Оптические свойства драгоценных камней

физические и оптические свойства драгоценных камней

Мы склонны воспринимать свет как должное. Это такая обычная вещь, с которой мы сталкиваемся каждый день. Мы редко задумываемся о научном определении света или его свойств. Однако в геммологическом мире свет играет решающую роль. Вы должны сначала понять принципы света, прежде чем понимать оптические свойства драгоценных камней. Геммологи могут анализировать эти свойства для идентификации драгоценных камней. Они также могут применять их практически при огранке драгоценных камней для достижения оптимального блеска и характера.

свойства света

электромагнитная энергия

Свет является частью электромагнитного спектра, одной из фундаментальных энергий Вселенной. Он присутствует везде в значительных количествах.

Энергия света распространяется волнами. Энергии в электромагнитном спектре различаются просто длиной волны. Некоторые короче, некоторые длиннее. Длина волны не имеет ничего общего с количеством переносимой энергии. Амплитуда волны определяет это. Все длины волн могут иметь высокую или низкую энергию.

Хотя в природе вся электромагнитная энергия по существу одинакова, разные длины волн имеют разные характеристики. Например, к одним мы относимся как к радиоволнам, к другим — как к рентгеновским лучам. Мы видим очень маленькую часть электромагнитного спектра в виде света. В этом разделе мы воспринимаем различные длины волн как цвета. Когда мы видим все длины волн одновременно, мы называем это белым светом. Черный цвет — это недостаток электромагнитной энергии в этой части спектра.

Спектр света Сразу за частью видимого электромагнитного спектра мы находим ультрафиолетовый и инфракрасный свет. Некоторые животные могут видеть эти световые частоты, но люди не могут. Мы можем ощущать их, но не глазами. Ультрафиолет может вызвать у нас солнечные ожоги, а инфракрасное излучение мы воспринимаем как тепло.

Проще говоря, свет — это форма энергии. Один цвет отличается от другого длиной волн энергии, идущих к нам. Обратите внимание, что цвета — это то, как наш мозг интерпретирует эти длины волн. Цвет не имеет значения вне человеческого опыта.

преломление

Свет движется со скоростью 300000 км/сек в секунду в космическом вакууме. Это очень быстро. Хотя скорость света в атмосфере Земли заметно не меняется, он замедляется, когда входит в плотную среду, такую ​​как кристалл. Когда свет переходит из одной среды в другую, он замедляется и меняет направление или искривляется. Свойство, которое мы называем показателем преломления (RI), измеряет, насколько он изменяется.

В геммологии показатель преломления — это отношение скорости света в драгоценном камне к скорости света в вакууме. Если драгоценный камень имеет RI 1,655, это означает, что свет распространяется в пространстве в 1,655 раза быстрее, чем через драгоценный камень.

К счастью, геммологам не нужно измерять скорость света. Вместо этого они измеряют RI с помощью рефрактометра. Драгоценный камень помещается на специальную поверхность, и через него проходит свет. Это отбрасывает тень на весы. Место, где линия тени попадает на шкалу, обозначает RI. Гораздо проще, чем пытаться измерить скорость света, верно?

Знание RI драгоценного камня — одна из самых важных частей информации, которую вы можете получить при идентификации камня. Это относится ко многим темам, обсуждаемым ниже. Я расскажу об этом позже.

поляризация

Обычно свет равномерно рассеивается во всех направлениях. Например, если вы зажжете свечу посреди комнаты, самая яркая область будет рядом со свечой. Чем дальше от свечи, тем меньше света. Если бы вы могли проследить за одним лучом света, вы бы увидели, что он распространяется одинаково во всех направлениях по мере своего движения.

Когда свет проходит через определенные вещества, он поляризуется. Это означает, что он имеет боковые колебания под прямым углом друг к другу. Как обычный свет, он исходит во всех направлениях. При поляризации свет движется только в линейных направлениях (под прямым углом).

Кристаллы часто поляризуют свет, что объясняет некоторые наблюдаемые нами оптические явления. Это важная подсказка для идентификации драгоценного камня.

выборочное поглощение

Когда вы видите все длины волн видимого света одновременно, вы воспринимаете его как белый цвет. Если вы можете видеть только часть видимого спектра, вы воспринимаете оттенок. Достаточно просто. Однако физика света немного сложнее.

