水   晶

水晶是如何形成的

    天然水晶是大自然的产物，它生于地下形成过程需要上亿年的时间。水晶的最主要元素是S1O2（二氧化硅），即是Quartz（石英）。我们常把透明的石英称为水晶，其实它们是相同元素的。石英的化学成分就是二氧化硅，属六方晶系，硬度为7，比重为2 .66，折光率为1.54－1.55，双折射率为0 .0009具玻璃光泽。而常见的石英多为块状体，但是偶尔也会有具良好且透明的结晶。各种水晶含有不同的微量金属，使各种水晶拥有其独特的颜色，紫水晶合少量铁、黄水晶合少量金砂石、粉水晶合少量钛。而SIO2（二氧化硅）一般分为低温石英及高温石英。水晶的生长温度约在550—600C间，在550－573oC之间生成的属于低温石英，常见的水晶即属此类，其水晶簇柱是六角柱体（六方晶系）；573－600C之间生成的属于高温石英，玛瑙就是常见的高温石英。基本上，水晶最主要的成份就是二氧化硅，而硅也是占地球地壳组成成份约65％以上的最主要矿物：水晶的硬度介于玻璃和钻石之间。其中，还含有各种微量的金属，所以会造成各种不同颜色的水晶；而水晶也会广泛的和自然界中的各种矿物共生」在一起，如云母、长石、方解石、电气石、金红石、花岗岩等等。

    通常，在人为控制的理想环境中，即是物理、化学条件都符合天然条件的状况下，水晶的生长速度约为每天0.8公厘。这也是许多人造水晶的实验室、工厂的标准生产速度。由此所培养出来的水晶，就是所谓的人造水晶，通常多切割为晶片供作电子、电脑、通讯工业用途：也有人称为养晶，虽是使用不同的名词，其实讲的是相同的东西。一般，工业用途的人造水晶，其厚度约需三公分左右，即30mm，需要约40天左右的时间来成长；若要供作珠宝业来磨成十公分以上的水晶球，通常约需120~180天也就够了。但是，这都是在人为控制下最理想的环境中，才有可能有这种速度。在自然界中，情形就没有这么乐观，因为原料、水质、温度、压力等等的条件一直在变化当中，很难得达到理想状况，通常都需要数万倍、或是数百万倍的时间，才能达到相同的成长。这也是为什么「地质年龄」动则以「百万年」为计算基数，也是天然水晶之所以珍贵之处。正常的水晶在生长时，多可以发现和柱形尖端赣线平行的生长纹。由于在地底、岩洞中的生长空间多狭窄，尤其在遇到地震时，或地壳变动时，甚至容易遭到其他矿石的挤压，常常会压迫产生不同的「晶面」。还有，当水晶还是在液态的时候，常常也会包覆着其他的矿石、泥灰一起结晶成长，如红石（稍后变成发晶）、火山泥灰（稍后变成幻影水晶）等等。所有的这些，都是[自然的一部分]，请不要视为[疵]。

水晶的科学应用

    科学证明，天然水晶具有压电性，而且天然水晶平均每秒可以释放出八百万次的震荡，这之间蕴藏着强大且丰沛的能量。并且，天然水晶经过地球动辄千万年以上的粹炼，长期与大自然间共振及互动，其正向磁场隐藏着巨大且无限的能量波。对于长期暴露在负向磁场的我们，佩带天然水晶有助于将自身的能量频率转为更强大的正向磁场请且释放，进而影响到我们平常的生活、工作、交友或学业的表现。

    水晶为物理上，化学上均甚安定之材料，其压电性质及弹性性质使其机械振动表现于电气上时，有高Q值、低动率、高敏锐性、高稳定性等忧良频率特性。因此凡是要求高度精密，稳定频率之振荡器、滤波器皆须用水晶作为振荡材料。其用途如频率合成、计数、导航、导向、传真。计算机、通信、计时等国防军事上的用途，更见其重要性。

    上十九世纪未，科学家已发现石英有压电性，于石英一端施压，另一端会释出电荷。到上世纪二十年代，科学家又发现石英振荡现象，当水晶通电时，水晶会膨胀，截断电流时便收缩到原来大小；不断快速地重复供电、停电，水晶则不断的高速胀缩振荡，而振荡的频率却极为隐定、因为振荡频率高速而隐定，所以水晶便被制成芯片，是电器零件不可或缺的原材料。而经过许多专家学者多年对水晶的深入研究，水晶被确定有五大功能：聚焦折射、储存资料、传递讯息、能源转换、能量扩大。

（1）聚焦折射
    古时人类已发现水晶有聚焦功能，也可把光线折射，通过水晶这特点可造出凸透镜、凹透镜等。于雷射运用中，芯片和光速之合用，可使用于读秒声中测出地球与月球间的距离，利用晶体的特性以可激发出高能量光束、强大、高度平行，精密者可运用于眼科手术；巨大者可运用在如「星战计划」中摧毁来袭的飞弹等等。

（2）储存资料
    当有讯息通过水晶，这些信息会被水晶记下，计算机记忆体里的芯片正是有此功能。到了近代所制造出的光谱仪的镜片、棱镜等。压电下的水晶会带正、负不同电荷，这也是计算机二进制中的0与1。没错！这就是计算机的基础。一直发展至今，这种储存记忆的容量惊人，可以将大英百科全书全部的资料输入在比橡皮擦更小的体积内。

（3）传递讯息  
    很多电器中的信息传递也要水晶芯片，因为水晶振荡的频率隐定用来传递迅号误差很少。由于水晶芯片的振荡精准，且极有规律，了可用来作电子表的时间控制外，还可以执行电算机的精密计算，更可用来作计算机与计算机间巨大讯息的传输。电脑各种板卡上的“晶振”就是用水晶做成频率发生器。

（4）能源转换
    水晶可把不同的能源转换成其它能源，例如把电能转成光能、热能、声能、磁能，又可把这些能源转成电能。太阳能转成电能便需靠集热芯片。可将能源型态使之转换，比如太阳能集热芯片，可将光变电、电变磁等等。声、光、电、热、磁都是能源，能源不灭，只是转换至不同型态，而水晶是最佳媒介。

（5）能量扩大
    能源通过水晶能够增强而频率不变，例如用扩音器时，电流通过石转换成声能后（能源转换），再增强声浪（能量扩大），而且不会有走青情况出现（频率不变）。可将同频率的电子讯号同频扩大，像收音机里的晶体会接收空气中的电波，并将以扩大再转换出来，就是人们耳朵听到的声波了，而这之间的倍数何止千万倍。