Ви побачите феномени, що виникають у деякого коштовного каміння та зрозумієте, як виникають ці явища.
Запис відкритої лекції гемолога Наталії Вовк в Київському Політехнічному Інституті дивіться тут - Відео
Як каміння взаємодіє зі світлом та що ж викликає вражаючі оптичні ефекти в деяких зразках?
Можна виділити дві групи феноменів по взаємодії зі світлом:
- феномени, викликані структурою дорогоцінного каменю та
- феномени причиною котрих є включення.
Місячний камінь, лабрадорит, опал та перлини складаються з тонкіх шарів, які повторюються. Ці камені зобов'язані своїм явищам тим, як структура кожного дорогоцінного каменю взаємодіє зі світловими променями, що рухаються однаковим шляхом – інтерференції.
Інтерференція виникає, коли біле світло зустрічає тонкі паралельні шари в дорогоцінних каменях. На кожному шарі відбиваються деякі світлові хвилі, а деякі переміщаються далі в дорогоцінний камінь. Коли жолоби та піки світлових хвиль збігаються, кольори стають яскравішими. Коли жолоби і піки зустрічаються навпроти один одного, кольори темніють.
Опал – це найвідоміший феноменальний дорогоцінний камінь. Його мінливі спалахи кольорів веселки, які називаються грою кольорів, виникають внаслідок його незвичайної структури.
На відміну від більшості дорогоцінних каменів, опал не є кристалом. Натомість він складається з мільйонів крихітних сфер. Ці сфери найчастіше складаються з кремнезему приблизно такого ж хімічного складу, як і кварц. Дещо відмінна суміш кремнезему та води утримує їх разом.
Але чому не всі опали демонструють гру кольорів?
При збільшенні більш ніж в 30 000 разів вчені виявили, що відсутність чи наявність гри кольору залежить від структури опала. У звичайному опалі, який не відображає гри кольорів, частинки діоксиду кремнію розташовані випадковим чином і змінюються за розміром. А у коштовному опалі сфери шикуються в ряди, світлові хвилі огинаються навколо сфер і розпадаються на спектральні відтінки – явище дифракції – особливий тип інтерференції, що розбиває світло на його спектральні кольори.
Наступне оптичне явище – Лабрадоресценція.
Широкі спалахи кольору на темному фоні, що з’являються зникають при переміщенні каменю, роблять лабрадоритовий польовий шпат миттєво впізнаваємим. Спалахи настільки типові для цього дорогоцінного каменю, що він надає свою назву феномену: лабрадоресценція, як і у опала, ефект зумовлений дифракцією світла.
У лабрадориті цей феномен викликаний шарами двох польових шпатів з різним хімічним складом.
Коли світло потрапляє у ці мікроскопічні шари, його довжини хвиль зміщуються. Хвилі заважають одна однії, утворюючи паралельні смуги мерехтливого спектрального кольору, зазвичай синього та зеленого. Видимі кольори залежать від товщини шарів, що чергуються, та їх показників заломлення.
Райдужність або ІРИДЕСЦЕНЦІЯ
Ефект веселки - це найпоширеніший вид інтерференції. Виникає, коли світло розбивається на спектральні відтінки тонким шаром.
Ця магія відбувається коли світло проходить через тонку прозору плівку, яка має інші показники заломлення навколишнього матеріалу. Ефект часто спостерігається на мильних бульбашках та в тонких плівках олії на воді. Деякі світлові промені відбиваються від верхньої частини плівки, а деякі проникають у поверхню і відбиваються від нижньої частини плівки.
Кожен з Вас бачив райдужність на перламутрових ракушках.
Перламутр і перли складаються з дуже тонких шарів двох різних матеріалів: арагоніту та конхіоліну. Кожен має свій показник заломлення. Райдужність виникає, коли частина світла, що проходить через ці тонкі шари, відбивається назад і поєднується з іншими вхідними або відбитими променями світла. Спеціальний термін, орієнт, використовується для перламутрового переливу.
