осмотр полости рта
кислотность праймера
технологія плавки інструментальної сталі

Блеск и игра камня

Блеск и игра камня

В одной из предыдущих глав этой книги отмечалось, что всегда, когда свет падает на поверхность, отделяющую одну среду от другой, часть света отражается в первую среду, а другая часть уходит во вторую среду, преломляясь на границе. Исключение составляет случай, когда вторая среда обладает большей преломляющей способностью, а угол падения превышает соответствующий угол полного внутреннего отражения. В случае граненого камня, рассматриваемого в воздушной среде, часть света всегда отражается, а остаток проходит в камень. Отношение количества отраженного света к преломленному частично зависит от угла падения, но главным образом от природы камня: его светопреломления и характера поверхности. Величина этого отношения определяет блеск камня: чем больше доля отраженного света, тем ярче блеск.
Выделяют пять различных видов блеска; яркость каждого из них зависит от гладкости полированной поверхности. От тусклой или матовой, т. е. неровной, поверхности падающий свет рассеивается, отражаясь во многих направлениях, и ни по одному из направлений не образуется яркого отражения. Все драгоценные камни хорошо отполированы и имеют поэтому, пока поверхность сохраняет полировку и ничем не загрязнена, значительный блеск; однако такие материалы, как бирюза, нельзя из-за мягкости отполировать гладко, вследствие чего они всегда тусклые.
Выделяют следующие виды блеска:.
1) алмазный, характерный для алмаза;.
2) стеклянный, как на поверхности излома разбитого стекла;.
3) смоляной, подобный блеску смол; очень похож на него жирный блеск;.
4) перламутровый, как на поверхности жемчуга; он обычно проявляется на поверхности спайности кристаллов;.
5) шелковистый* характерный для волокнистых минералов.
Только редкие драгоценные камни настолько сильно преломляют свет,, что дают алмазный блеск. Иногда встречаются крупные.
и чистые куски касситерита, блеск которых может поспорить с блеском алмаза. Блеск драгоценных камней, обладающих преломлением света, близким к преломлению в алмазе, например блеск циркона, сфена, граната и корунда, занимает промежуточное место между алмазным и стеклянным. Типичным примером минерала со стеклянным блеском является кварц. Большинство драгоценных камней имеет стеклянный блеск различной яркости; в целом более твердые и сильнее преломляющие виды обладают более ярким блеском.
Оптические эффекты, известные под названием «игра света», обусловлены отражением света от линейных неоднородностей внутри камня. Переливчатость света, или «кошачий глаз» (цветное фото III), возникает из-за наличия пучка линий, параллельных какому-то одному направлению. Если на камень смотреть под прямым углом к этому направлению, то видно полоску света, пересекающую этот пучок. Чем тоньше линии, тем четче светлая полоска. Камням с «кошачьим глазом» надо придавать форму кабошона, а основание делать параллельным длине пучка линий. Эффект проявляется лучше всего тогда, когда камень рассматривают при свете, исходящем от какого-то одного источника, например от Солнца или от электрической лампы.
Камень, имеющий собственное название «кошачий глаз»,— это разновидность хризоберилла; долго считалось, что линейные неоднородности в нем обусловлены множеством микроскопических каналов, идущих параллельно одной из главных осей. Однако было установлено, что во многих переливчатых минералах линейность связана с наличием пучков игольчатых кристаллов. В кварце эффект «кошачьего глаза» в некоторых случаях обусловлен присутствием рутила, в других — амфибола, и хотя природа волокнистых включений в хризоберилле, дающих эффект «кошачьего глаза», остается пока неясной, по крайней мере в некоторых случаях можно видеть, что это игольчатые кристаллы.
К «кошачьему глазу» близко примыкают «тигровый глаз» и «соколиный глаз». Оба они были найдены в Южной Африке, и оба оказались разновидностями окремненного крокидолита, но в первом из них первоначальный голубой цвет превратился в результате окисления в золотисто-желтый, а во втором первичная окраска сохранилась без (или почти без) изменения. Переливы света вызваны субпараллельным расположением волокон окремненного амфибола.
Переливчатость встречается не только в хризоберилле и кварце. Любой просвечивающий минерал с достаточно хорошо выраженной волокнистой структурой при соответствующей огранке может обнаружить этот эффект. Так, известны турмалины с отчетливым эффектом «кошачьего глаза». Переливчатость иногда проявляется в берилле, апатите, диопсиде и как в розовом, так и в фиолетовом скополите. Эти и другие разновидности показаны на цветном фото III.
