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Autor Thema: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien  (Gelesen 25286 mal)

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Offline Lynx

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Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien - Zirkon
« Antwort #45 am: 09 Jun 20, 01:36 »
Hallo zusammen

Den winzigen Zirkon habe ich bei einer Rast am Col des Montets gefunden, als wir - mal nicht Autobahn - von Lausanne über Martigny am Mont Blanc vorbei nach Grenoble gefahren sind. Vom Wallis kommend wird das Tal schon recht eng bis man dann über den Pass kommt und irgendwann den Mont Blanc als weißes Monstrum vor sich sieht. Monströs sind auch die Straßen, die dann nach Chamonix und hinaus weiter ins Tal führen... Bei Les Houches bzw. St. Gervais dann noch eine Gedenkminute an Robert Romestain, Freund, Kletterpartner und Kollege aus Grenoble, der 2004 am Mont Blanc tödlich abstürzte. Eine Woche später wären wir unterwegs gewesen... Deshalb ist dieser Zirkon für mich auch eine Erinnerung an Robert.

Unter UV 365 nm  leuchtet der bei Tageslicht violette Zirkon deutlich gelb (Bildbreite ist 0.7 mm).

Frankreich/Auvergne-Rhône-Alpes, Region/Haute-Savoie, Département/Bonneville, Arrondissement/Chamonix-Mont-Blanc/Mont-Blanc-Massiv
Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
   Frankreich/Auvergne-Rhône-Alpes, Region/Haute-Savoie, Département/Bonneville, Arrondissement/Chamonix-Mont-Blanc/Mont-Blanc-Massiv
Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
 

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Bilder lumineszierender Mineralien - Uranmineralien
« Antwort #46 am: 01 Jul 20, 22:49 »
Hallo zusammen

heute hab ich Bilder von lumineszierenden Uranmineralien zusammengesucht. Das ist nur ein Ausschnitt aus der Vielfalt an Uranmineralien, die blaugrün, grün, gelb bis hin zu rötlich gelb lumineszieren. Jedoch ist ein intensiver Grünton vorherrschend - siehe nachfolgende Bilder. Per Augenschein läßt sich dies kaum unterscheiden. Von manchen gibt es (dank Markus - Etalon) auch Spektren hier im Atlas. Von vielen fehlen aber Bilder...
Die Lumineszenzspektroskopie von Uranverbindungen und -mineralien wird durchaus benutzt, um die Umweltgängigkeit der Verbindungen im Kontext z.B. mit der Lagerung radioaktive Abfälle oder der Sanierung von Uranbergbau-Gebieten nachzuweisen. Literatur findet sich dazu zahlreich im Netz (z.B. 1-4).
Die Lumineszenz von Uranyl UO22+ im Kristallgitter hat vorwiegend den Charakter einer Moleküllumineszenz (5) und unterscheidet sich damit von z.B. der Lumineszenz von Mn2+ in Mineralien (diese entspricht eher der Lumineszenz in keramischen Halbleitern). Typischerweise zeigt das Anregungsspektrum der Uranmineralien einen spezifischen, deutlich strukturierten "fingerprinting-Bereich" um 415 nm und einen breiten unstrukturierten Bereich mit direkter Anregung ins Gitter unterhalb von rund 350 nm. Die Emission wiederum kann eine Serie von klaren Linien aufweisen (die mit vibronischen Übergängen einhergeht) oder auch eher breit und unstrukturiert ausfallen. Das hängt dann mit den individuellen Eigenschaften des jeweiligen Minerals zusammen. Einen kleinen Einblick gibt es auch hier im Atlas.

Herausgesucht habe ich Bilder aus dem Atlas, von unterschiedlichen Mineralien und von unterschiedlichen Fotografen. Die Liste ist weder erschöpfend noch vollständig - aber vielleicht geschmacksanregend. Und vorallem: gerne zu erweitern! Viel Spaß damit!

