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Triboluminiscencia

Triboluminiscencia



Triboluminiscencia: Video demostrativo de YouTube de triboluminiscencia. Usamos dos piezas de cuarzo lechoso para producir algunos destellos de luz. Puede encontrar fácilmente otros minerales que exhiben triboluminiscencia. Alrededor del 50% de todas las sustancias cristalinas exhiben la propiedad 1. Se recomiendan gafas de seguridad si hace la demostración usted mismo.

¿Qué es la triboluminiscencia?

La triboluminiscencia es un destello de luz producido cuando un material está sujeto a fricción, impacto o rotura. El fenómeno también se conoce como fractoluminiscencia y mecanoluminiscencia. La triboluminiscencia es común en minerales. Se cree que aproximadamente el 50% de los materiales cristalinos exhiben la propiedad. También se observa en muchos materiales no cristalinos 1.

Triboluminiscencia: Video demostrativo de YouTube de triboluminiscencia. Usamos dos piezas de cuarzo lechoso para producir algunos destellos de luz. Puede encontrar fácilmente otros minerales que exhiben triboluminiscencia. Alrededor del 50% de todas las sustancias cristalinas exhiben la propiedad 1. Se recomiendan gafas de seguridad si hace la demostración usted mismo.

Cómo demostrar la triboluminiscencia

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Una manera muy fácil de observar la triboluminiscencia es obtener dos piedras de cuarzo lechoso que sean lo suficientemente grandes como para sostenerlas y frotarlas fácilmente con un poco de fuerza. Llévelos a una habitación oscura y permanezca en la oscuridad durante unos minutos para permitir que sus ojos se adapten a la oscuridad. No necesita oscuridad total, pero cuanto menos luz, mejor.

Sostenga una pieza de cuarzo en su mano izquierda y la otra pieza en su mano derecha. Presione firmemente un borde de una pieza de cuarzo contra la otra y, mientras mantiene una presión firme, arrástrelo rápidamente por la superficie con un movimiento similar al que usaría para encender una cerilla grande. No seas débil. Mantenga una presión firme mientras arrastra rápidamente una piedra a través de la superficie de la otra. Si hace esto correctamente y tiene pedazos de cuarzo triboluminiscentes, verá un breve destello de luz que penetra profundamente en el cuarzo translúcido.

Experimente con diferentes velocidades, diferentes cantidades de presión y direcciones de arrastre para maximizar el destello de luz. Algunas muestras también producirán pequeñas cantidades de luz si las junta o las frota una contra la otra. También puede experimentar con diferentes minerales para ver si son triboluminiscentes. Probablemente encontrará muchos minerales que exhiben la propiedad.

La mejor manera de aprender sobre minerales es estudiar con una colección de especímenes pequeños que pueda manejar, examinar y observar sus propiedades. Las colecciones de minerales de bajo costo están disponibles en la tienda.

Triboluminiscencia en minerales

La triboluminiscencia está presente en el cuarzo; sin embargo, la fuerza del fenómeno varía de muestra a muestra. La triboluminiscencia es bien conocida en esfalerita, fluorita, calcita, moscovita y muchos minerales de feldespato. Algunas muestras de ópalo común producen un destello naranja brillante.

Pruebe algunas muestras usted mismo. No olvide usar anteojos de seguridad y tenga en cuenta que esta prueba rayará sus muestras. Probablemente descubrirá muchos especímenes de varios minerales que son triboluminiscentes. Hemos encontrado que el destello de luz es más brillante cuando usamos especímenes que son transparentes o muy translúcidos. Estas muestras permiten que la luz penetre profundamente, haciendo que el flash sea más fácil de observar.

Durante años, hemos observado destellos de luz mientras cortamos el lapidario en bruto en una sierra de roca o lo moldeamos en una rueda de diamante. Originalmente pensamos que esta luz era incandescente (una emisión de luz de un objeto caliente), pero ahora creemos que al menos algo de esa luz era triboluminiscencia.

La triboluminiscencia no es una buena propiedad para la identificación de minerales. Algunos especímenes de un mineral pueden exhibir la propiedad y otros no.

Fuentes de información de triboluminiscencia
1 El efecto de la triboluminiscencia en los materiales cotidianos: Andrew DeMiglio, Kent State University, PowerPoint Presentation publicado en línea, consultado en marzo de 2013.
2 Wintergreen Candy y otros materiales triboluminiscentes: Linda M. Sweeting, Departamento de Química, Towson University, serie de sitios web de Experimentos Científicos en el Hogar, septiembre de 1998.
3 Guijarros de cuarzo "mágicos" de Cape Cod: Robert N. Oldale, Servicio geológico de los Estados Unidos, Programa de geología costera y marina, artículo del sitio web, mayo de 2007.
4 Triboluminiscencia de caramelo: Anne Marie Helmenstine, Ph.D., About.com Chemistry, Science Project Series, artículo del sitio web, último acceso en febrero de 2017.
5 Evaluación de materiales triboluminiscentes para el monitoreo de la salud in situ: Tarik J. Dickens, tesis de maestría en ciencias presentada a la Facultad de Ingeniería de la Florida State University, 2007.

¿Por qué se produce luz?

El fenómeno de la triboluminiscencia es poco conocido. Algunos investigadores creen que rascarse o golpear materiales juntos proporciona una entrada de energía que excita los electrones dentro de los materiales. Cuando los electrones caen de su estado excitado, se produce un destello de luz 2. Otros creen que la triboluminiscencia es similar al rayo y es causada por una corriente eléctrica generada por la fuerza aplicada a los materiales. La corriente eléctrica viaja a través del material, haciendo que las moléculas de gas atrapadas dentro del cristal brillen 3.

Los destellos de luz producidos por minerales triboluminiscentes suelen ser blancos o naranjas, pero son posibles otros colores. Es posible que no veamos toda la luz que se produce porque parte de ella podría tener longitudes de onda que están fuera del espectro visible de los humanos 2.

Wint O Green Salvavidas?

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Un material interesante que exhibe una triboluminiscencia azul es Wint O Green Lifesavers. Si los aplasta con un alicate en una habitación oscura, debería ver algunos lindos destellos de luz azul. Se cree que el azúcar cristalino en el dulce es la fuente de la triboluminiscencia, y el salicilato de metilo (sabor a gaulteria) produce una fluorescencia azul 4. Muchos otros tipos de dulce de azúcar duro exhiben triboluminiscencia.

Usos prácticos para la triboluminiscencia

Los materiales triboluminiscentes se pueden usar para detectar daños estructurales. Si los materiales triboluminiscentes están incrustados en un compuesto, generarán luz si el compuesto comienza a experimentar fallas estructurales. Un sensor detectará la luz e informará que ha ocurrido una falla. Este monitoreo puede detectar fallas en sus primeras etapas porque muchos materiales compuestos comienzan a fracturarse a nivel microscópico mucho antes de la falla completa.

La implementación de estos métodos es costosa y solo se puede usar en equipos donde la detección de fallas en etapas tempranas puede generar ahorros de alto valor. Las partes componentes de naves espaciales, aviones, embarcaciones navales, edificios, presas, puentes y otras estructuras críticas son donde estos métodos podrían usarse 5.


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