,.
Описываемый эффект заметить невооруженным глазом обычно невозможно, за исключением сильно дихроичных камней, оттенок которых меняется при их повороте в соответствии с изменением направления света, проходящего через кристалл.
Чтобы наблюдать оба цвета одновременно, применяется небольшой простой прибор, называемый дихроскопом. Он представляет собой трубку с окном на одном конце и линзой на другом, между которыми помещается ку.сочек кальцита таким образом, чтобы он создавал (вследствие своего сильного двупреломления) два рядом лежащих изображения окна, наблюдаемых через окуляр. Теперь свет двух таких сопряженных изображений окна колеблется в разных плоскостях, причем колебания для одного изображения перпендикулярны колебаниям дня другого.
Если камень расположить перед окном дихроскопа так, чтобы свет, проходящий через него, попадал в окно прибора, то через окуляр будут видны два окна, окрашенные в цвета поляризованных лучей, идущих из камня (рис. 4.1).
 |
Рис. 4.1. Схема дихроскопа. А — металлическая трубка с ромбом оптического кальцита В, закрепленным с помощью пробковой оправы С, и окуляром Е. D — приклеенные к кальциту стеклянные призмы (служат для улучшения изображения). Трубка А скользит в трубке F с прямоугольным окном G. Справа — изображение окна дихроскопа, как оно видно через окуляр. |
Обычно это просто два различных по интенсивности оттенка одного и того же цвета. Например, для сапфира, как правило, в окнах видны темносиний и светло-синий цвета, однако у некоторых камней наблюдается удивительная разница в цветах. Например, в уральском александрите при повороте камня перед окном дихроскопа можно видеть пурпурный, зеленый и оранжевый цвета (по два одновременно).
Вращение камня — важный фактор при определении дихроизма. Во всех двупреломляющих камнях имеется одно или два направления, известные как оптические оси, вдоль которых никакого дихроизма нет. Это явление общеизвестно, но не все знают, что и в других направлениях дихроизм может не наблюдаться, если направления колебаний двух изображений окна случайно окажутся под углом 45° к лучам, выходящим из камня.
Важно также помнить, что дихроизм свойствен только двупреломляющим камням; у стекол же и у изотропных минералов он отсутствует. Таким образом, мы располагаем еще одной возможностью определения двупреломления (см. гл. 3). Дихроскоп позволяет отличить рубин от красной шпинели и граната, синюю шпинель от синего турмалина такого же оттенка, сапфир от синей синтетической шпинели и т. д. Таблицы дихроичных цветов камней приведены в различных книгах, однако даже в камнях одного вида этот эффект сильно варьирует, поэтому его лучше всего изучать на практике. В том случае, когда различия в оттенке слабы, трудно быть уверенным в наличии дихроизма.
Наблюдать дихроизм лучше всего в дневном свете. Держите камень пинцетом против света в левой руке, а дихроскоп — в правой так, как будто вы наблюдаете камень через короткофокусную лупу. Окно прибора небольшое, и начинающим довольно трудно расположить камень точно перед ним и в то же время обеспечить прохождение максимального количества света, необходимого для наблюдения дихроизма. Окуляр большинства дихроскопов снабжен линзой, позволяющей видеть слегка увеличенные изображения камня в каждом из двух изображений окна. Как правило, только одна или две грани пропускают столько света, чтобы можно было видеть цвет, однако достаточно даже небольшого пятна, чтобы можно было сравнить два оттенка и наблюдать различие в цвете.
Как уже отмечалось выше, камень необходимо рассматривать в различных положениях, чтобы добиться наилучшего эффекта. В правильно ограненных рубинах, в которых оптическая ось ориентирована перпендикулярно площадке камня с целью получения наилучшего цвета, при наблюдении через площадку заметен лишь очень слабый дихроизм. В синтетическом рубине, который редко гранится правильно, дихроизм при наблюдении через площадку обычно заметен очень сильно. Это связано с особенностями роста кристаллов, полученных методом Вернейля.
Более дорогие модели дихроскопов снабжены держателем, предназначенным для фиксации камня и его вращения перед окном прибора. Это облегчает наблюдение, но, конечно, не имеет существенного значения для получения хороших результатов.
Если вы располагаете куском исландского шпата размером 25 мм или больше, вы можете сами сделать дихроскоп, наклеив кусок черной бумаги на одну из сторон камня и прорезав небольшое отверстие в ней. Единственная трудность заключается в выборе такого размера отверстия, чтобы два изображения, обусловленные двупреломлением шпата, располагались в непосредственной близости друг от друга.
Хорошие дихроскопы могут быть также изготовлены из поляроидной плен-
 |
Рис. 4.2. Схема изготовления полярископа из поляроидной пленки: поляроидные диски разрезаны лезвием безопасной бритвы (а и Ь) и вновь соединены (с и d). Составной диск укрепляется на конце трубки, снабженной окуляром. |
ки. В одной из рекомендаций предлагается разрезать два диска из этого материала (с помощью лезвия безопасной бритвы) на секторы, как показано на рис. 4.2, а затем соединить их таким образом, чтобы свет, проходящий через "северный" и "южный" секторы, колебался под прямым углом к свету, проходящему через "восточный" и "западный" секторы.
Составленный заново диск нужно зажать между стеклами и укрепить на одном конце металлической или картонной трубки, на противоположном конце которой крепится линза с соответствующим фокусным расстоянием, играющая роль окуляра. При наблюдении дихроичного камня через окуляр такого простого устройства видно, что "северный" и "южный" секторы, с одной стороны, и "западный" и "восточный", с другой — окрашены в различные оттенки из-за различных направлений колебаний света, проходящего в этих секторах.
Замечательные эффекты дихроизма можно наблюдать у таких довольно редких камней, как фиолетово-синий иолит, зеленый андалузит, голубой апатит, сфен и бенитоит. К более известным камням, имеющим сильный или явно выраженный дихроизм, относятся рубин, сапфир, александрит, большинство турмалинов, кунцит, аквамарин и голубой циркон. Наиболее эффектные цветовые контрасты дает фиолетово-синяя разновидность цоизита, известная под названием "танзанит"; она является одним из наиболее важных добавлений (1967 г.) к списку цветных камней. В хорошем кристалле танзанита через дихроскоп можно видеть попарно темно-синий, пурпурно-красный и бледно-зеленый цвета. Эффект, свойственный природному камню, часто ослабляется в результате нагревания его после огранки с целью изменения цвета. В некоторых камнях при их повороте и наблюдении в различных направлениях заметно изменение цвета камня невооруженным глазом, и эту способность определять дихроизм путем непосредственного наблюдения необходимо всемерно развивать.
Дихроскоп дает более интересные сведения, если известны направления колебаний света для каждого изображения окна. Их легко установить экспериментально и отметить раз и навсегда на ободке окуляра. Один из методов определения направления колебаний — наблюдение через дихроскоп света, отраженного от полированной поверхности стола. Такой свет почти нацело поляризован, и его колебания направлены параллельно отражающей плоскости. Более яркое окно дихроскопа соответствует лучам, колеблющимся параллельно поверхности стола, тогда как направление колебаний лучей, идущих из более темного изображения окна, перпендикулярно поверхности стола.