---
Literatur
(1) Bernhard, G., Geipel, G., Brendler, V., & Nitsche, H. (1998). Uranium speciation in waters of different uranium mining areas. Journal of Alloys and Compounds, 271, 201-205.
(2) Arnold, T., Baumann, N., Krawczyk-Bärsch, E., Brockmann, S., Zimmermann, U., Jenk, U., & Weiß, S. (2011). Identification of the uranium speciation in an underground acid mine drainage environment. Geochimica et Cosmochimica Acta, 75(8), 2200-2212
(3) Arai, Y., Marcus, M. A., Tamura, N., Davis, J. A., & Zachara, J. M. (2007). Spectroscopic evidence for uranium bearing precipitates in vadose zone sediments at the Hanford 300-area site. Environmental science & technology, 41(13), 4633-4639.
(4) Franke, K., Rößler, D., Gottschalch, U., & Kupsch, H. (2000). Mobilization and retardation of uranium DOC species at three mine piles in Schlema/Alberoda, Saxony, Germany. Isotopes in environmental and health studies, 36(3), 223-239.
(5) Drobot, B. (2015, Entwicklung und Validierung mathematischer Methoden zur Auswertung spektroskopischer Daten der Uranyl(VI)-Hydrolyse. , Dissertation, Technische Universität Dresden.


Uranmineralien

AndersonsitArsenuranospathit(Meta-)Autunit
USA/Utah/San Juan Co./Cane Creek/Snyder Mine
Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Tschechien/Karlsbad (Karlovarský kraj)/Falkenau (Sokolov), Okres/Schlaggenwald (Horní Slavkov)/Uran-Distrikt
Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Deutschland/Sachsen/Vogtlandkreis/Bergen/Streuberg (Schacht 254)
Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
BergenitBoltwooditFourmarierit
Deutschland/Sachsen/Vogtlandkreis/Neuensalz/Mechelgrün
Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Demokratische Republik Kongo/Katanga (Shaba), Provinz/Ober-Katanga (Haut-Katanga), Distrikt/Shinkolobwe (Kasolo)
Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
(Meta-)HeinrichitLiebigit(Meta-)Nováčekit
Deutschland/Baden-Württemberg/Freiburg, Bezirk/Rottweil, Landkreis/Wittichen/Schmiedestollenhalde
Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
USA/Colorado/Jefferson Co./Ralston Buttes District/Schwartzwalder Mine
Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Spanien/Andalusien (Andalucía)/Almería, Provinz/Sierra Alhamilla/Pechina/Mina El Descuido
Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
OttohahnitPlášilitSaléeit
USA/Utah/San Juan Co./White Canyon District/Red Canyon/Blue Lizard Mine
Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
USA/Utah/San Juan Co./White Canyon District/Red Canyon/Blue Lizard Mine
Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Deutschland/Bayern/Oberfranken, Bezirk/Wunsiedel im Fichtelgebirge, Landkreis/Kirchenlamitz/Großschloppen/Grube Christa
Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
SklodowskitUranocircitUranophan
Griechenland/Attika (Attikí, Attica)/East Attica/Lavreotiki/Lavrion (Laurion), Bergbaudistrikt/Plaka/Paleokamariza (Paliokamariza)-Gruben/Paliokamariza Mine No. 18
Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Deutschland/Sachsen/Vogtlandkreis/Bergen/Granitsteinbruch
Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Demokratische Republik Kongo/Katanga (Shaba), Provinz/Lualaba, Distrikt/Kolwezi, Revier/Kolwezi, Stadt/Musonoi
Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
« Letzte Änderung: 01 Jul 20, 23:06 von Lynx »

Offline Lynx

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Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
« Antwort #47 am: 31 Jul 20, 10:39 »
4. Nachleuchten, persistente Lumineszenz, Thermolumineszenz und verwandte Phänomene

4.1 Mechanismen

Während die Begriffe Photolumineszenz, Phosphoreszenz und Fluoreszenz im wesentlichen die Emission von Licht in einem Leuchtzentrum beschreiben und ihre Unterscheidung in den Auswahlregeln für die Spins finden, betrachtet Thermolumineszenz und die verwandten Begriffe Vorgänge, die deutlich mehr umfassen, als nur ein (isoliertes) Leuchtzentrum. Vor einiger Zeit habe ich den Mechanismus der  persistenten Lumineszenz hier im Atlas beschrieben, möchte für den Beitrag darauf zurückgreifen und manches ergänzen.

