Les minéraux

Triboluminescence



Triboluminescence: Démonstration vidéo YouTube de la triboluminescence. Nous utilisons deux morceaux de quartz laiteux pour produire quelques éclairs de lumière. Vous pouvez facilement trouver d'autres minéraux qui présentent une triboluminescence. Environ 50% de toutes les substances cristallines présentent la propriété 1. Lunettes de sécurité 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, un impact ou une rupture. Le phénomène est également connu sous le nom de fractoluminescence et de mécanoluminescence. La triboluminescence est courante dans les minéraux. On pense qu'environ 50% des matériaux cristallins présentent la propriété. Elle est également observée dans de nombreux matériaux non cristallins 1.

Triboluminescence: Démonstration vidéo YouTube de la triboluminescence. Nous utilisons deux morceaux de quartz laiteux pour produire quelques éclairs de lumière. Vous pouvez facilement trouver d'autres minéraux qui présentent une triboluminescence. Environ 50% de toutes les substances cristallines présentent la propriété 1. Lunettes de sécurité recommandées si vous faites la démonstration vous-même.

Comment démontrer la triboluminescence

**** Lunettes de sécurité recommandées ****

Un moyen très facile d'observer la triboluminescence consiste à obtenir deux cailloux de quartz laiteux qui sont assez grands pour se tenir facilement et se frotter ensemble 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'une 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 le bord d'un morceau de quartz contre l'autre et tout en maintenant une pression ferme, faites-le glisser rapidement sur la surface dans un mouvement similaire à ce que vous utiliseriez pour frapper une grande allumette. Ne soyez pas mauviette. Maintenez une pression ferme pendant que vous faites rapidement glisser un caillou sur la surface de l'autre. Si vous le faites correctement et si vous avez des morceaux de quartz triboluminescents, vous verrez un bref éclair de lumière qui pénètre profondément dans le quartz translucide.

Expérimentez avec différentes vitesses, différentes quantités de pression et directions de traînée pour maximiser le flash de lumière. Certains spécimens produisent également de petites quantités de lumière si vous les cognez ou les frottez les uns contre les autres. Vous pouvez également expérimenter avec différents minéraux pour voir s'ils sont triboluminescents. Vous trouverez probablement de nombreux minéraux qui présentent la propriété.

La meilleure façon d'en apprendre davantage sur les minéraux est d'étudier avec une collection de petits spécimens que vous pouvez manipuler, examiner et observer leurs propriétés. Des collections minérales peu coûteuses 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 flash orange vif.

Testez vous-même quelques échantillons. N'oubliez pas de porter des lunettes de sécurité et sachez que ce test va rayer vos échantillons. Vous découvrirez probablement de nombreux spécimens de divers minéraux triboluminescents. Nous avons constaté que le flash de lumière est plus brillant lorsque nous utilisons des échantillons transparents ou très translucides. Ces spécimens permettent à la lumière de pénétrer profondément, ce qui facilite l'observation du flash.

Pendant des années, nous avons observé des éclairs de lumière en coupant du rugueux lapidaire sur une scie à roche ou en le façonnant sur une meule diamantée. Nous pensions à l'origine que cette lumière était une incandescence (une émission de lumière d'un objet chaud), mais maintenant nous pensons qu'au moins une partie de cette lumière était de la triboluminescence.

La triboluminescence n'est pas une bonne propriété à utiliser pour l'identification des minéraux. Certains spécimens d'un minéral peuvent présenter la propriété et d'autres non.

Sources d'information sur la triboluminescence
1 The Effect of Triboluminescence in Everyday Materials: Andrew DeMiglio, Kent State University, présentation PowerPoint publiée en ligne, consulté en mars 2013.
2 Wintergreen Candy and Other Triboluminescent Materials: Linda M. Sweeting, Department of Chemistry, Towson University, Scientific Experiments at Home website series, septembre 1998.
3 Galets de quartz «magiques» de Cape Cod: Robert N. Oldale, United States Geological Survey, Coastal and Marine Geology Program, article de site Web, mai 2007.
4 Candy Triboluminescence: Anne Marie Helmenstine, Ph.D., About.com Chemistry, Science Project Series, article de site Web, consulté pour la dernière fois en février 2017.
5 Évaluation des matériaux triboluminescents pour la surveillance de la santé in situ: Tarik J. Dickens, mémoire de maîtrise présenté au College of Engineering de la Florida State University, 2007.

Pourquoi la lumière est-elle produite?

Le phénomène de triboluminescence est mal connu. Certains chercheurs pensent que rayer ou frapper des matériaux ensemble fournit 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 2. D'autres pensent que la triboluminescence est similaire à la foudre et causée par un courant électrique généré par la force appliquée aux matériaux. Le courant électrique parcourt le matériau, faisant briller les molécules de gaz piégées dans le cristal 3.

Les éclairs de lumière produits par les minéraux triboluminescents sont généralement blancs ou orange, mais d'autres couleurs sont possibles. Il se peut que nous ne voyions pas toute la lumière produite parce que certaines d'entre elles pourraient avoir des longueurs d'onde qui sont en dehors du spectre visible de l'homme 2.

Wint O Green Lifesavers?

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Un matériau intéressant qui présente une triboluminescence bleue est Wint O Green Lifesavers. Si vous les écrasez avec une paire de pinces dans une pièce sombre, vous devriez voir de jolis éclairs bleus. On pense que le sucre cristallin dans le bonbon est la source de la triboluminescence, et le salicylate de méthyle (arôme de wintergreen) produit une fluorescence bleue 4. De nombreux autres types de bonbons durs présentent une triboluminescence.

Utilisations pratiques de la triboluminescence

Des matériaux triboluminescents peuvent être utilisés pour détecter les dommages structurels. Si des matériaux triboluminescents sont intégrés 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 rompre au niveau microscopique bien avant la défaillance complète.

Ces méthodes sont coûteuses à mettre en œuvre et ne peuvent être utilisées que dans des équipements où la détection d'une défaillance à un stade précoce peut entraîner des économies de grande valeur. Les éléments constitutifs des engins spatiaux, des aéronefs, des navires de guerre, des bâtiments, des barrages, des ponts et d'autres structures critiques sont ceux où ces méthodes pourraient être utilisées 5.


Voir la vidéo: LIFE SAVER LIGHTNING Triboluminescence Slow Motion - Smarter Every Day (Octobre 2021).