Если бы вы удалили лишь небольшую часть спектра белого света, осталось бы несколько различных оттенков. Когда это происходит, наши глаза усредняют длины волн вместе. Мы воспринимаем эти частичные спектры как один оттенок, хотя на самом деле на нас одновременно падает несколько длин волн света.

Когда свет попадает в кристалл, он поглощает часть света. Таким образом, свет, выходящий из кристалла, уже не белый. Вместо этого мы видим оттенок. Этот процесс называется селективным поглощением.

чем цвет от избирательного поглощения отличается от пигмента

Мы добавляем пигменты в материалы для получения или изменения цвета, например краску для одежды или пищевой краситель для глазури. Избирательное поглощение ничего не добавляет к кристаллу. Большинство кристаллов сами по себе бесцветны. Меняется только свет, проходящий через них, цвет, который мы видим.

Например, полосовой тест на большинстве драгоценных камней, таких как природный изумруд, оставит бесцветную полосу. Селективное поглощение дает изумрудно-зеленый цвет, а не пигменты в камне. Только некоторые драгоценные камни будут иметь полосу, отличную от бесцветной или белой. Полосы показывают цвет драгоценного камня без избирательного поглощения в игре. Следовательно, это не одно из оптических свойств драгоценных камней.

спектроскоп

Мы можем видеть спектр света с помощью прибора, называемого спектроскопом. Он разделяет белый свет по длине волны. Если вы посмотрите на солнечный свет через спектроскоп, вы увидите, как красиво разбросаны все цвета радуги. Однако, если вы посмотрите на свет, исходящий от цветного драгоценного камня, вы увидите темные линии здесь и там. Это области избирательного поглощения.

Образцы избирательного поглощения иногда являются диагностическими. Таким образом, вы можете использовать их время от времени, чтобы отличить один драгоценный камень от другого.

Оптические свойства драгоценных камней — селективное поглощение. Справа вы можете видеть спектры поглощения белого света, рубина и граната, наблюдаемые через спектроскоп. (Обратите внимание, что белый свет не имеет темных линий). В руке рубины и гранаты выглядят очень похоже. Тем не менее, их спектры значительно различаются. В то время как в спектре граната всего несколько линий, в спектре рубина есть большие области поглощения, а также несколько отдельных линий.

Хотя спектроскоп является важным инструментом для идентификации драгоценных камней, у него есть ограничения. Несколько драгоценных камней имеют общие узоры. Возьмите драгоценные камни, окрашенные элементом хрома. Присутствие хрома создает такую ​​же или очень похожую картину поглощения, будь то рубин, турмалин, диопсид или другой минерал. В некоторых случаях спектроскоп может сделать критическое различие. Однако в целом вы получите больше полезной информации от других инструментов.

изменение цвета

В то время как солнечный свет содержит все видимые длины волн электромагнитной энергии, другие формы света их не содержат. У них есть пики и впадины, а не равномерное распределение электромагнитной энергии. Например, наши электрические огни кажутся белыми, но это результат того, что наши глаза вместе усредняют длины волн.

Оттенки, которые мы обычно видим в драгоценных камнях, зависят от наличия полного спектра белого света. Если в драгоценный камень входит меньше, чем то, что выходит, может быть по-другому. Вот почему некоторые драгоценные камни, такие как александрит, меняют цвет при естественном и искусственном освещении.

Некоторые драгоценные камни также могут менять цвет при разном искусственном освещении.

показатель преломления

Вы когда-нибудь замечали, как кубики льда в стакане воды почти исчезают? Если у них шероховатая поверхность, сначала вы их увидите. Как и неотшлифованные драгоценные камни, шероховатые поверхности льда рассеивают свет во многих направлениях. Когда края льда тают и становятся гладкими, кубики льда становятся невидимыми. Только намек на их очертания, включения пузырьков воздуха и трещины говорят о том, что лед здесь.

Теперь мы входим в сердце геммологии.

Вода и лед имеют одинаковый RI. Хотя мы знаем, что свет будет искривляться при переходе из одной среды в другую, когда оба вещества имеют одинаковый RI, скорость и направление не меняются. (Это единственное исключение из правил). Между водой и льдом не происходит изменения скорости или направления света. Вы можете ясно видеть пузырьки воздуха, поскольку они имеют другой показатель преломления. Трещины также мешают или отражают свет. Они действуют как зеркала, рассеивая свет. Следовательно, они явно проявляются, поскольку мешают свободному прохождению света.