Um es vorweg zu sagen: Eine Thermolumineszenz bzw. ein Nachleuchten kann in der Emission mit eher fluoreszentem oder auch eher phosphoreszentem Charakter auftreten - oder typischerweise eben als irgendetwas dazwischen.
Beispiele für interessierte Leser sind SrAl2O4:Eu2+, Ln für eher fluoreszenten Charakter (1,2) und La2O2S:Eu3+,Mg,Ti für eher phosphoreszenten Charakter (3). Die jeweils angegebene Literatur ist lediglich als Startpunkt gedacht und keineswegs erschöpfend.

Der Mechanismus dahinter beruht auf der Defektstruktur eines Festkörpers - Nachleuchten ist eine Eigenschaft des  Kristalls mit seiner chemischen Zusammensetzung, Struktur und eben den Defekten (4,5,6,7). Zugrunde liegt dem Mechanismus, dass Ladungsträger - Elektronen oder Löcher, für beides gibt es Beschreibungen - aus dem Leuchtzentrum in einen Fallenzustand gelangen können, in dem sie gespeichert werden. Aus dem Fallenzustand können sie durch Energieeintrag wieder ausgelöst werden und zurück zum Leuchtzentrum gelangen (4). Das nachfolgende Bild illustriert dies schematisch für den Fall von Elektronen als Ladungsträger.

Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien


(1) Anregung des Elektrons in das Leitungsband
(2) Transport im Leitungsband
(3) Relaxieren in einen Fallenzustand (trapping), nur in Ausnahmefällen als strahlender Übergang.
(4) Verweilen und warten.... Sekunden, Minuten, Stunden ... Jahre .... Jahrtausende... je nach Situation.
(5) Anregung durch Energieeintrag zurück ins Leitungsband. Thermisch: Thermolumineszenz (TL), Licht: optisch stimulierte Lumineszenz (OSL), Druck: Mechanolumineszenz (ML)...
(6) Transport
(7) Übergang ins Leuchtzentrum, Ableuchten

An dem Schema ist schon zu erkennen, dass einiges stimmen muß, damit tatsächlich am Ende wieder Licht herauskommt. Die Bandlücke muss groß genug sein, um die Leucht- und Fallen-Systeme (als isoliert Systeme mit wenig Wechselwirkung) aufnehmen zu können. Die Niveaus des Leuchtzentrums müssen günstig liegen, damit das Elektron in das Leitungsband gelangen kann. Gleiches gilt für die Fallenzustände. Ladungstransport muss ablaufen (mit anderen Worten: Strom fließt). Und - alternative Pfad dürfen nur geringen Einfluss haben: das Elektron darf nicht entkommen...

Je nachdem, wie tief die Falle ist, wird der Ladungsträger (hier: das Elektron) stabiler oder weniger stabil gebunden.
(i) Genügt bereits geringe Energie, dann verweilt das Elektron nur einen Moment in der Falle. Zur Auslösung genügt bereits eine tiefe Temperatur. Sichtbar wird der Effekt in einer Verzerrung der beobachteten Abklingkurve der Lumineszenz. Diese ist dann nicht mehr einfach nur exponentiell.
(ii) Bei einer "mitteltiefen Falle" genügt die Umgebungstemperatur, um die Elektronen zu befreien: dies führt dann zu dem wohl bekannten Nachleuchten, das über Sekunden, Minuten bis hin zu Stunden anhalten kann (4,8). In der Literatur wird dies als "persistente Lumineszenz" bezeichnet und ist letztlich Thermolumineszenz bei Raumtemperatur.
(iii) In noch tieferen Fallen braucht es mehr Energie, die Speicherung ist ziemlich stabil (6,7). Erst gezieltes Ausheizen (Thermolumineszenz) oder Auslesen mit Photonen (optisch stimulierte Lumineszenz) befreit die Elektronen - die gegebenenfalls auch viele Jahre gespeichert bleiben könnnen.

Die Fallenzustände hängen an Defektzentren. Defekte können Vakanzen sein (typischerweise Sauerstofffehlstellen), aber auch Fremdionen oder komplexere Systeme. Genau hier setzt das Design von nachleuchtenden Leuchtstoffen an, bei denen Bandlücken und Defektzentren so angepasst werden, dass möglichst effizient nachleuchtende Stoffe entstehen.

