Spojenie slov v názve článku asi znie pre väčšinu z nás nezvyčajne. Tomu, že roztavené horniny v tečúcej láve žiaria fascinujúcim červeným svetlom, rozumieme, ale to, že by kamene vyžarovali svetlo pri izbovej teplote, pokladáme za nepravdepodobné. Napriek tomu je to možné. Samozrejme, netýka sa to všetkých minerálov, ale približne iba 15 % z nich.
Minerály môžu emitovať tzv. chladné, resp. studené svetlo. To je svetlo, ktoré nevytvárajú objekty v dôsledku svojej vysokej teploty ako v prípade lávy, plameňa horiacej sviečky, roztaveného kovu alebo vzdialenej hviezdy.
Chladné svetlo
S umelým chladným svetlom sa v súčasnosti stretávame na každom kroku najmä v osvetľovacej a zobrazovacej technike. Najstarším prípadom prvej umelej látky vyžarujúcej takéto svetlo je fosfor, presnejšie jeho alotropická modifikácia biely fosfor, kde je svetlo výsledkom jeho pomalej oxidácie vzdušným kyslíkom.
Na chladné svetlo ľudia nemuseli čakať až do roku 1669, keď biely fosfor pripravil nemecký alchymista Henning Brand. Odjakživa ich totiž v noci strašilo na rôznych miestach v prírode, predovšetkým v dôsledku hnilobných baktérií, niektorých húb, hmyzu a rôznych mikroorganizmov. Najfascinujúcejším príkladom prírodného chladného svetla je polárna žiara.
S výnimkou tej sú však za jeho vyžarovanie v prírode zodpovedné najmä rôzne chemické reakcie. Vyžarovanie chladného svetla fosforom a inými podobnými látkami sa v súčasnosti nazýva chemiluminiscencia. Ak sú jeho zdrojom živé organizmy alebo ich časti, ide o bioluminiscenciu. Tá je zvláštnym prípadom chemiluminiscencie. Pôvodný názov vyžarovania svetla fosforom bola fosforescencia. Ten kopíroval svietivý názov tejto látky, pretože v gréčtine phosphorus znamená nosič svetla. Neskôr sa stal aj názvom prvku. Fosforescencia je v súčasnosti špeciálnym prípadom luminiscencie, ktorá je všeobecným názvom pre vyžarovanie chladného svetla.
Fascinujúce divadlo
Príčinou luminiscencie je emisia svetla pri návrate elektrónov atómov z ich excitovaného do základného energetického stavu. Táto všeobecná informácia však ignoruje mnoho dôležitých detailov, ktoré vysvetľujú vzťah medzi príčinami luminiscencie a jej vlastnosťami. Pri vyžarovaní chladného svetla minerálmi v nich na rozdiel od predchádzajúcich príkladov neprebiehajú chemické reakcie. Okrem zriedkavých výnimiek tých, ktoré obsahujú rádioaktívne prvky, svetlo samy od seba nevyžarujú. Napriek tomu v tme svietiť môžu. Na to však potrebujú nejaký vonkajší zdroj energie. Ten môže byť rôzny, no najčastejšie je ním svetlo v ultrafialovej oblasti vlnových dĺžok (10 až 400 nm).
V osvetlených vitrínach zbierok minerálov a hornín obdivujeme ich krásne tvary a farby. Zrazu niekto zhasne normálne svetlo a súčasne zapne neviditeľné. A hneď je všetko inak. To, čo sme tak obdivovali pred chvíľou, zmizne, a to, čo sa nám zdalo nenápadné, zrazu žiari úžasnými farbami. Ak sú to horniny obsahujúce luminiscenčné minerály, takmer nič nie je rovnaké. Ani tvary, ani farby.
Text a foto prof. Ing. Karol Jesenák, CSc.