Мы знаем техническое определение показателя преломления: отношение скорости света в драгоценном камне к скорости света в вакууме. Однако практические последствия этого имеют гораздо большее значение для геммологии. Вы наверняка видели, как соломинка в стакане с водой изгибается на поверхности. Это вызвано разницей в RI между воздухом и водой. Понимание того, как работает это изгибание и насколько преломляется свет при переходе из воздуха в драгоценный камень, необходимо при огранке драгоценных камней для придания им блеска.

включения и преломление драгоценных камней

Внутри драгоценных камней минеральные включения могут действовать как соломинки и пузырьки воздуха в воде. Если включения прозрачны, то, насколько они выделяются, напрямую зависит от того, насколько их RI отличаются от окружающего материала. Например, если аметист содержит мелкие кристаллы прозрачного кварца, эти включения будут «низкорельефными», почти невидимыми. Чистый кварц имеет тот же RI, что и аметист. Однако если в аметисте есть включения минерала с совсем другим RI, то они проявятся четко, в «высоком рельефе».

переломы и рефракция

Трещины в прозрачном камне также нарушают поток света. Огранщики драгоценных камней должны тщательно размещать грани, чтобы дисциплинировать внутренний поток света. Ведь это может повысить «внешнюю привлекательность» драгоценного камня. Трещины могут нарушить эту дисциплину и привести к потере блеска и мерцания и, таким образом, снизить цену и привлекательность драгоценного камня.

Заполнение трещины веществом с тем же RI, что и у драгоценного камня, может свести к минимуму его светоразрушающий эффект. Так же, как свет может проходить сквозь воду, лед и снова воду, не преломляясь, он может свободно проходить через несколько слоев в драгоценном камне. Конечно, при условии, что все они имеют одинаковый RI.

МАсло и преломление

Огранщики драгоценных камней чаще всего используют масло для заполнения трещин в драгоценных камнях. Минеральные и растительные масла имеют RI, близкий к более низкому диапазону RI драгоценных камней. Также используются эпоксидные смолы. Заполнение трещин драгоценных камней — древняя и очень низкотехнологичная процедура. Просто поместите камни в масло и держите их в тепле, пока они не впитают масло. Поскольку изумруды почти всегда треснуты, они обычно подвергаются этой процедуре.

Заполнение трещин может творить чудеса с внешним видом драгоценного камня. Однако эти драгоценные камни требуют особого ухода. Попадание этих камней в горячую мыльную воду может удалить наполнитель и все их оптические свойства.

Иммерсионные тесты и рефракция

Чем больше вы занимаетесь геммологией, тем больше вы будете использовать оптические свойства драгоценных камней, такие как преломление, различными способами. Например, геммологи часто погружают драгоценные камни в жидкости с RI как можно ближе к камню. Это позволяет гораздо более четко и легко увидеть внутреннюю часть драгоценного камня. Также можно оценить RI камня. Хотя этот метод не является точным, он может четко определить, находится ли камень близко или далеко от RI жидкости.

Оценка показателей преломления погруженных драгоценных камней

На следующих фотографиях показаны три драгоценных камня: аметист, RI 1,54; гранат, RI 1,76; и кубический цирконий (CZ), RI 2.15. Посмотрите, что происходит, когда они погружаются в жидкости с более высоким индексом преломления.

просмотр включений в иммерсированных драгоценных камней

На фотографиях ниже вы увидите еще один пример того, как погружение может помочь вам идентифицировать драгоценные камни. Просто взглянув на картинку, вы можете видеть, что оба этих драгоценных камня имеют примерно одинаковый RI. Хотя вы не можете точно сказать, относятся ли они к одному и тому же виду, вы знаете, что они не сильно отличаются друг от друга, как кварц и сапфир.

При погружении в камни обнаруживаются невидимые ранее включения. Камень справа сильно включен, а другой относительно чистый. В сочетании с микроскопическим исследованием этот метод может помочь выявить невидимые иначе включения и окрашивание. (Дополнительную информацию см. в разделе «Как проверить драгоценные камни, обработанные диффузионной обработкой»).

Для простого и забавного эксперимента попробуйте это. Во-первых, возьмите прозрачное растительное масло с вашей кухни. Затем найдите драгоценный камень с низким RI. Кварц (включая аметист и цитрин), изумруд, аквамарин и иолит — хороший выбор.

