Почему нас так манят и привлекают драгоценные камни? Учёные долгое время задавались этим вопросом и решили провести исследования. Одна из версий гласит, что любовь к блестящим предметам нам заложила сама природа. Сверкание напоминает нам воду и поэтому камни кажутся столь желанными. Эти сверкающие минералы являются настоящей движущей силой к созданию прекрасных ювелирных украшений.
Но не только притягательные биологические свойства заложены в драгоценных камнях. Люди обожают всё красивое и волнующее, а камни действительно могут удивлять. Например, своими оптическими эффектами.
Откуда берутся оптические эффекты камней?
Благодаря особому строению драгоценные минералы имеют уникальную особенность – преломлять свет. Проникая внутрь кристаллов, свет распадается на цвета спектра — красный, синий, фиолетовый и другие краски радуги. А иногда свет образует особые фигуры на поверхности камня или внутри него.
Это объясняется химическим составом минерала. В нём присутствуют примеси (включения), которые могут сделать камень хамелеоном – заставить поменять свою окраску при смене освещения.
Дисперсия homacryl 188 для производства атмосферостойких и долговечных покрытий
Сегодня мы расскажем вам про самые запоминающиеся и известные визуальные трансформации драгоценных камней.
Дисперсия
Оптический эффект, который несёт ответственность за «игру» света и огненные «вспышки». Самый яркий представитель – бриллиант. Он славится блистательными искрами на своих гранях. Ни один камень не способен затмить его блеск, а эта особенность делает бриллиант столь дорогим и востребованным.
Эффект дисперсии
Бриллианту придают сложную огранку как раз для того, чтобы раскрыть его способность к дисперсии. Когда свет попадает внутрь минерала, он преломляется и распадается на цвета радуги. Каждый цвет десятки раз отражается от граней камня и начинает сверкать на поверхности.
Поляризация
Если дисперсия похожа на мерцание тысячи звезд, то этот эффект напоминает красивое явление — полярное сияние.
Эффект поляризации
Когда свет попадает внутрь драгоценного камня, то возникает особое колебание световых волн. Именно эти волны выходят на поверхность камня перпендикулярно источнику освещения. В этот момент возникает настолько сильное свечение, что создается эффект полярного сияния над камнем.
Яркий представитель этого эффекта — турмалин Параиба. Камень неонового оттенка невероятно красив, но увидеть всё его великолепие можно только в живую, потому что поляризацию сфотографировать невозможно.
Опалесценция
Этот эффект назван в честь опала. Камня, который сочетает в себе целую гамму оттенков. И все они подвижны! Это уникальное свойство можно увидеть, если вращать минерал. Гамма оттенков то появляется, то пропадает, то вновь появляется. Это всё происходит не на поверхности, а внутри. Напоминает всполохи света, возникающие будто бы хаотично.
Похожими свойствами обладают лунный камень, адуляр, ортоклаз.
Оптический эффект опалесценции
Авантюризация
Этот оптический эффект тоже назван в честь камня, для которого оно характерно – авантюрин. Внутри драгоценного камня будто зажигаются искорки. Это происходит из-за отражения света от миниатюрных «зеркалец», которые случайным образом располагаются внутри минерала.
Стирол акриловая дисперсия (эксперимент)
Оптический эффект авантюризации
Астеризм
Оптический эффект хорошо виден внутри некоторых сапфиров, ограненных кабошонам. При их освещении можно увидеть шестиконечную звезду, которая меняет своё положение при вращении камня. Это явление возникает из-за игольчатых включений, которые направляют свет наружу таким специфическим образом.
Оптический эффект — астеизм
Кроме сапфиров, астеризм может быть присущ некоторым экземплярам рубинов, шпинелей и отдельным видам гранатов.
«Кошачий глаз»
Этот эффект немного напоминает астеризм. На поверхности кристалла виден блик, напоминающий строение глаза кошки. Такая особенность встречается у турмалина, лунного камня, кварца, хризоберилла.