Nachfolgend als Beispiel einige synthetische Stoffe (2,4,9-11) - Ln: Seltenerd, X: geeignete Kodotierung:

(Ca,Sr,Ba)S:Eu,Ln;
ZnS:Cu,X;
SrAl2O4:Eu,Dy;
Y2O2S:Eu,Mg,Ti;
Sr2MgSi2O7:Eu,X;
YAG:Cr,Ce;
Zn3Ga2Ge2O10:Cr

In natürlichen Mineralien lassen sich die Gegebenheiten nicht so einfach beschreiben. Anwendungen indes gibt es, wie weiter unten beschrieben wird.



4.2 Der Stein von Bologna


Chinesische Quellen berichten bereits vor über 1000 Jahren von nachleuchtendem Material (4). Allerdings gilt der Stein von Bologna als erstes, wissenschaftlich untersuchtes nachleuchtendes Material, das vom Menschen hergestellt wurde (12). 1603 synthetisierte der italienische Schuhmacher und Alchemist Vincenzo Cascariolo dieses Material aus Baryt vom Monte Paderno. Dokumentiert ist dies in der Schrift "Litheosphorus sive de lapide Bononiesi" (13). Erst kürzlich wurde - fast schon im Sinne der experimentelle Archäologie - der Stein von Bologna aus dem gleichen Ursprungsmaterial (Baryt vom Monte Paderno) neu synthetisiert und untersucht (12). Es zeigte sich, dass durch die Art der Verarbeitung schließlich BaS entsteht. Analysen der Verunreinigungen und des Lumineszenz-Verhaltens zeigten, dass es sich um Cu+ als Leuchtzentrum handelt, wobei S2- Fehlstellen als Fallenzentren agieren. Die Emission von Cu+ liegt im roten Bereich bei rund 610 nm. Die Autoren zeigten, dass in diesem Material die persistente Lumineszenz rund 30 Minuten anhielt - also durchaus beachtlich.


4.3 Nochmals zu den Begrifflichkeiten


In den vorangegangen Beiträgen habe ich die verschiedenen Begriffe rund um das Leuchten und Nachleuchten von Mineralien beschrieben. Hier nun - bevor es dann zu Anwendungen geht - eine kurze Zwischenzusammenfassung.

Fluoreszenz bezeichnet spinerlaubte Übergänge (ohne Änderung des Elektronenspins beim Übergang),
Phosphoreszenz spinverbotene (mit Änderung des Elektronenspins beim Übergang). Diese Begriffe sind für die Lumineszenz organischer Moleküle hilfreiche Beschreibungen.

Im Festkörper - wie eben Mineralien - mischen die quantenmechanischen Auswahlregeln für die Übergänge aufgrund der Einflüsse des Gitters (Symmetrie und Symmetriebrechungen sowie Kristallfeldaufspaltungen sind hier Schlagworte). Deshalb fassen die Begriffe Phosphoreszenz und Fluoreszenz die Photolumineszenz im Festkörper nicht richtig - sie sind nicht geeignet, um die Mechanismen bei der (Photo-)lumineszenz von Mineralien zu bezeichnen.

Deshalb zeigen Mineralien Lumineszenz oder Photolumineszenz - die Begriffe Fluoreszenz und Phosphoreszenz sollte man besser vermeiden und den Chemikern zur Beschreibung der Phänomene bei organischen Verbindungen überlassen.

Das lange Nachleuchten einiger Mineralien ist mit dem Begriff persistente Lumineszenz oder Nachleuchten klar beschrieben - eben Thermolumineszenz bei Raumtemperatur.

Die nächsten Kapitel verlassen die Beschreibung zugrundeliegender physikalischer Phänomene und wenden sich Anwendungen zu: OSL - optisch stimulierte Lumineszenz zur (geologischen) Altersdatierung; Dosimetrieanwendungen; Lumineszenz zur Klassifizierung von Stoffen und in der Ressourcengeologie.