Налейте достаточное количество масла в маленькую пробирку или стакан для питья, чтобы покрыть драгоценный камень. Пока не погружайте. Внимательно осмотрите драгоценный камень при хорошем источнике освещения. Затем погрузите драгоценный камень в масло и снова осмотрите его. То, что вы увидите сейчас, поразит вас!

Критический угол

Если вы когда-нибудь проводили день на озере, вы, вероятно, замечали эффект рефракции, известный как критический угол. Днем солнечный свет проникает в озеро. Однако на мгновение перед закатом свет отражается от воды, а не попадает в нее. Смотреть в сторону солнца становится сложно из-за бликов. Проходит ли солнечный свет в воду или отражается, это зависит от угла, под которым он падает на воду. Когда свет достигает критического угла, поверхность отражает его.

Оптические свойства драгоценных камней – критический уголЭффект критического угла возникает и у драгоценных камней, в частности, на огранке драгоценных камней. Если вы еще не сталкивались с этим, попробуйте этот небольшой эксперимент. Стоя лицом к солнцу, посмотрите через кристалл кварца. Поворачивайте его туда-сюда, чтобы увидеть как можно больше интерьера. Большую часть времени вы смотрите сквозь кристалл. Однако время от времени одна из сторон будет действовать как зеркало и отражать солнце к вашим глазам. Это происходит, когда свет достигает критического угла в вашем поле зрения.

блеск

Огранщики драгоценных камней должны понимать критические углы, чтобы добиться максимального блеска в своей огранке. Блеск драгоценного камня, по сути, представляет собой свет, который отражается от дна или граней павильона обратно к глазу зрителя. Из вышеприведенных примеров вы должны понимать, что отношение света к нижним граням ниже критического угла драгоценного камня.

Теоретически, чем выше RI, тем больше потенциальный блеск драгоценного камня. Однако на самом деле яркость включает в себя так много других факторов, что это редко имеет какое-либо практическое значение. Например, драгоценный камень, не ограненный до идеальных пропорций или плохо отполированный, будет иметь значительно меньший блеск. Еще одним фактором является насыщенность цвета. Чем глубже цвет драгоценного камня, тем больше света поглощается. Таким образом, яркость страдает.

Попробуйте этот эксперимент. Приобретите себе несколько хорошо ограненных и отполированных драгоценных камней из кварца и аквамарина. (Огранка играет важную роль в блеске драгоценного камня). Кварц и аквамарин имеют очень низкий RI. С другой стороны, алмаз имеет один из самых высоких показателей. Носите с собой хорошо ограненный кварц или аквамарин. Вы можете обнаружить, что у них больше блеска, чем у некоторых бриллиантов, которые вы увидите!

Мерцание

Мерцание драгоценных камней, множество крошечных вспышек света, — это свойство, тесно связанное с блеском. Количество и ориентация граней определяют количество мерцаний. Грани короны драгоценного камня рассеивают свет граней павильона, вызывая вспышки. Хотя драгоценные камни с высоким мерцанием обычно имеют высокий блеск, это не всегда так.

окна

Вспомните, как смотрели через кристалл кварца, чтобы найти критический угол? Вы также можете увидеть другое оптическое явление во время этого теста. Окно — это когда вы можете смотреть прямо через кристалл, не отражая свет сбоку.

Экономика больше связана с огранкой драгоценных камней, чем с эстетикой. Это просто факт жизни. Лапидары ограняют большинство драгоценных камней, чтобы достичь максимального размера в готовом виде, а не максимальной красоты.

Теперь для этого часто требуется срезать грани павильона под углами, далеко отходящими от критического угла. Когда это произойдет, вы увидите окно в готовом геме.

оптические свойства драгоценного камня — большие и маленькие окна. Когда драгоценный камень находится лицевой стороной вверх, вы увидите самый глубокий цвет и мерцание по краям. Тем не менее, вы можете смотреть прямо через центр, в оконную зону. Здесь свет не отражается назад, следовательно, нет искры, а цвет намного светлее.

Маленькие окна распространены и мало влияют на красоту драгоценного камня. Однако большие окна значительно портят внешний вид драгоценного камня. Клиенты учитывают это при совершении покупки.