Оптический эффект кошачьего глаза
Александритовый эффект
Ещё один оптический эффект, который назван в честь яркого представителя – камня александрит. Он может изменять свою окраску с изумрудно-зелёной на рубиново-красную при искусственном освещении. При свете дня он так похож на рубин, что первые исследователи путали эти два камня. Но при наступлении ночи разница между александритом и рубином становилась очевидной.
Александритовый эффект
Плеохроизм
Оптический эффект схож с александритовым, но смена окраски происходит не из-за свойств освещения, а при простом вращении камня. Если взять в руки камень танзанит и рассмотреть его под разными углами, то можно наблюдать трансформации цвета: от сапфирово-голубого до насыщенного малинового.
Оптический эффект плеохроизма
Флюоресценция
Многие драгоценные камни обладают способностью ярко светиться под ультрафиолетовыми лучами. Иногда даже могут менять цвет. Этот эффект и называется флюоресценцией.
Например, алмазы под ультрафиолетом становятся ярко-синими, а рубины усиливают свой оттенок даже при обычном солнечном свете.
Оптический эффект флюоресценции
В статье мы рассмотрели самые распространённые и впечатляющие оптические эффекты драгоценных камней. Почти все они характерны только для природных минералов. А если вы захотите подробнее познакомиться с украшениями из вышеперечисленных драгоценных камней, то приглашаем посетить сайт Maxim Demidov .
Источник: dzen.ru
Что такое «коэффициент преломления» и «дисперсия», и как их понимать?
Логика понятна, мы все знаем, что луч света распространяется всегда прямо! Об особых условиях, типа наличия рядышком черной дыры, способной за счет сверхмощной гравитации искривить луч света, мы говорить не будет в виду отсутствия поблизости таких черных дыр.
На самом деле все не совсем так.
Представьте себе такой пример: Вы идете по дороге со скоростью 5 км/час. При прочих идеальных условиях на каждый шаг Вам требуется определенное и неизменное усилие. А теперь попробуем двигаться со скоростью 5 км/час, будучи по шею в воде!
Чтобы сохранить скорость, Вам потребуется значительное увеличение усилий! Если усилия не менять, скорость значительно упадет, то есть вода затормозит Ваше движение.
Когда луч света движется в идеальном вакууме, его скорость составляет 300000 км/сек. Но когда луч света движется не в вакууме, он «натыкается» на атомы и молекулы вещества. И эти атомы и молекулы тормозят луч света.
Ко-эффициент преломления, или «индекс преломления», как принято говорит в англоязычном мире, является значением, обозначающим снижение скорости продвижения луча света в конкретном веществе/предмете.
Коэффициент преломления дистиллированной воды равен 1.333, что означает – луч света движется в воде в 1.333 раза медленнее, чем в вакууме.
Понятное, что способность вещества замедлить свет зависит от его химическо-го состава. Но не только! От структуры вещества тоже зависит очень много!
И вода, и лед имеют одинаковый состав, но коэффициент преломления у льда составляет уже 1.313, а коэффициент 100%-но насыщенного водяного пара со-ставляет 1.0002. А ведь и вода, и лед, и пар имеют совершенно одинаковый химический состав.
Можно привести и другой пример, очень близкий и понятный любителям камней и минералов. У самого обычного крупнокристаллического кварца усредненный коэффициент преломления – 1.548.
Однако если тот же кристалл кварца расплавить, а затем охладить до комнатной температуры, то у перекристаллизовавшегося кварца коэффициент преломления составит уже примерно 1.456.
У разновидностей кварца – опалов, содержащих от 1 до 20% воды, коэффициент преломления колеблется от 1.40 до 1.46. Чем больше воды в составе, тем ниже коэффициент преломления.
Кроме того, что происходит замедление движения луча, действительно меня-ется и его направление. Понять это несложно – если у Вас на пути окажется столб, Вам его придется обойти.
