矿石收音机是否需要电？为什么？

单纯的矿石收音机不需要电源，它是靠无线电波的微小电流来工作的。

“矿石收音机”源于早期的检波器元件是直接用天然矿石作成。通常使用的矿石是黄铁矿晶体。使用时得通过一根金属探针接触到矿石的一个针尖大小的点位，调整其在矿石上的接触点可以找到有半导体效应的接触点。

利用该点的半导体效应，对调幅无线电波进行检波，从而得到音频信号。这种无线电装置故名“矿石收音机”。

扩展资料：

矿石收音机的特点

当晶体管发明后，无线电爱好者使用锗二极管替代了矿石。中国的老无线电爱好者凡是玩过矿石机的都应该记得2AP9这个充满怀念的二极管型号。

简单的矿石收音机可以只有一个线圈，可变电容器，检波器还有耳机构成，由于只有一个调谐回路而被称为“单回路矿石收音机”。

这样的机器，在配用良好的天地线时可以接受当地或稍远一点的电台，但是分隔电台的能力（选择性）很不好，经常会出现“夹音”，也就是两个或者更多电台在一起响。

除了这样的简单形式外，还可以有二甚至是三回路的矿石收音机，以提高选择性，但是对音量没有大的改善。还有一种新型的检波用的MOSFET，可以获得接近于0伏特的压降，这种元件用于矿石收音机的检波效果绝佳。

众所周知，数十亿年来，植物可通过光合作用系统，将太阳能转化为生物化学能。除此以外，还有其他可能吗？

近日，北京大学地球与空间科学学院教授鲁安怀等通过与美国学者合作，率先证实无机矿物也可转化太阳能系统，即存在“矿物光合作用”。此项发现为研究光合作用系统的起源和人工光合作用提供了新的视角，该成果已于2019年4月22日在《美国科学院院刊》（简称PNAS）在线发表。

地球陆地上有机生物和无机矿物共同暴露在阳光下。数十亿年来有机生物进化出复杂而精巧的胞内光合作用系统，可将太阳能转化为生物化学能。然而，在自然界尚未观察到非生物的太阳光收集与利用系统。

鲁安怀等率先在自然界发现了无机矿物转化太阳能系统，提出太阳光不仅作用于地表生物发生经典光合作用，也一直作用于地表矿物发生非经典“矿物光合作用”。

通过对中国北方戈壁、沙漠以及南方喀斯特和红壤等典型地貌中岩石/土壤样品的深入系统观测分析，研究者发现，直接暴露在太阳光下的岩石/土壤颗粒体表面普遍被一层铁锰（氢氧）氧化物“矿物膜”所覆盖。

“矿物膜”厚度从数十纳米到上百微米不等，其结构构造与化学成分显著区别于被包覆的岩石或土壤，富含水钠锰矿、针铁矿、赤铁矿等天然半导体矿物，呈现出“膜”状结构构造特征。

尤其值得注意的是，“矿物膜”产出特征和发育状况与日照关系极为密切，如富锰矿物仅在日光照射下的红壤矿物颗粒、喀斯特和戈壁岩石正面“矿物膜”中出现，常见于半导体性能优良的层状结构水钠锰矿，而无光照的岩石背面则不富集水钠锰矿。在全球陆地系统中，深色富锰“矿物膜”的分布恰与太阳光的强辐射区域相吻合。此现象在类地行星表面也有发现，如火星表面同样发现深色富锰“矿物膜”存在于裸露岩石表面的证据。这一发现还表明，在锰化合物光电转化性能上，岩石/土壤表面接受太阳光辐射的富锰“矿物膜”与生物光合作用系统PSII光反应释氧活性中心为锰簇（配）合物，具有异曲同工之妙。

研究人员通过应用将微区与原位光电测试手段，直接测定天然“矿物膜”半导体光电效应，获得“矿物膜”与基岩高空间分辨率（微米）光电流信号面分布结果。研究还发现富铁锰“矿物膜”区域表现出显著的光电流信号，而无铁锰元素富集的基岩不产生光电流响应，这揭示出天然“矿物膜”具有稳定、灵敏的日光光子—光电子转换能力，获得其在一定波长下具有恒定光电转化效率的新认识，证实地球陆地上无机矿物也是太阳光能量吸收与转化的一类重要物质。

课题组还提出，在阳光照射下地表铁锰氧化物“矿物膜”是地球上分布最广的太阳能薄膜“新圈层”，无疑承载着吸收转化太阳能并驱动地球化学元素循环、地球物质演化与地球环境演变等重要功能。

他们还新提出，矿物光电子是除了太阳光子、元素价电子之外，地表普遍存在的第三种能量形式的理论。这一新发现拓展了经典光合作用模型，为地球生命活动能量来源及地表地球化学过程吸收利用太阳能提供了新模式，也为太阳系中类地行星如火星表面无机矿物转化利用太阳能提供了重要借鉴，将产生深远的影响。