Двойное лучепреломление и двулучепреломление

Когда свет попадает в драгоценный камень, он преломляется. Если у света нет никаких ограничений, кроме замедления, геммологи называют драгоценный камень изотропным. В изотропных материалах свет распространяется во всех направлениях с одинаковой скоростью и одним и тем же цветом. Это происходит в аморфных материалах, таких как стекло, пластик, опал и янтарь, а также в минералах, образующихся в кубической системе. Эти материалы имеют один RI и один цвет.

В других пяти кристаллических системах свет становится поляризованным. Таким образом, он вибрирует в двух или трех плоскостях. Каждое направление света имеет разную скорость и RI. Это называется двойным лучепреломлением. Двулучепреломление — это разница между показателями преломления драгоценного камня. Например, если у камня высокий RI 1,623 и низкий RI 1,617, двойное лучепреломление составляет 0,006.

Хотя некоторые драгоценные камни имеют три угла преломления, измерить все три показателя преломления в ограненном драгоценном камне сложно. Таким образом, достаточно просто измерить диапазон между высоким и низким RI, а не различать все три. Таким образом, геммологи называют все драгоценные камни, кроме находящихся в кубической системе или аморфных, двулучепреломляющими. Каждый угол преломления может иметь свой цвет. (Конечно, бесцветные драгоценные камни являются исключением, так как они не имеют нескольких оттенков). Немногие драгоценные камни показывают три цвета, поэтому здесь важен третий угол преломления. (Я расскажу об этом более подробно в разделе «Плеохроизм»).

Геммологи называют камни с двойным лучепреломлением анизотропными. Это означает неравномерное распределение оптических свойств драгоценного камня в кристалле. Термин анизотропный также применяется к физическим свойствам, таким как минералы с различной твердостью.

удвоение

В большинстве драгоценных камней с двойным преломлением разница между RI настолько мала, что вы ее не видите. Вы все еще можете измерить разницу с помощью рефрактометра. Однако у некоторых драгоценных камней такая большая разница между RI, что это приводит к удвоению или множеству изображений. Например, кальцит имеет двойное лучепреломление 0,172 и демонстрирует сильное удвоение.

оптические свойства драгоценных камней – удвоение

Высокое двойное лучепреломление характерно для некоторых других драгоценных камней, особенно для турмалина и циркона. Присмотревшись к ним, вы увидите удвоение задних граней. Это сразу говорит вам, что перед вами драгоценный камень с высоким двойным лучепреломлением. Поскольку это не оптическое свойство, которым обладают многие драгоценные камни, это важный ключ к идентификации драгоценных камней. Однако отсутствие сильного удвоения не означает, что драгоценный камень имеет низкое двойное лучепреломление. Если вы смотрите прямо по оси C драгоценного камня, вы можете увидеть только одиночное преломление. Иногда вам нужно посмотреть в сторону, чтобы увидеть удвоение.

Кристаллические привычки и преломление

Краткий обзор свойств кристаллов поможет объяснить, почему некоторые кристаллы имеют однократное, двойное или тройное преломление.

Аморфный

Аморфные материалы не имеют кристаллической структуры или привычек. У них один показатель преломления и один цвет.

изометрический

Из-за равенства осей минералы в изометрической или кубической системе обладают однократным преломлением.

тетрагональный

Тетрагональные минералы и драгоценные камни, вырезанные из них, будут иметь двойное лучепреломление. Свет, проходящий через ось C, будет преломляться с другой скоростью, чем на более коротких осях. Окрашенные тетрагональные драгоценные камни также будут различаться по оттенку. Очевидно, что бесцветные кристаллы не будут иметь двух оттенков.

шестиугольный

В гексагональной системе свет будет преломляться с двумя скоростями: одна на оптической оси, а другая на более коротких, но равных по длине осях. Если драгоценный камень цветной, два направления будут иметь, по крайней мере, немного разные оттенки.

ромбический

В орторомбической системе, хотя все оси пересекаются под углом 90°, все они имеют разную длину. Следовательно, все три оптические оси будут преломлять свет с разной скоростью. Ромбические драгоценные камни потенциально могут показывать три разных цвета.

моноклиника

В моноклинной системе все три оси имеют разную длину, но только две из них сходятся под углом 90°. Таким образом, каждая оптическая ось будет преломлять свет с разной скоростью. Каждый потенциально может иметь различный оттенок.