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Literatur

(1) Vitola, V., Millers, D., Bite, I., Smits, K., & Spustaka, A. (2019). Recent progress in understanding the persistent luminescence in SrAl2O4: Eu, Dy. Materials Science and Technology, 35(14), 1661-1677.
(2) Van den Eeckhout, Koen, Philippe F. Smet, and Dirk Poelman. "Persistent luminescence in Eu2+-doped compounds: a review." Materials 3.4 (2010): 2536-2566.
(3) Hölsä, J., Laamanen, T., Lastusaari, M., Malkamäki, M., Niittykoski, J., & Zych, E. (2009). Effect of Mg2+ and TiIV doping on the luminescence of Y2O2S: Eu3+. Optical Materials, 31(12), 1791-1793.
(4) Xu, J., & Tanabe, S. (2019). Persistent luminescence instead of phosphorescence: History, mechanism, and perspective. Journal of Luminescence, 205, 581-620.
(5) Kulesza, D., et al. "The bright side of defects: Chemistry and physics of persistent and storage phosphors." Journal of Luminescence 133 (2013): 51-56.
(6) Bos, A. J. J. "Theory of thermoluminescence." Radiation measurements 41 (2006): S45-S56.
(7) Reuven, Chen, and Mckeever Stephen WS. "Theory of thermoluminescence and related phenomena." World Scientific Publishing Ltd, Singapore (1997).
(8) Hölsä, Jorma. "Persistent luminescence beats the afterglow: 400 years of persistent luminescence." Electrochem. Soc. Interface 18.4 (2009): 42-45.
(9) Pan, Z., Lu, Y. Y., & Liu, F. (2012). Sunlight-activated long-persistent luminescence in the near-infrared from Cr 3+-doped zinc gallogermanates. Nature materials, 11(1), 58-63.
(10) Ueda, J., Dorenbos, P., Bos, A. J., Kuroishi, K., & Tanabe, S. (2015). Control of electron transfer between Ce 3+ and Cr 3+ in the Y 3 Al 5− x Ga x O 12 host via conduction band engineering. Journal of Materials Chemistry C, 3(22), 5642-5651.
(11) Van den Eeckhout, K., Poelman, D., & Smet, P. F. (2013). Persistent luminescence in non-Eu2+-doped compounds: a review. Materials, 6(7), 2789-2818.
(12) Lastusaari, Mika, et al.  (2012). The Bologna Stone: history’s first persistent luminescent material. European Journal of Mineralogy 24.5, 885-890.
(13) Licetus F. (1640). Litheosphorus sive de lapide Bononiesi. University Library, Bologna, Italy.

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EDIT (1): kleinere Korrekturen
« Letzte Änderung: 31 Jul 20, 22:13 von Lynx »

Offline etalon

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Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
« Antwort #48 am: 02 Aug 20, 14:48 »
Hallo Martin,

einen kleinen Beitrag meinerseits zu deiner beachtlichen Themensammlung. Auch wenn es makroskopisch kein Mineral ist, und es schon vor einiger Zeit aufgenommen wurde, kann ich es vielleicht doch hier zeigen, da es schön die persistente Lumineszenz zeigt.

Diesen Krebs aus den Solnhofener Plattenkalken habe ich von einem netten Menschen geschenkt bekommen. Dass die Plattenkalkfossilien unter UV-Licht lumineszieren, ist schon lange bekannt und wird auch bei deren Präparation genutzt, da die Kontraste auch kleinste Erhaltungen sichtbar machen.

Diese Fossilien sind oft aragonitisch oder/und phosphatisch erhalten, was ihre Lumineszenz erklärt, solange wie keine Quencher (Fe) mit eingebaut wurden, was an manchen Fundstellen häufig der Fall ist.

An diesem kleinen Kerl ist mir seinerzeit ein extrem deutliches, langes und helles Nachleuchten aufgefallen, was ich mal quick and dirty fotografisch festgehalten habe. Angeregt wurde mit UV @365nm.

Grüße Markus

EDIT: Interessant ist auch die unterschiedliche Farberscheinung der Photolumineszenz zur persistenten Lumineszenz...

Offline Lynx

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Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
« Antwort #49 am: 09 Aug 20, 23:54 »
Hallo zusammen

Nachdem hier oben von Georg und von mir anderswo (Antwort 30 und folgende) schon die Frage zu Filterung bei Lumineszenzaufnahmen aufkam, habe ich eine kleine Reihe Bilder gemacht, die das Thema etwas beleuchten.