Вогняний агат – ще один камінь з привабливим райдужним ефектом. Багаторівнева структура дорогоцінного каменю викликає це явище.
Ірис агат – камінь знайомий лише колекціонерам. Веселка викликана світлом, що проходить через тонкий шар повітря, захопленого в тріщинах кристалу. Побачити ефект можна лише при особливому освітленні – темрява та направлене світло вздовж поверхні.
Подібно до того, як молекули повітря розсіюють сонячне світло, щоб зробити блакитне небо, нерегулярне розташування двох різних типів польового шпату в місячному камені розсіює вхідне світло, результатом стає м’який, делікатний, рухливий відблиск кольору, який, здається, пливе по каменю - Адуляресценція.
Тому місячний камінь часто називають Адуляр.
Розсіювання відбувається, коли світло проникає в дорогоцінний камінь в одному напрямку та відхиляється у багатьох різних напрямках внутрішньою структурою каменю.
Структура Місячного каменю не така проста, як у лабрадорита або у дорогоцінного опалу. Насправді він складається з шарів двох різних польових шпатів, ці шари розрізняються по товщині і регулярності. Така нерегулярність призводить до розсіювання вхідних світлових хвиль.
Ефект зміни кольору – це явна зміна кольору дорогоцінного каменю за різних типів освітлення.
Перехідний елемент хром викликає червоний колір в рубіні та зелений колір в смарагді, також сліди хрому викликають колір олександриту. Олександрит пропускає майже рівну кількість червоного і зеленого світла, але поглинає світло найсильніше в середині видимого спектру. Оскільки поглинання дорогоцінного каменю близько збалансоване між червоним та зеленим, його колір варьюється залежно від типу освітлення. Коли олександрит знаходиться під освітленням, багатим на червоне, як лампа розжарювання, камінь виглядає виглядає як рубін. Якщо він освітленням, яке багате синім і зеленим, подібно до флуоресцентного світла, цей камінь виглядає як смарагд.
Елементи, які викликають колір у багатьох дорогоцінних каменях, утворюють обрану групу, яку вчені називають елементами переходу - елементи, які можуть вибірково поглинати деякі довжини хвиль видимого світла і впливати на колір у дорогоцінному камінні.
До групи входять – хром, залізо, титан, ванадій, марганець, кобальт, нікель та мідь.
Хімічний склад дорогоцінного каменю і кристалічна структура впливають на спосіб поглинання та повернення світла.
Хоча олександрит є найціннішим каменем з ефектом зміни кольору, деякі інші, такі як сапфір, шпинель, гранат, султаніт також можуть показати цей ефект.
Більшість включеннь заважають красі дорогоцінного каменю. Однак, якщо вони правильного типу і в правильному положенні, світло, що відбивається від включень, викликає кілька феноменальних ефектів у дорогоцінному камінні.
Ітак, переходимо до другої групи феноменів, причиною котрих є включення.
Котяче око –це ефект у деяких дорогоцінних каменях, схожий на око. Він викликаний віддзеркаленням світла від багатьох паралельних, голкоподібних включень або тонких порожнистих трубок.
Щоб зробити ограновану ювелірну вставку з таким ефектом, треба три умови:
- камінь повинен мати паралельні голкоподібні або трубчасті включення,
- огранювання каменю повинно бути кабошоном (з куполом на верхній частині)
- основа кабошона повинна бути паралельно включенням дорогоцінного каменю.
Хризоберил Котяче Око - це найвідоміший і найцінніший коштовний камінь з таким ефектом, в торгівлі його це називають Цимофан.
На додаток до Котячого Ока, каміннь може показати ще два оптичні ефекти.
Перший відомий як Молоко та мед. Якщо ви поміщаєте джерело світла під прямим кутом до котячого ока, ми спостерігаємо двотонний ефект – в хризоберилі один бік каменю стає молочним, а інший зберігає свій колір меду.