Атом для луча света также является препят-ствием, и луч, «наткнувшись» на атом, отклоняется и меняет траекторию свое-го движения.
Выше мы уже упоминали, что любое непрозрачное вещество частично отра-жает свет, частично его поглощает. Поглощенная атомом часть луча света про-сто «исчезла», а отраженная часть луча, изменив свою траекторию, ушла дальше. Но сам по себе луч уже изменился, изменился его спектр.
«Гуляя» внутри камня, бесчисленное множество раз отражаясь от атомов, со-ставляющих структуру камня, свет расщепляется на составляющие.
Основных спектральных составляющих белого света, напомню, 7 (Каждый Охотник Же-лает Знать, Где Сидит Фазан). Насколько сильно условно «белый» свет рас-щепляется на составляющие, описывает параметр «дисперсия».
Если значение дисперсии высокое, это значит, свет расщепляется сильно, если значение дисперсии низкое, значит, свет расщепляется слабо.
Значения коэффициента преломления и дисперсии описывают очень важные параметры внешнего вида драгоценного камня.
Чем выше коэффициент преломления, тем ярче блеск камня. Чем больше луч света замедлился в камне, тем сильнее заметна разница между ним и другим, незамедлившимся лучем, и эта разница как раз и проявляется в наблюдаемом нами блеске.
Чем выше дисперсия, тем сильнее «игра» у камня. Чем сильнее разложился на составляющие луч света, тем больше «вспышек огня», «игры» мы наблюда-ем на его гранях.
Именно по этой причине камни с высокой дисперсией стара-ются огранивать в сложные формы, наподобие «бриллиантовой» огранки, с целью добиться проявления максимального «огня», максимальной «игры».
Камни с низкой дисперсией предпочитают огранивать в простые формы, наподобие «изумрудной» или «пошаговой» огранки — сильной игры от таких камней добиться невозможно, зато можно подчеркнуть «глубину и мягкость» цвета.
Высокая дисперсия не всегда и не обязательно сопутствует высокому коэффициенту преломления. Ни по одному из описанных параметров бриллиант не является лучшим среди драгоценных камней.
Камни, которые «ярче блестят и играют сильнее» по сравнениею с бриллиантами или, как минимум, с бриллиантами конкурируют.
Камни, у которых коэффициент преломления выше, чем у бриллианта:
Гематит, Куприт, Прустит, Муассанит (синтетический), Рутил, Анатаз. Эти камни блестят ярче бриллианта.
Камни, у которых коэффициент преломления сравним с таковым у бриллианта, или же усреднённый коэффициент ниже, но верхнее его значение при двулучепреломлении превышает или сравнимо с коэффициентом преломления у бриллианта:
Сфалерит, Стронция Титанат, Стибиотанталит, Ванадинит, Крокоит, Вульфенит, Танталит.
Очень близко к бриллиантам «подобрались», имея коэффициенты преломле-ния хоть и ниже бриллиантового, но настолько высокие, что их невозможно определить с помощью стандартного рефрактометра с максимальным значением шкалы 1.89:
Фианит (синтетический), Фосгенит, Цинкит, Касситерит, Симпсонит, Циркон, Повеллит, Шеелит, Андрадит, Англезит, Пурпурит, Байянит, Церуссит.
По показателю дисперсии бриллиант уступает следующим камням:
Анатаз, Вульфенит, Ванадинит, Сфалерит, Танталит, Брукит, Цинкит, Муасса-нит (синтетический), Касситерит, Повеллит, Андрадит, Церуссит, Сфен, Бенитоит. Игра у этих камней, в случае идеальной огранки и полировки сильнее, чем у любого самого лучшего бриллианта.
Сравнимы с бриллиантом по игре или мало ему уступают:
Англезит (дисперсия как у бриллианта), Циркон, Шеелит, Смитсонит, Диоп-таз. Не очень сильно уступают бриллиантам по игре гранаты спессартины, альмандины и гроссуляры. А вот, к примеру, корунды (сапфиры и рубины) по игре значительно уступают всем перечисленных выше камням, даже у гранатов альмандинов и гроссуляров дисперсия в полтора раза выше, чем у сапфиров и рубинов!
