Интересные оптические эффекты драгоценных камней
Иногда вам может начать казаться, что драгоценный камень в украшении меняет свой оттенок. Скорее всего, вам не кажется! Многие природные минералы обладают интересными оптическими эффектами, например, радужным сиянием на солнце, или уже упомянутой способностью изменять цвет в зависимости от освещения. Об этих и других удивительных визуальных эффектах драгоценных камней мы сегодня вам и расскажем!
Необычный оптический эффект, который заключается в том, что при попадании света на камень внутри словно загорается множество ярких мелких искорок. Свое название он получил благодаря минералу авантюрину, в котором он проявляется наиболее ярко и наглядно.
А при наблюдении этого эффекта вы увидите удивительные радужные переливы внутри камня. Это происходит, когда луч света попадает на ограненный минерал и, преломляясь, разделяется на разные цвета спектра. Когда говорят об «игре света» в отношении драгоценных камней, то в первую очередь имеют в виду, конечно, именно дисперсию. Лучший представитель царства камней, прекрасно иллюстрирующий этот эффект – конечно же, сверкающий бриллиант.
Урок 219 (осн). Дисперсия света
Источник: diamant-online.ru
Дисперсия и многоцветный блеск камней. Алмаз, сфен, циркон и демантоид
Как получается что дисперсия у циркона бывает выше чем у бриллианта?
Аметистов, 08.02.2017
Дисперсия, а точнее многоцветный блеск у циркона, демантоида и особенно сфена несколько выше, чем у бриллианта.
Дисперсия алмаза = 0.044
Дисперсия сфена = 0.051
Дисперсия демантоида (граната андрадита, с хромофором Cr) = 0.057
Дисперсия Гроссуляра (цаворита) = 0.032
Поясним. Многоцветный блеск ограненного камня зависит НЕ ТОЛЬКО от значения дисперсии, которая характеризует разницу в угловых отклонениях лучей света при преломлении. Многоцветный блеск СИЛЬНО ЗАВИСИТ И ОТ ЦВЕТА КАМНЯ. Так как свет с разными длинами волн отклоняется на границе сред по-разному (собственно, это и есть явление оптической дисперсии).
Поэтому многоцветность правильно ограненных сфена, демантоида и гроссуляра (в случае граната Мали) много выше, чем многоцветность алмаза. Интересно, что многоцветность зеленого алмаза также выше, чем радужная игра бесцветного камня. И еще. Известно, что многоцветный блеск хуже всего проявляется в коричневых алмазах.
В коричневых андрадитах его тоже нет, так что такой камень не стоит называть демантоидом. Плохо играет и желтый бриллиант, особенно, если усиливаются оттенки песочного цвета.
Наконец, стоит отметить, что на практике все еще более сложнее. Рассмотрим три граната андрадита. Один из Дальнегорска, другой с реки Бобровки (Урал) и третий из Антетезамбато (Мадагаскар).
Радужный блеск выше всего у Мадагаскарских коричнево зеленых камней.
У камней примерно такого же цвета с Уральского месторождения многоцветный блеск много ниже, чем у мадагаскарских разностей.
ТОП 10 зеленых камней / Рейтинг эксперта ювелирных украшений
Наконец, радужный блеск у Дальнегорских коричнево зеленый камней практически отсутствует.
Известно также, что концентрация хрома выше всего в Мадагаскарских демантоидах. Поэтому можно, конечно, связать блеск с этой примесью. На самом деле все сложнее. Ограненный камень проявляет максимум многоцветного блеска для длины волны, соответствующей примеси хрома в андрадите.
Но и это еще не все. Если в гроссуляр «добавить» хотя бы немного андрадита в виде твердого раствора (Гранат Мали), то и гроссуляр превращается в самый настоящий демантоид с многоцветным блеском.
Так что для геммологов здесь поле не паханное. Жалко, что они русского не знают. А те, что знают исследовать ничего не могут. Нет ни приборов, ни финансирования, а иногда и знаний совсем нет. Успехов Артур и спасибо за вопрос.
Dimon, 08.02.2017
А у гранатов » Мали» дисперсия выше у зеленых или у коричневых?
И в случае цаворитов у светлых дисперсия выше чем у темных?