Щоб побачити інший ефект, треба розмістить хризоберил між двома потужними джерелами світла, направте світові світові лучі по центу кабошона та змінюйте відстань між ними, Ви побачите як «око» відкривається та закривається - хвиляста смуга Ока розпадається на дві частини, а потім знову зливається разом.
Інші коштовні камені, такі як кварц, польовий шпат, турмалін, іоліт, апатит та інші теж можуть показувати Ефект котячого ока. Треба пам’ятати що Котяче око – це не назва різновиду коштовного каміння, а ефект, що може спостерігатися в різних камнях.
Хочу показати Вам два рідкісних коштовних каменя з Ефектом Котячого ока – топаз та опал. Перший топаз – сам мінерал досить поширений, але топаз з ефектом котячого ока – велика рідкість! Я маю в своєму асортименті два таких топаза.
Другий – опал, така сама ситуація, камінь поширений, а ефект Котячого Ока в опалі дуже дуже рідкісний. Чому? Справа в тому, що опал - це аморфна речовина, яка не має кристалічної структури і ймовірність появи в цих умовах паралельних включень вкрай низька, Теж маю декілька зразків в продажу.
Астеризм – це відображення зірки на поверхні каменю, ограненого кабошоном.
Промені, що перетинаються, викликані відбиттям світла від крихітних голкоподібних включень, які орієнтовані у кількох конкретних напрямках. Зірки зазвичай складаються з 2, 3 або 6 міжсекційних смуг, що призводить до 4, 6 або 12 променів.
Декілька видів дорогоцінного каміння, включаючи гранат, діопсид і шпинель, показують астеризм. Але зоряні сапфіри та рубіни є найціннішими.
Як же виникає астеризм?
Деякі сапфірові кристали містять безліч крихітних рутилових голок.
Кожне невелике включення паралельно одній із шести сторін сапфірового кристала. Оскільки протилежні грані сапфірового кристала паралельні, включення перетинаються у трьох напрямках. Коли таких крихітних голок достатньо, вони відбивають світло як і котяче око, тільки трьома полосами, а не одною. У сапфірі три набори перетинаються, утворюючи шестипроменеву зірку.
Найпоширеніші зірки у корундах мають 6 променів, а 12-променеві зірки досить рідкісні.
Цей чорний сапфір із Тайланду має рідкісну 12-променеву зірку.
12 променева зірка - це результат двох наборів мінеральних включень, орієнтованих у різних напрямках. Один набір – рутил, другий – гематит.
Одного разу на Шри Ланці до мене в руки потрапив дуже незвичний зразок зіркової шпінелі з поліхромним забарвленням. В цьому камені було виявлено два феномени – астеризм та ефект зміни кольору.
Чітка шестипроменева зірка на випуклій поверхні кабошона обумовлена наявністю великої кількості природних включень рутилу. Також, на бічній частині кабошону, несподівано було виявлено чотирьохпроменеву зірку. Її стало помітно завдяки великій висоті ювелірної вставки.
Прояв різних типів зірок обумовлений кристалічною структурою октаедричної форми шпінелі - різними кутами симетрії.
Про цей унікальний зразок вийшла стаття в Журналі Коштовне та декоративне каміння Гемологічного центру України, кому цікаво більш детально ознайомитися з дослідженнями можете почитати.
І останній феномен - Авантюризація – це блискучий ефект, викликаний світлом, що відбивається від невеликих плоских включень усередині дорогоцінного каменю. Коли камінь обертається у світлі, кожне включення відбиває світло назад до глядача.
Так Авантюризацію можна побачити у польовому шпаті, який називають сонячним каменем - мідні або іноді гематитові включення викликають ефект та наповнюють дорогоцінний камінь золотистим кольором.
В авантюриновому кварці блискітки зеленої слюди створюють блискучий ефект, а також надають дорогоцінному каменю його колір, в полуничному кварці ми бачимо гематитові включення.
Звертаю Вашу увагу, що під назвами Голд стоун або Золотий пісок продають скло різних кольорів з включеннями міді, ніякого відношення до натурального каміння він не має.
