diamant. Nous pensions à l'origine que cette lumière était une incandescence (une émission de lumière provenant d'un objet chaud), mais maintenant nous pensons qu'au moins une partie de cette lumière était une triboluminescence.
La triboluminescence n'est pas une bonne propriété à utiliser pour l'identification des minéraux. Certains spécimens d'un minéral pourraient présenter la propriété et d'autres non.
Pourquoi la lumière est-elle produite?
Le phénomène de triboluminescence est mal compris. Certains chercheurs pensent que le fait de gratter ou de frapper des matériaux ensemble constitue un apport d'énergie qui excite les électrons dans les matériaux. Lorsque les électrons tombent de leur état excité, un éclair de lumière se produit. D'autres pensent que la triboluminescence est similaire à la foudre et est causée par un courant électrique généré par la force appliquée aux matériaux. Le courant électrique traverse le matériau, faisant briller les molécules de gaz emprisonnées dans le cristal.
Les éclairs de lumière produits par les minéraux triboluminescents sont généralement blancs ou oranges, mais d'autres couleurs sont possibles. Il se peut que nous ne voyions pas toute la lumière produite, car certaines d'entre elles pourraient avoir des longueurs d'onde extérieures au spectre visible des humains.
Wint O Green Lifesavers?
Le matériau Wint O Green Lifesavers est un matériau intéressant qui présente une triboluminescence bleue. Si vous les écrasez avec une paire de pinces dans une pièce sombre, vous devriez voir de beaux éclairs bleus. On pense que le sucre cristallin dans le bonbon est la source de la triboluminescence et que le salicylate de méthyle (arôme wintergreen) produit une fluorescence bleue. De nombreux autres types de bonbons de sucre dur présentent une triboluminescence.
Utilisations pratiques de la triboluminescence
Les matériaux triboluminescents peuvent être utilisés pour détecter les dommages structurels. Si des matériaux triboluminescents sont incorporés dans un composite, ils généreront de la lumière si le composite commence à subir une défaillance structurelle. Un capteur détectera la lumière et signalera qu'une défaillance s'est produite. Cette surveillance peut détecter une défaillance à ses débuts car de nombreux matériaux composites commencent à se fracturer au niveau microscopique bien avant une défaillance complète.
Ces méthodes sont coûteuses à mettre en œuvre et ne peuvent être utilisées que dans des équipements où la détection de défaillances précoces peut générer des économies importantes. Ces méthodes peuvent être utilisées pour les composants de vaisseaux spatiaux, aéronefs, navires de guerre, bâtiments, barrages, ponts et autres structures critiques.