中国科学院光生物学重点实验室主任林荣呈认为，此项发现大大拓展了我们对自然界太阳能利用途径的新认识，即天然无机矿物也存在与有机光合作用相当的太阳能转化利用系统，同时，对研究光合作用系统的起源和人工光合作用提供了新的视角。

1.矿物的密度和相对密度

矿物单位体积的质量称作矿物的密度（density），也称真密度，单位为g/cm3。密度值可依据晶胞体积、晶胞内所含原子种类及其数量计算得出。矿物的相对密度（relative density）是指矿物在空气中的质量与4℃时同体积水的质量之比，量纲为一。由于4℃时水的密度是1g/cm3，所以矿物相对密度与真密度数值相等。

实践中相对密度的测定常常忽略水在4℃时和室温下的差，其方法是：用极细线将待测矿物样品钓挂于天平钩上，称出其质量（W1），然后把悬着的样品放入盛满水的容量瓶，求得排出水的质量（W2）。相对密度D=W1/W2。

矿物的相对密度分为轻、中、重3个级别：

轻级 相对密度小于2.5。石墨（2.09～2.23）、石盐（2.1～2.2）和石膏（2.3）等属轻矿物。

中等 相对密度在2.5～4之间。绝大多数非金属矿物如石英（2.65）、萤石（3.18）和金刚石（3.52）等具中等密度。

重级 相对密度大于4。自然金属元素和多数硫化物类矿物如自然金（15.6～19.3）、黄铁矿（4.9～5.2）等属重矿物。

矿物的相对密度与其组成元素的相对原子质量、原子或离子的半径及结构的紧密程度有关。在等型结构的矿物中，一般来说，组成元素的相对原子质量越大而原子或离子半径越小，矿物的相对密度越大；但通常原子或离子的相对原子质量与半径正相关，矿物的相对密度变化趋势便依优势因素而异。在同质多象各变体间，配位数较高、质点排列紧密者，其相对密度较大。当矿物在较高温结晶时，形成配位数较低的晶体结构，其相对密度较小；而当矿物在较高压力下结晶时，形成配位数较高的晶格，结构堆积较为紧密，其相对密度较大。

矿物肉眼鉴定时，可用掂量比较的方法进行粗略的密度分级。

相对密度是矿物分选、鉴定的主要依据之一，它在地质作用判别和矿物标型找矿以及矿物材料开发应用方面均有重要意义。

2.矿物的磁性

矿物的磁性（magnetism）是指矿物在外磁场作用下被磁化而表现出被外磁场吸引、排斥或对外界产生磁场的性质。矿物磁性的大小以其单位体积的磁化强度与外磁场强度之比即磁化率来表示。

从本质上讲，矿物的磁性是由其所有原子或离子中核外电子的自旋磁矩和电子绕核旋转形成的电子轨道磁矩的总和所决定的。在外磁场作用下，如果所有小磁场全部定向排列，矿物获得较高的磁化率，表现出强的磁性；如果矿物内只有少数小磁场作定向排列，表明磁化率较低，显示弱磁性。强磁性包括铁磁性（ferromagnetism）和亚铁磁性（ferrimagnetism），弱磁性包括反铁磁性（antiferromagnetism）、顺磁性（paramagnetism）和抗磁性（亦称逆磁性、反磁性，diamagnetism）。其中，抗磁性矿物（自然银、方铅矿、金刚石、方解石、萤石等）的磁化方向与外磁场方向相反，在外磁场中略被排斥；其他矿物的磁化方向都与外磁场相同，在外磁场中被吸引，而铁磁性矿物（自然铁等）和亚铁磁性矿物（磁铁矿、磁黄铁矿等）在外磁场中既能被吸引，又能吸引铁质，合称为磁性矿物；反铁磁性矿物（自然铂、赤铁矿、方锰矿等）和顺磁性矿物（黑钨矿、普通辉石、普通角闪石、黑云母等）只能被大强度的外磁场如电磁铁所吸引，合称电磁性矿物。磁性和电磁性矿物都含有具不成对电子的过渡型离子，且不成对电子数与矿物磁性强度正相关；由惰性气体型离子和铜型离子组成的矿物都呈抗磁性。

矿物肉眼鉴定时，常用永久磁铁或磁化小刀与矿物相互作用，将矿物粗略地分为以下3级：

强磁性矿物（stronger magnetism mineral）较大颗粒或块体能被永久磁铁所吸引的矿物，如磁铁矿。

弱磁性矿物（weaker magnetism mineral）粉末才表现出能被永久磁铁所吸引的矿物，如铬铁矿。

无磁性矿物（non-magnetism mineral）粉末也不能被永久磁铁吸引的矿物，如黄铁矿。

磁性是矿物十分重要的物理性质参数，它不仅是许多矿物鉴定、分选以及磁法找矿的重要依据，还是古陆和岩石圈演化、交代蚀变作用和地球表层系统环境变化的重要依据。

3.矿物的电学性质

（1）导电性和介电性

矿物的导电性（electric conductivity）是表征矿物传导电流能力的性质，以电阻率表征。导电能力的强弱主要取决于化学键类型。一般地说，具有金属键的矿物或多或少会表现出导电性。一些自然元素矿物和金属硫化物矿物，如自然金、自然铜、石墨、辉铜矿、镍黄铁矿等，由于其结构中存在大量自由电子而成为电的良导体。