Dimon, 08.02.2017
В общем случае если брать камни с одного месторождения , у каких камней будет выше дисперсия у светлых или у более насыщеннх по цвету .
Аметистов, 08.02.2017
У коричневых и коричневатых гранатов Мали многоцветный блеск гораздо выше, чем у желтых. Это точно.
По поводу двух других Ваших вопросов точного ответа не знаем. Кажется, у светло-зеленого цаворита многоцветье выше. Не точно.
Третий вопрос нуждается в конкретике. Например, у отожженного Циркона старлет — на наш взгляд, многоцветный блеск самый выразительный. У бесцветного отожженного циркона блеск практически отсутствует. Нужно рассмотреть конкретный камень. =
- Новые поступления
- АЛЕКСАНДРИТ, ИЗУМРУД, РУБИН, САПФИР
- ВСЕ КАМНИ
- Премиум камни
- Парные камни
- Готовые ювелирные изделия в наличии
- Необычные ювелирные камни
- Камни-плеохроики
- Камни с александритовым эффектом
- Камни в форме сердца
- АВТОРСКИЕ КАБОШОНЫ
- Ювелирная обсыпка
- Сырье в блоках и заготовках
- Ювелирные изделия
- Резные ювелирные миниатюры
- Коллекционные минералы и горные породы
- Каменное сырье
- Геммологические инструменты
- Все по 150
- Подарки на Юбилейные свадьбы
- Подарки из камней
- Подарочные карты «Редкие камни»
- Кабошоны распродажа
- Украшения с камнями
- Книги
- Магазин фиксированных цен. Сырье
- Камни по знакам Зодиака
По вопросам приобретения драгоценных камней для ювелирных украшений:
ВНИМАНИЕ! РАБОТАЕМ ТОЛЬКО ПО ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСИ.
8 968 750 10 00 Татьяна
8 963 750 34 34 Елена
8 963 750 38 38 Мария
8 966 340 00 30 Дарья
8 966 340 00 30 Дарья
По вопросам приобретения камнесамоцветного сырья, коллекционных минералов и элементов декора:
Источник: redkiekamni.ru
Явление дисперсии света
Белый свет при прохождении через кристалл испытывает не только преломление но и распадается на спектральные цвета. Это происходит потому, что показатели светопреломления кристаллов и камней зависят от длины волны проходящего света. Из-за того что некоторые цвета спектра белого света имеют волны разной длины то они и преломляются по разному. Такое явление распада белого света на различные спектральные цвета называется дисперсия света.
Очень хорошо дисперсия проявляется в следующих явлениях только у бесцветных камней. Например у алмаза показатель преломления для красных лучей с длиной волны 687 нм будет составлять 2,407, для жёлтых лучей с длиной волны 589 нм будет составлять 2,417, для зелёных лучей с длиной волны 527 нм будет составлять 2,427, для фиолетовых с длиной волны 397 нм будет составлять 2,465. Природные и синтетические камни имеющие высокое явление дисперсии света используется в ювелирном деле как заменителей алмаза к таковым относятся фабулит, циркон, титанит, сфалерит, рутил. У драгоценных камней дисперсия измеряется в разности между показателем преломления для красных частей спектра с длиной волны 687 нм по линии B и показателем преломления для фиолетовых частей спектра с длиной волны 430,8 нм по линии G.
Ниже приведена таблица в которой указана дисперсия цвета в интервале В—G. В таблице у некоторых камней указаны два значения это нормальная и аномальная дисперсия света. Это означает что камень имеет очень сильное двупреломление света и первое число указывает нормальную дисперсию света при наименьшем значении, а второе число указывает аномальную дисперсию света при наибольшем значении.