Das Stück ist Apatit mit gelbem Glimmer von Stbr Ernst & Kubischek, Grub, Rinchnach. Tut aber eigentlich nix zur Sache. Dass der Apatit rosa luminesziert - dazu gibts später mehr und hübschere Bilder (dauert aber noch). Hier ist mir wichtig, dass ich das Stück mit der UV-Taschenlampe beleuchte und mit dem Componon-S 85 mm revers am Balgen fotografiere - jeweils mit unterschiedlicher Filterkombination für Anregung (Lampe) und Emission (Objektiv). Die Bildbearbeitung (Farbeinstellung per Lightroom) ist für alle gleich (rechte Bilder) und orientiert sich an der besten Kombination des 1. Falls -Emission und Anregung gefiltert - im Vergleich zum visuellen EIndruck.

Gefiltert wird mit einem UG11 UV-Glas von Schott auf der UV-Lampe und einem UV/IR-Sperrfilter von Baader Planetarium am Objektiv (Danke Markus für den Tipp!).

(i) In der Kombination, in der beider Pfade gefiltert werden (d.h. UG11 vor Lampe, Sperrfilter vor Objektiv) kommt etwas heraus, was den visuellen EIndruck recht ordentlich widergibt.

Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien


(2) Wenn nur die Lampe mit UG11 gefiltert wird, die Emission ungefiltert passiert, kommt das folgende Bild heraus. Deutlich ist das intensive pinke Streulicht zu sehen, das ich im anderen Thread schon vorgetellt hatte.

Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien


(3) mit Filter auf dem Objektiv und ohne Filter auf der Lampe dominiert der Rest an Blau, der bei einer starken UV-Lampe halt doch noch mitkommt - und vor allem, den der Filter vor dem Objektiv durchlässt! Die Lumineszenz ist fast unsichtbar. Auch die Farbkorrektur kann nicht helfen.

Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien


(4) Ganz ohne Filter  schaut es nicht anders aus... Der Blauanteil ist eben so intensiv, dass das gestreute UV-Licht relativ gesehen keine Rolle spielt.

Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien


Fazit:
- Ungefilterte blaue Leuchterscheinung im Bild kann auch einfach nur der Blauanteil der Lichtquelle sein.
- Eine geeignet gefilterte UV-Quelle bringt einen großen Hub.
- Filterung der Emission entfernt dann noch ggf. auftretendes UV-Streulicht.

@Georg
Vielleicht hilft Dir das zu Deiner Frage von oben (#29 hier im thread)? Für den Baader Planetarium UV/IR-Sperrfilter finden sich die Filterdaten hier. Bei B+W ist das äquivalente Filter das B+W 486 mit >10% Passbereich ca 380-700 nm  (Filterkurve). Das B+W 093 ist ein reines IR-Langpassfilter (Filterkurve). P.S. Die Datenblätter gibt es als Downloads auf den Seiten.


Grüße, Martin
« Letzte Änderung: 11 Aug 20, 17:46 von Lynx »

Offline Lynx

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Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
« Antwort #50 am: 10 Aug 20, 21:47 »
Hallo zusammen,
hier nochmals die gestackten Aufnahmen, die die Filterwirkung zeigen.

Links: Anregung (UV LW) gefiltert mit UG11, Emission ungefiltert;     rechts: Anregung (UV LW) gefiltert mit UG11, Emission gefiltert mit Baader Planetarium UV/IR Sperrfilter. Leider sind die Perspektiven der Bilder etwas gegeneinander verdreht. Dennoch ist die Filterwirkung deutlcih zu sehen. Die Bildgröße beträgt rund 25 mm, Objektiv ist ein Componon-S.

Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
 
Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien


Dazu nochmals das Stück im Weisslicht:

Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien



Gruß, Martin

Offline Lynx

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Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
« Antwort #51 am: 19 Aug 20, 17:36 »
Sodalith-Gruppe

Ein interessantes eBook zur Lumineszenz von Mineralien der Sodalith-Gruppe habe ich kürzlich gefunden:

The Sodalite Group Minerals von Ludo van Goethem und Axel Emmermann (englisch).

Gruß, Martin

Offline Peter-1

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Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
« Antwort #52 am: 04 Oct 20, 12:21 »
Fluoreszenz / Lumineszenz ?