триклиника

В триклинной системе ни одна из осей не имеет одинаковой длины и не пересекается под углом 90°. Опять же, каждая оптическая ось будет преломлять свет с разной скоростью, и каждая из них может отображать разные оттенки.

краткое содержание

Только аморфные материалы или минералы в изометрической системе имеют один показатель преломления. Имеют равномерный окрас. Минералы тетрагональной и гексагональной систем обладают двойным лучепреломлением. Они также могут показывать два разных цвета. Другие кристаллические системы, орторомбическая, моноклинная и триклинная, имеют три неравные оптические оси. У каждого будет разный угол преломления и, возможно, три разных цвета.

плеохроизм

оптические свойства драгоценных камней – дихроскоп.
Плеохроизм означает отображение нескольких цветов и результат двойного лучепреломления. Вы также встретите термин дихроизм, что означает два цвета, или трихроизм, что означает три цвета. Точно так же, как RI зависит от оптической оси, во многих случаях меняется и цвет. Часто разница в цвете настолько незначительна, что вам понадобится дихроскоп, чтобы увидеть ее. Например, см. изображение справа.

С другими драгоценными камнями разница настолько велика, что вы можете видеть оба цвета одновременно. Андалузит с его зеленым и оранжевым плеохроизмом является прекрасным примером. Вы также найдете экстремальный плеохроизм в турмалине и иолите. При правильной огранке иолит имеет цвет от синего до фиолетового на лицевой стороне, но бледно-желтый или бесцветный по бокам. (Имейте в виду, что другие свойства иолита близки к свойствам аметиста. Их легко спутать. Однако быстрый взгляд на драгоценный камень сбоку позволит отличить его).

оптические свойства драгоценных камней – андалузита и иолита

цветовое зонирование – аметрин. Не путайте плеохроизм с цветовым зонированием. Некоторые камни, такие как аметрин, изображенный справа, могут иметь отдельные области цвета на одной и той же оптической оси. Это полностью отличается от плеохроизма.

рассеивание

Дисперсия драгоценных камней — это распространение белого света на составляющие его цвета. Когда вы видите радугу, выходящую из призмы, вы смотрите на дисперсию. Еще одним примером является огонь алмаза. Хотя это характерно для большинства драгоценных камней, дисперсия редко бывает достаточно сильной, чтобы ее можно было легко увидеть.

Дисперсию легко спутать с двулучепреломлением. При дисперсии каждая длина волны света преломляется немного по-разному. Однако это не имеет ничего общего с оптической осью драгоценного камня. Алмазы, которые кристаллизуются в кубической системе и обладают однократным преломлением, имеют высокую дисперсию, как показано на фотографии справа.

Дисперсия может быть важной частью информации для идентификации драгоценного камня. Вы редко увидите дисперсию ниже 0,020, и это было бы слабо. Итак, если вы видите заметную дисперсию в драгоценном камне, вы должны исключить кварц (0,009), сапфир (0,018) и большинство других драгоценных камней в качестве кандидатов.

Количество огня или дисперсии, которое вы видите в драгоценном камне, в значительной степени зависит от огранки. Углы павильона определяют, сколько света отражается обратно наверх. На макушке высокие углы подчеркивают дисперсию, тогда как низкие углы или тонкая макушка показывают значительно меньше. Это объясняет, почему некоторые бриллианты имеют гораздо больше огня, чем другие. Все бриллианты имеют одинаковые оптические свойства драгоценных камней, включая одинаковую дисперсию. Однако они не отображают его одинаково.

Когда вы узнаете, какую дисперсию демонстрирует хорошо ограненный бриллиант, вы сможете использовать это, чтобы отличить его от CZ. Бриллианты имеют дисперсию 0,044, что очень много для драгоценных камней. Однако CZ имеют гораздо более высокую дисперсию — 0,060. Когда вы знаете, что ищете, вы можете видеть это на расстоянии.

блеск

Блеск драгоценного камня — это то, сколько света отражается от гладкой поверхности. Это включает в себя свет от граней павильона, а также от поверхности. Алмазы имеют самый высокий блеск из всех драгоценных камней: адамантин. На самом деле адамантин буквально означает «алмазоподобный». Драгоценные камни, такие как рубины и сапфиры, имеют субалмазный блеск. Большинство прозрачных драгоценных камней, с которыми вы столкнетесь, будут иметь стеклянный или «стеклянный» блеск.