| Рутил | 0,280 |
| Анатаз | 0,213 и 0,259 |
| Фабулит | 0,190 |
| Сфалерит | 0,156 |
| Касситерит | 0,071 |
| Джевалит | 0,063 |
| Демантоид | 0,057 |
| Меланит | 0,057 |
| Церуссит | 0,051 |
| Титанит | 0,051 |
| Бенитоит | 0,039 и 0.046 |
| Алмаз | 0,044 |
| Циркон | 0,039 |
| Бенитоит | 0,046 и 0,039 |
| Галлиант | 0,038 |
| С митсонит | 0,014 и 0.031 |
| Эпидот | 0,030 |
| Танзанит | 0,030 |
| Гроссуляр | 0,027 |
| Гессонит | 0,027 |
| Спессартин | 0,027 |
| Виллемит | 0,027 |
| Шеелит | 0,026 |
| Шпинель | 0,026 |
| Альмандин | 0,024 |
| Родолит | 0,024 |
| Ставролит | 0,023 |
| Диоптаз | 0,022 |
| Пироп | 0,022 |
| Кианит | 0,020 |
| Перидот | 0,020 |
| Таафеит | 0,019 |
| Везувиан | 0,019 |
| Корнерупин | 0,018 |
| Рубин | 0,018 |
| Сапфир | 0,018 |
| С ингалит | 0,018 |
| Кальцит | 0,008 и 0,017 |
| Кордиерит | 0,017 |
| Данбурит | 0,017 |
| Г идденит | 0,017 |
| Кунцит | 0,017 |
| Скаполит | 0,017 |
| Турмалин | 0,017 |
| Андалузит | 0,016 |
| Апатит | 0,016 |
| Датолит | 0,016 |
| Эвклаз | 0,016 |
| Александрит | 0,015 |
| Хризоберилл | 0,015 |
| Г амбергит | 0,015 |
| Фенакит | 0,015 |
| Силлиманит | 0,015 |
| Аквамарин | 0,014 |
| Берилл | 0,014 |
| Бразилианит | 0,014 |
| Петалит | 0,014 |
| Изумруд | 0,014 |
| Смитсонит | 0,031 и 0.014 |
| Топаз | 0,014 |
| Аметист | 0,013 |
| Аметистовый кварц | 0.013 |
| Авантюрин | 0,013 |
| Горный хрусталь | 0,013 |
| Цитрин | 0,013 |
| Празиолит | 0,013 |
| Дымчатый кварц | 0,013 |
| Розовый кварц | 0,013 |
| Тигровый глаз | 0,013 |
| Амазонит | 0,012 |
| Лунный камень | 0,012 |
| Ортоклаз | 0,012 |
| Бериллонит | 0,010 |
| Канкринит | 0,010 |
| Лейцит | 0,010 |
| Обсидиан | 0,010 |
| Кварцевое стекло | 0,010 |
| Кальцит | 0,017 и 0,08 |
| Флюорит | 0,007 |
Источник: kamni2.ru
Настольный спектрометр и измерение дисперсии
Все значения показателя преломления, приведенные в книгах или таблицах, даны для желтого (натриевого) света с длиной волны 589,3 нм, который повсеместно принят в качестве стандарта, и градуировка шкалы рефрактометра рассчитана на точную работу именно с этой длиной волны.
Выше неоднократно упоминалось об эффекте, обусловленном дисперсией, однако до сих пор ничего не было сказано о ее измерении. Это может быть сделано с помощью прибора, известного под названием настольного спектрометра или отражательного гониометра, и метода «минимального отклонения».
Настольный спектрометр состоит из горизонтального вращающегося столика с делениями в угловых градусах и сфокусированной на бесконечность зрительной трубы, окуляр которой снабжен крестом нитей и которая укреплена на расположенной в центре столика оси, являющейся одновременно и осью прибора. Труба может перемещаться по периметру столика (рис. 3.5), причем ее угловое положение может устанавливаться с точностью до одной минуты дуги.
Против зрительной трубы смонтирована другая, похожая на нее, но неподвижная труба — так называемый коллиматор с узкой регулируемой щелью на удаленном от центра конце. Щель находится в фокусе линзы, расположенной на ближнем к центру конце коллиматора, благодаря чему узкий пучок света, проходя через нее, превращается в поток параллельных лучей. При измерениях дисперсии, как правило, применяется угольная дуга или кварцевая лампа. Пары ртути дают серию ярких и равномерно распределенных по длине спектра линий, тогда как свет угольной дуги всегда содержит в желтой части спектра натриевый дублет, являющийся стандартным светом при измерениях показателей преломления. Если требуется свет иной длины волны, то свет от дуги может быть «модифицирован» солями лития или других элементов.