Von einem Mineraliensammler bekam ich einige Steinchen "trüber Zirkon".
Nicht bei allen Exemplaren zeigte sich diese Fluoreszenz so ausgeprägt, aber hier ein Stück mit kräftiger Fluoreszenz bei 365nm Anregung. Aufnahme am Olympus BH-2 Mikroskop und Beleuchtung mit einer Nichia LED und zusätzlich U-Filter von Baader zur sicheren Unterdrückung der noch sichtbaren Wellenlängenanteile über 380nm. Sperrfilter mit 410nm Kante. Bildbreite 6mm.  Bild 1 = Weißlicht , Bild 2 = UV-Anregung

Gruß
Peter

Offline Peter-1

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Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
« Antwort #53 am: 04 Oct 20, 19:50 »
Als kleine Ergänzung zum Zirkon noch das Gammaspektrum. Es zeigt schwach, aber doch deutlich die Zerfallsprodukte der Uran-Radium-Reihe.

Offline Lynx

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Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
« Antwort #54 am: 06 Oct 20, 11:57 »
Hallo Peter

Die gelbe Lumineszenz von Zirkon stammt sehr wahrscheinlich von strahlungsinduzierten Fehlstellen (Strahlungsschäden). Diese Lumineszenz ist vergleichsweise schnelllebig. Wenn man Lenz (2020) dahingehend interpretiert, könnte es auch die Verbindung Strahlungsschäden mit Dy3+sein. Nicholas 1967 argumentiert mit Fehlstellen+Eu3+ und Gaft und Kollegen (1986/1987) bringen (VO4)3- ins Spiel...   Trotzdem ist Fluoreszenz als Mechanismus unwahrscheinlich,  weil es sehr erstaunlich wäre, wenn bei strahlungsinduzierten ungeordneten Fehlstellen rein nur erlaubte Übergänge vorliegen würden. Bei den genannten seltenen Erden stammt die Emission im wesentlichen aus verbotenen (spin-verbotenen) Übergänge, also eigentlich phosphoreszenter Charakter. So wie ich die Literatur zu Zirkon verstehe ist das ein eher komplexer Fall.

Gruß, Martin

(1) Nicholas, J. V. (1967). Origin of the luminescence in natural zircon. Nature, 215(5109), 1476-1476.
(2) Gaft, M. L., Zhukova, V. A., Rassulova, V. A., Rakov, L. T., & Zhurnal, M. (1986). The nature of photoluminescence of zircon. Mineralogicheskij Zhurnal, 8, 74-78.
(3) Gaft, Michael & A.A., Rogozhin & Rassulov, Viktor & V.A., Zhukova. (1987). The multicenter nature of the yellow photoluminescence of zircon. Mineralogical Journal. 9.
(4) Gaft, M., Panczer, G., Reisfeld, R., & Shinno, I. (2000). Laser-induced luminescence of rare-earth elements in natural zircon. Journal of Alloys and Compounds, 300, 267-274.
(5) Lenz, C., Belousova, E., & Lumpkin, G. R. (2020). The In-Situ Quantification of Structural Radiation Damage in Zircon Using Laser-Induced Confocal Photoluminescence Spectroscopy. Minerals, 10(1), 83.

 

Offline Lynx

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Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
« Antwort #55 am: 08 Feb 21, 17:02 »
Hallo zusammen,

es hat mir keine Ruhe gelassen - hier nochmals lumineszierender Wulfenit von unterschiedlichen Fundorten. Oben bei Weisslichtbeleuchtung, darunter bei UV 365 nm (Langwelle), jeweils Anregung und Detektion geeignet gefiltert.
Viel Spass beim Anschauen!