Источник: typicaljeweler.com
3.5.6. Дисперсия
При прохождении сквозь кристалл белый свет не только испытывает преломление, но и разлагается на спектральные цвета, так как показатели светопреломления кристаллических веществ зависят (притом в разной степени) от длины волны падающего света. А поскольку отдельным цветам спектра белого света соответствуют разные длины волн, то они преломляются неодинаково, как показано на рис. 3.5.
Рис. 3.5. Преломление и дисперсия белого света
при его прохождении сквозь призму
У алмаза показатель преломления для красных лучей (длина волны 687 нм) составляет 2,407; для жёлтых (589 нм) – 2,417; для зелёных (527 нм) – 2,427 и для фиолетовых (397 нм) – 2,465.
Точно также происходит разложение белого света, когда он входит в обработанный драгоценный камень (рис. 3.6) и затем, испытав полное внутреннее отражение от граней павильона, выходит под разными углами из граней коронки, создавая «игру» света.
Рис. 3.6. Дисперсия белого света
в обработанном драгоценном камне
вление разложения белого света кристаллом на все цвета радуги называется дисперсией. Особенно велико значение цветовой дисперсии у алмаза, который именно ей обязан своей великолепной игрой цветов – знаменитым «огнём», составляющим главное достоинство этого драгоценного камня.
Дисперсия хорошо заметна только у бесцветных камней. Природные и синтетические камни с высокой дисперсией (фабулит, рутил, сфалерит, титанит, цирконий (фианит)) используются ювелирами как заменители алмаза. В качестве числовой меры дисперсии драгоценных камней обычно принимается разность показателей преломления для длин волн красной (линия В – 687 нм) и фиолетовой (линия G – 430,8 нм) частей спектра (табл. 3.4).
Дисперсия некоторых драгоценных камней в интервале B-G
3.5.7. Спектры поглощения
К числу важнейших средств диагностирования драгоценных камней принадлежат спектры поглощения. Это разложенные на спектральные цвета полосы световых волн, выходящие из камня. Как уже говорилось, при прохождении сквозь кристалл определённые длины волн (то есть цветовые компоненты) света поглощаются.
В итоге драгоценный камень приобретает свой цвет (как результат сложения остаточных волн исходного белого света). Однако человеческий глаз не в состоянии различить все тонкие цветовые оттенки. Легко обмануться, приняв за драгоценный рубин такие похожие на него по цвету камни, как красный турмалин или красный гранат, и даже красное стекло. Однако спектры поглощения (абсорбции) однозначно «разоблачают» эти камни или стёкла. Ведь большинство видов драгоценных камней имеют весьма характерный, присущий только данному виду спектр абсорбции, отличающийся от спектров других камней числом и расположением вертикальных чёрных линий или широких полос поглощения.
Особое преимущество этого метода исследования состоит в том, что он позволяет однозначно диагностировать камни одинаковой плотности и близкие по светопреломлению. Метод в равной мере пригоден для определения необработанных камней, кабошонов и даже огранённых камней, вставленных в оправу. Всё более широкое приложение метод находит при отделении природных камней от искусственных и от их имитаций.
Наилучшие результаты этот метод даёт применительно к интенсивно окрашенным прозрачным цветным камням. Спектры поглощения непрозрачных камней могут быть получены на очень тонких и потому пропускающих свет срезах (как в случае гематита), а также на просвечивающих краях, или же с помощью света, отражённого от поверхности камня. Спектры поглощения некоторых камней представлены на рис. 3.7.
Рис. 3.7. Спектры поглощения некоторых драгоценных камней
Прибором для наблюдения спектров служит спектроскоп (рис. 3.8).
Рис. 3.8. Портативный спектроскоп со шкалой длин волн
Источник: studfile.net