В центре градуированного столика расположена круглая вращающаяся платформа. На ней крепится призма (или камень, играющий роль призмы). Точную величину показателя преломления (скажем, до третьего знака после запятой) можно измерить только у образцов, совершенно прозрачных и имеющих плоские, хорошо отполированные грани, причем две из них (обычно площадка и один павильон) должны быть наклонены друг к другу под определенным углом (около 40°) и играть роль призмы. Конечно, не обязательно, чтобы эти
Рис. 3.5. Схема настольного спектрометра.
грани непосредственно прилегали одна к другой, но камни ступенчатой огранки, у которых фактически уже есть ребро призмы, гораздо легче устанавливать на приборе, чем камни бриллиантовой или смешанной огранки, у которых нет такого удобного для глаза ориентира. Наиболее трудная часть всей операции заключается в установке камня с помощью воска в центре платформы таким образом, чтобы грани, образующие преломляющую призму, расположились вдоль оси прибора строго вертикально.
Тонкая регулировка положения образца выполняется посредством регулировочных винтов, которыми снабжена платформа, но грубая установка образца производится обычно вручную. Если все выполнено правильно, то измерение угла между выбранными гранями особого труда не составляет. Определяют положения зрительной трубы, при которых в нее попадает узкий пучок выходящего из коллиматора света после отражения сначала от одной, а затем от другой из выбранных граней. Половина угла между ними и будет углом призмы.
Далее для центральной платформы с укрепленным на ней камнем находят такое положение, при котором пучок света из коллиматора преломлялся бы призмой, образованной двумя выбранными гранями, и выходил бы из нее уже в виде спектра, видимого в зрительную трубу. Затем платформу с призмой медленно поворачивают, наблюдая через трубу за движением спектра, до тех пор, пока не будет достигнуто основное положение «минимального отклонения» вначале для натриевой линии, всегда присутствующей в спектре угольной дуги, а потом для других линий известных длин волн, введенных дополнительно в этот спектр.
Полученные данные подставляют в формулу
где п — показатель преломления, А — угол призмы и D — угол минимального отклонения для конкретной длины волны.
Спектр, создаваемый камнем, играющим роль призмы, редко бывает совершенным, поскольку грани с совершенной оптической зеркальностью встречаются только у алмаза. Поэтому так важно вводить в пламя дуги вещества, дающие только несколько интенсивных линий в нужных областях спектра. Полезно иметь под рукой два вещества — мелкие обломки лепидолита и обычный мел.
Их вводят в пламя дуги с помощью тигельных щипцов. При этом нужно пользоваться защитными очками, чтобы не повредить глаза ярким светом. Лепидолит легко плавится и дает интенсивный и устойчивый литиевый и натриевый спектры. Одна из подлежащих измерению линий является линией лития и лежит в красной части спектра при 670,8 нм. Мел дает фиолетовую линию кальция (при 422,7 нм).
Разница показателей преломления камня для двух указанных длин волн принимается как характеристика дисперсии, которая почти совпадает со стандартным интервалом от 686,7 до 430,8 нм, соответствующим эталонным фраунгоферовым линиям В и G солнечного спектра. Линии В и G очень хорошо заметны, если используется солнечный свет.
При работе с дуговым источником света ориентировка по этим линиям нецелесообразна. К тому же при измерении необходимо отсекать экраном прямой свет дуговой лампы; в противном случае невозможно заметить слабый отраженный сигнал, который требуется замерить. Свет, проходя через отверстие в экране, должен падать только на щель коллиматора, которая должна быть заподлицо с экраном.
Сконцентрировать свет от дуговой лампы на щели можно с помощью линзы, укрепленной в регулируемом зажиме. Ее направляют таким образом, чтобы изображение пламени проецировалось на щель. Как и во всех подобных экспериментах, хорошие результаты получаются только при условии тщательной юстировки оптической системы.
Как показывает приведенное выше краткое описание, метод минимального отклонения является очень трудоемким, что ограничивает его практическую ценность для геммолога средней квалификации. При наличии специально изготовленных призм точность этого метода может достигать четвертого знака после запятой. Перестает существовать и верхний предел измерений показателей преломления при условии, что угол призмы не более чем в два раза превышает критический угол для данного камня. У ограненных без предварительной ориентировки одноосных минералов истинную величину показателя преломления можно получить лишь для обыкновенного луча; для двуосных минералов наблюдаемые величины могут иметь любые промежуточные значения между максимальным и минимальным показателем преломления.