Gruß, Martin


Wulfenit

Jianshan Mine, Xinjiang, ChinaLos Lamentos, MexicoAhmad Abad Mine, Yazd Province, Iran
China/Xinjiang, Provinz/Bayingolin, Mongolischer Autonomer Bezirk/Qakilik (Ruoqiang Xian; Chaqiliq), Kreis/Jianshan Mine
Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Mexiko/Chihuahua/Ahumada, Municipio/Los Lamentos Mts. (Sierra de Los Lamentos)
Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
Iran/Yazd, Provinz/Ardakan, Landkreis/Ahmad Abad, Dorf/Ahmadabad Mine (Ahmad Abad Mine)
Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien



Jianshan Mine, Xinjiang, ChinaLos Lamentos, MexicoAhmad Abad Mine, Yazd Province, Iran
China/Xinjiang, Provinz/Bayingolin, Mongolischer Autonomer Bezirk/Qakilik (Ruoqiang Xian; Chaqiliq), Kreis/Jianshan Mine
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Mexiko/Chihuahua/Ahumada, Municipio/Los Lamentos Mts. (Sierra de Los Lamentos)
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Iran/Yazd, Provinz/Ardakan, Landkreis/Ahmad Abad, Dorf/Ahmadabad Mine (Ahmad Abad Mine)
Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien



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Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
« Antwort #56 am: 08 Feb 21, 17:08 »
... kleiner Kommentar am Rand:
Ich sehe gerade, dass solche Bilder je nach Bildschirm *sehr* unterschiedlich herauskommen... dem werde ich mal nachgehen.

Offline guefz

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Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
« Antwort #57 am: 08 Feb 21, 19:43 »
Nicht jeder Monitor wird vom Hersteller farb-kalibriert, das kostet ja so fürchterlich viel, da ist man ja nicht mehr konkurrenzfähig...

Offline Lynx

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Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
« Antwort #58 am: 08 Feb 21, 19:58 »
Hallo Günter

Nein, da geht es um mehr als nur Farbkalibration!

Gemacht habe ich die Bilder am Mac (altes Macbook pro), wo der Hintergrund des Lumineszenzbildes des Wulfenits von der Jianshan Mine
gleichmässig samtschwarz erscheint, und die Farbnuancen des Wulfenits brillant sind.
Auf dem Monitor des anderen Rechners (auf dem für die Wiedergabe eine spezielle "ergonomische"? Farbdarstellung von Betriebssystemseite bei mattem Bildschirm bereitgestellt wird) sieht man beim selben Bild zusätzliche blaue Lichter im eher grauschwarzen Hintergrund, die Farben des Wulfenits erscheinen etwas "pastellartig" und kontrastarm.

Wie ist es bei Euch, seht Ihr im genannten Bild noch blaue Lichter?

Der Hersteller wirbt eben für derartige Einstellungen mit "besonders augenschonend bei langen Arbeitszeiten am Rechner" oder so. Mein Eindruck ist, dass letzterer Monitor schlicht schlechter ist. Jetzt muss ich es noch am dritten Rechner anschauen....

ABER evtl liegt es auch daran, dass am Mac die Bilddaten anders interpretiert werden, sprich andere Kurven für die Darstellung hinterlegt sind, da dieses Mac-Display eben glänzend (und nicht matt) ist...
Mir scheint, dass es zusätzlich einen signifikanten Unterschied gibt ob
Bild am PC erstellt -> am Mac dargestellt
oder Bild am Mac erstellt -> am PC dargestellt.
Kann es sein, dass die Betriebssysteme hier grundsätzlich unterschiedlich arbeiten? Wer weiss da was?


Wenn ich dazu komme, mache ich mal vergleichend Bilder (mit derselben Kamera) und zeig sie ...

Gruß, Martin


EDIT:
Ah. Jetzt hab ich grad meine Familie vom letzten Rechner vertrieben. Mattes Display, kein Mac (daran liegt es nicht)  aber eben nicht diese seltsame Spezialeinstellung des Notebooks - und siehe da: keine blauen Lichter (wie es natürlich sein soll!) im Hintergrund des Lumineszenzbildes des Wulfenits von der Jianshan Mine!

Jetzt werde ich schauen, ob ich dem Notebook diese (grottige!) Einstellung "augenschonenende Darstellung" abgewöhnen kann  -...
« Letzte Änderung: 08 Feb 21, 20:07 von Lynx »

Offline oliverOliver

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Re: Mineralienbilder: Lumineszierende Mineralien
« Antwort #59 am: 08 Feb 21, 20:38 »
mein Notebook (kein Mac) hat diese Einstellung anscheinend (zum Glück) nicht - Hintergrund der Stufe ist tiefschwarz, Kontrast ist gut ....

 

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