Поскольку фотографии не всегда хорошо передают блеск, вам нужно изучить некоторые хорошо ограненные бриллианты и цветные камни, чтобы увидеть различия. Тем не менее, картинка ниже даст вам некоторое представление о разнице между бриллиантом с алмазным блеском (в центре) и камнями стекловидного цвета (слева и справа).

оптические свойства драгоценных камней – блеск

Другие типы блеска включают тусклый, металлический, жемчужный, шелковистый, восковой, смолистый и жирный блеск. Хотя термины несколько субъективны, они в значительной степени говорят сами за себя. Янтарь обычно смолистый. Гематит металлический. Чароит и коралл восковые. Кроме того, драгоценные камни могут отображать более одного типа блеска. Например, некоторые камни могут быть как субадамантиновыми, так и стекловидными. Халцедон обычно стекловидный, но может быть и жирным. Опал обычно стекловидный, но может быть и смолистым. Некоторые драгоценные камни могут отображать разные блески в зависимости от ориентации их оптической оси.

Помните, при оценке блеска учитывайте качество гранильной работы. Тот факт, что камень демонстрирует тусклый блеск, не обязательно означает, что это фактическое свойство самого камня. Ему может просто не хватать приличной полировки. И наоборот, такие камни, как янтарь, можно отполировать до стекловидного состояния.

оптический характер

Хотя поляризация разделяет свет в двух направлениях, не все отдельные лучи поляризованы. Драгоценные камни в гексагональной и тетрагональной системах поляризуют свет только в одном направлении. Свет, проходящий по оптической оси, остается неполяризованным. Это определение одноосного драгоценного камня. Сапфир, кварц, турмалин и циркон являются распространенными примерами одноосных драгоценных камней.

оптические свойства драгоценных камней – двухосный оптический признак. Другие драгоценные камни с двойным преломлением имеют две оптические оси, обе из которых поляризованы. Их называют двухосными драгоценными камнями. Поскольку это происходит со всеми минералами орторомбической, моноклинной и триклинной систем, они встречаются чаще. На фото справа вы можете увидеть двухосный оптический знак.

Геммологи также различают оптические знаки как положительные, отрицательные или беззнаковые. Объяснение этих терминов см. в части 3 нашего руководства по рефрактометру.

флуоресценция

оптические свойства драгоценного камня – флуоресценция. Молекулярная структура кристалла изменяет поступающую в него энергию. Мы видели это с избирательным поглощением. То же самое происходит и с невидимой частью электромагнитного спектра. В частности, если вы поместите ультрафиолетовую энергию (УФ) в драгоценный камень, часть ее может превратиться в видимый свет. Это называется флуоресценцией. Дублет, изображенный справа, показывает это. (Его вершина инертна).

Некоторые драгоценные камни будут продолжать излучать видимый свет после выключения УФ-излучения. Это называется фосфоресценцией.

При тестировании драгоценного камня на флуоресценцию геммологи используют две разные частоты: длинноволновую (от 315 до 400 нм) и коротковолновую (от 200 до 280 нм). Часто вы будете получать разные результаты на разных частотах, поэтому проверьте оба диапазона. Во время тестирования обратите внимание на оттенок (если есть), интенсивность (слабая, умеренная, сильная или инертная), а также на то, является ли цвет равномерно распределенным, зональным или пятнистым.

флуоресценция и идентификация драгоценных камней

Если вы уже проверили RI и оптический знак драгоценного камня, ультрафиолетовый тест может помочь вам сузить возможности. Не начинайте процесс идентификации драгоценных камней с проверки флуоресценции, поскольку образцы большинства минералов инертны к ультрафиолету. Однако, если один из ваших кандидатов показывает зеленый или оранжевый, слабый или сильный, это полезная информация. Ультрафиолетовое тестирование легко провести, хотя оно также представляет определенный риск для здоровья. Дополнительную информацию см. в разделе «Ультрафиолетовое тестирование и идентификация драгоценных камней».

феноменальные эффекты

Свет творит чудеса внутри особых драгоценных камней. Он может создавать звезды и кошачьи глаза, вздымающиеся облака и интенсивные разноцветные отражения. Именно благодаря этим особым оптическим эффектам мы так дорожим лунными камнями, жемчугом, опалами, солнечными камнями, александритами, лабрадоритами и другими феноменальными драгоценными камнями. См. «Феноменальные самоцветы» для получения дополнительной информации.