Следует, пожалуй, добавить, что этот метод позволяет очень удобно измерить показатели преломления и дисперсии иммерсионных жидкостей. Для этого необходима полая стеклянная призма с плоскими хорошо отполированными гранями — емкость для исследуемой жидкости.
Именно этим методом были получены величины дисперсии, приводимые теперь во всех учебниках. В практической геммологии измерение дисперсии как средство диагностики камней используется редко, поскольку существуют значительно более простые методы определения драгоценных камней.
Важно знать, что на рефрактометре нельзя получить истинное значение показателя преломления камня, если не применять натриевый свет, по которому градуирован прибор. Положение границы полного внутреннего отражения зависит от критического угла между материалом, из которого сделана призма рефрактометра, и исследуемым камнем; если дисперсии этих двух сред неодинаковы, угол будет меняться для каждой длины световой волны.
В стандартных приборах дисперсия стекла призмы гораздо выше дисперсии любого из камней. Это приводит к любопытному результату: показатель, измеренный в красном свете, оказывается выше показателя, измеренного в фиолетовом свете, — явление, противоположное тому, которое должно было бы наблюдаться в действительности.
Кроме того, при использовании белого света камни с низкой дисперсией дают широкую радужную полосу вместо четкой границы на шкале рефрактометра; граница же затененной области от свинцового стекла (пасты) будет выражена довольно четко, поскольку его дисперсия близка к дисперсии стекла призмы. По этой же причине граница полного внутреннего отражения от контактной жидкости также практически не окрашена.
При использовании шпинелевого рефрактометра наблюдается обратная картина. Дисперсия камней, показатель преломления которых не превышает показатель преломления шпинели, обычно лишь немного ниже дисперсии синтетической шпинели (0,021) — материала призмы прибора. Поэтому при освещении белым светом такие камни обнаруживают четкие неокрашенные границы затенения, а граница затенения от свинцового стекла имеет довольно широкую радужную окантовку. Такую же картину на шкале прибора дают контактные жидкости, например бромнафталин.
В повседневной практике четкие различия в характере границ полного внутреннего отражения от стекол с показателями преломления в интервале от 1,60 до 1,70, с одной стороны, и от камней с такими же показателями преломления, с другой — являются тем редким случаем, когда различия в дисперсии могут служить дополнительным диагностическим критерием, так как камни с показателями преломления в пределах шкалы рефрактометра имеют очень близкие значения дисперсии. Опытный геммолог, однако, сразу заметит, что турмалин на шпинелевом рефрактометре дает гораздо более резкую границу, чем топаз, из-за аномально низкой дисперсии последнего.
Если данные о величине дисперсии какого-либо редкого драгоценного камня (например бразилианита) в литературе отсутствуют, можно восполнить этот пробел с помощью рефрактометра, использовав свет, пропущенный через подходящие цветные фильтры (например красный и синий). Разница между показаниями рефрактометра, полученными с красным и синим светом, не дает непосредственно величину дисперсии, как это было описано выше. Однако, сопоставив ее с величинами, характерными для камней с известной дисперсией можно определить и неизвестную дисперсию изучаемого камня.
В геммологических исследованиях дисперсия количественно оценивается редко, однако влияние ее на внешний вид ограненных камней может играть очень важную роль при их определении. В особенности это справедливо для бесцветных камней. Например, именно дисперсия дает возможность отличать титанат стронция и синтетический рутил от алмаза.
В рутиле цветовые эффекты настолько сильно выражены, что камень становится очень похожим на опал. Отличить титанат стронция от алмаза с полной гарантией может только геммолог достаточно высокой квалификации. В таких случаях особую ценность имеют эталонные образцы титаната. Они позволяют провести непосредственное сравнение определяемых камней.
Даже в окрашенных камнях, например демантоиде, сфене, редком и прекрасном бенитоите, живая игра — результат высокой дисперсии — значительно увеличивает их привлекательность и позволяет опытному глазу уверенно отличать их от других камней такого же цвета, но имеющих более низкую дисперсию. У двупреломляющих камней различные лучи могут дать различную степень дисперсии. Для этих случаев в табл. 3.2 приводится максимальная ее величина.
Источник: juwelir.info