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Marginalia, Physik im Alltag und Naturphänomene

Ein natürlicher Lichtleiter

ulexit_dscf5881a_rvEines meiner sehr frühen Fundstücke auf einer Mineralienbörse war ein flacher, weicher Stein geringer Dichte, der äußerlich nicht besonders beeindruckt, aber die tolle Eigenschaft besitzt, durchscheinend zu sein. Erst viel später fand ich durch Zufall heraus, dass es sich dabei um Ulexit, einem natürlich vorkommenden Mineral handelt, das einen typischen Lichtleitereffekt zeigt. Volkstümlich ist auch von Fernsehstein die Rede.
Das Mineral besteht aus nadelig, faserigen Kristallen, die in ziemlich regelmäßiger Weise nebeneinander angeordnet sind. Legt man ein senkrecht zu den Faserenden poliertes Exemplar auf eine mit Text bedruckte Unterlage, so scheinen die Buchstaben angehoben zu werden. Denn die lichtleiterartigen Fasern leiten das Licht von der unteren bis zur oberen polierten Fläche. Die Ähnlichkeit mit technisch hergestellten Lichtleitfasern ist frappiertend, auch wenn der Qualität der optischen Fortleitung des Lichts die natürliche Urwüchsigkeit deutlich anzusehen ist.
lichtleitergrafikDie Lichtleitung in technischen Lichtleitern funktioniert im Prinzip so, dass das an einem Ende in eine Faser eintretende Licht an den Wänden entweder durch Totalreflexion oder durch spiegelende Reflexion an einer verspiegelten Grenzschicht fortschreitet (siehe Grafik). Totalreflexion tritt ab einem bestimmten Winkel beim Übergang vom optisch dichteren (z.B. Glas) zum optisch dünneren Medium (z.B. Luft) auf. Beim Ulexit haben wir es mit Totalreflexion an den Faserwänden zu tun.
Wer sich für das Mineral genauer interessiert, dem sei hier nur kurz gesagt, dass es sich beim Ulexit um ein Mineral aus der Klasse der Borate (chem. Formel NaCa[B5O6(OH)6] · 5H2O) handelt. Mit einer Härte von 1,5 ist Ulexit sehr weich. Es eignet sich deswegen nicht für Schmuck. Es entsteht in Binnenseen sehr trockener Klimazonen als Abscheidung, wenn in Anwesenheit von Borax und Salpeter Wasser verdunstet. Man findet es vor allem in den trockenen Wüstenzonen von Chile, Argentinien, Peru, USA.
Seitdem ich dies weiß, gehört mein Television-Stone zu meinen Lieblingssteinen. Die fehlende äußere Schönheit kompensiert er durch innere Schönhiet, in Form eines überraschenden Phänomens, dem ein einfacher physikalischen Effekt zugrundeliegt.

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