矿物的介电性（dielectricity）是指不导电或导电性极弱的矿物，在外电场作用下被极化而产生感应电荷的性质，常用介电常数（即电容率，dielectric constant）来表征。介电常数的大小与组成矿物的阴阳离子类型、半径、被极化的难易程度及内部结构有关。具离子键或共价键的非金属矿物，如多数氧化物、含氧盐和卤化物矿物（石英、石棉、白云母、石膏等）介电常数较大，属非导体（non conductor）或绝缘体（insulator）。

（2）热电性

有些矿物常温下呈弱导电性，温度升高时导电性增强，为半导体（semiconductor），如黄铁矿、闪锌矿等。对半导体矿物不均匀加热时，其冷、热端产生温差电动势（也称热电动势）。半导体矿物这种由热差而产生电势的性质称为热电性（thermoelectricity），以热电系数（thermoelectric coefficient）（a，单位μV/℃）表示。

矿物的热电性主要受其结构中杂质元素的种类、赋存状态和晶格缺陷（如空穴、自由电子等）等因素的影响，而后者则与其形成介质的物理化学条件密切相关，因此矿物热电性的研究能够揭示其成因信息，成为许多矿床规模大小、剥蚀程度和深部远景判别的重要依据。

（3）压电性和焦电性

当矿物受到定向压应力或张应力作用时，垂直于应力的两侧表面产生等量相反电荷，应力方向反转时，两侧表面的电荷易号，这种性质称为矿物的压电性（piezoelectricity）。具有压电性的矿物在定向压应力或张应力交替作用下将产生交变电场，这种现象称压电效应（piezoelectric effect）。若将这类矿物晶体置于交变电场中，它便发生机械伸缩，称电致伸缩（electrostriction），即反压电效应。

矿物的焦电性（pyroelectricity）是指某些电介质矿物晶体被加热或冷却时在特定结晶学方向的两端表面产生相反电荷的性质。

压电性和焦电性是晶体因应力作用或热胀冷缩，晶格发生变形，导致正、负电荷的中心偏离重合位置，引起晶体极化而荷电的现象。因此，压电性和焦电性都只见于无对称中心而有极轴（两极无对称关系）的极性介电质晶体中。焦电性晶体包括对称型为L1，L2，L3，L4，L6，P，L22P，L44P，L33P，L66P的10个晶类。除对称型为3L44L36L2的晶类外，其他所有无对称心的介电质晶体都具压电性（共20个晶类）。显然，具有焦电性的晶体必有压电性，反之则未必。例如，电气石（3 m点群）、异极矿和方硼石（均为mm2点群）既具焦电性，又具压电性；而石英（32点群）则仅有压电性。

压电性和焦电性除了可用于判断矿物晶体的真实对称外，压电性还广泛用于钟表、无线电、雷达和超声波探测技术，焦电性则广泛用于红外探测和热电摄像。

4.矿物的放射性等性质

除了上述的物理性质外，矿物的放射性、吸水性、可塑性、膨胀性、挥发性、导热性，以及嗅觉、味觉、触觉、熔点等性质，在矿物鉴定、核工业和材料工业上的利用有极其重要的意义，将在涉及的矿物中加以介绍。

思考题及习题

1）矿物呈色的机制是什么？试述矿物致色的四种主要机理。

2）何谓条痕？一般来说，如何鉴定矿物的条痕色？

3）影响矿物透明度的主要因素有哪些？

4）何谓矿物的光泽？光泽分几级？光泽分级的依据是什么？什么是特殊光泽？举出四种特殊光泽并予以表述。

5）从本质上讲，某些矿物能够发光的机理是什么？何谓磷光和荧光？试述热发光的机制及其意义。

6）什么是矿物的解理？它是如何分级的？哪些结晶学方向容易发育解理？如何正确区分解理面与晶面？解理和裂理有何不同？

7）什么叫断口？举出四种常见断口并描述其特征。

8）如何鉴定矿物的硬度？影响矿物硬度的主要因素是什么？写出摩斯硬度计10种标准矿物的名称。指甲、小刀、玻璃、陶瓷各相当于几级摩斯硬度？

9）试述矿物脆性和延展性、d性和挠性的本质。

10）何谓矿物的磁性？如何鉴定矿物的磁性？简要阐述矿物导电性、压电性、焦电性和放射性的概念。

---