В некоторых образцах корунда, если их рассматривать в направлении главной кристаллографической оси, видно шесть узких полос света, расходящихся от центра, или, что то же, три полоски, пересекающиеся друг с другом под углом 60°; картина в целом напоминает условное изображение сияющей звезды. Такие камни получили название звездчатых камней — в данном случае звездчатого рубина или звездчатого сапфира. Само явление называют астеризмом (цветное фото III). Причина его та же, что и переливчатости, но здесь имеются пучки линейных образований, наклоненных друг к другу под углом примерно 60°. Во многих случаях они были определены как иглы рутила; в последнее время в результате изучения тонких игл в звездчатом сапфире с острова Шри Ланка (Цейлон) было определено, что они представляют собой ти-танат алюминия Al
Ti0
. Изредка можно видеть две системы ориентированных игл, и звезда тогда состоит из 12 лучей. Вывод.
о том, что такие иглы служат причиной астеризма в природном корунде, подтверждается тем фактом, что начиная с 1949 г. изготовляются синтетические звездчатые камни; при этом добиваются выпадения ТЮ
из твердого раствора в «бульке» путем тепловой обработки после кристаллизации. Короткие толстые иглы, как в некоторых синтетических камнях, производимых в ФРГ, дают более широкую звезду, чем в камнях компании «Линде» с более тонкими иглами. Астеризм можно также получить, делая на основании прозрачного камня цилиндрические желобки или системы линий, а это позволяет предположить, что и пустые каналы, оставшиеся в камне после растворения существовавших раньше волокнистых кристаллов, могут вызвать то же явление. Для наилучшего эффекта звездчатым рубинам и сапфирам следует придавать форму кабошона, располагая основание камня под прямым углом к главной кристаллографической оси; иначе центр звезды не будет располагаться у вершины камня.
Астеризм чаще всего встречается и лучше всего изучен в корунде, но иногда проявляется и в других драгоценных камнях. Форма звезды должна быть, очевидно, непосредственно связана с симметрией кристалла. В некоторых гранатах, обладающих линейностью, благоприятной для астеризма, вследствие кубической симметрии кристалла, звезда образована двумя полосами света, пересекающимися под прямым углом; имеются три направления, расположенных под прямым углом друг к другу, в которых эта звезда видна, и если проследить каждый луч, поворачивая камень, то можно заметить, что в направлениях, перпендикулярных граням октаэдра, этот луч пересекает два других луча под углом 120° (или 60°). В некоторых гранатах волокна располагаются параллельно ребрам ромбододекаэдра, поэтому четырехлучевые звезды ёидны в шести направлениях. Зеленый циркон и аквамарин иногда проявляют астеризм благодаря закономерному расположению включений перпендикулярно главной кристаллографической оси. В розовом кварце также часто бывает видна шестилучевая звезда (цветное фото III).
Включения, вызывающие те эффекты, о которых шла до сих пор речь, имеют микроскопические, а часто даже субмикроскопи-ческие размеры. Иногда встречаются другие включения — более крупные и реже расположенные. Если они располагаются в одном и том же направлении, а свет виден в плоскости, перпендикулярной этому направлению, то возникают неожиданные вспышки. Блеск, вызываемый такими включениями, называется шелковистым, так как он напоминает игру света на шелке.
В некоторых минералах обычный блеск сочетается с оптическим эффектом, обусловленным интерференцией или дифракцией. Перламутровый блеск, являющийся типичным примером этого оптического эффекта, может проявляться на плоскостях спайности, например в топазе, но в граненом камне он может наблюдаться только в случае, если там зарождаются трещины; трещины спайности, зарождающиеся в граненом камне, называются перьями.
Ласковое голубое сияние, которое так привлекает нас в лунном камне, возникает благодаря интерференции света на мельчайших тонких пластинках натрово-кальциевого полевого шпата, присутствующих в пертитовых вростках в щелочных полевых шпатах как фаза, выпавшая из твердого раствора. Это свойство исчезает при нагревании камня до высокой температуры, при которой происходит гомогенизация пертитовых вростков
. Такой же эффект иногда возникает в плагиоклазах (перистеритах) из-за микроскопических вростков, также образующихся в результате распада твердого раствора.
Иризация, связанная с интерференцией света, лучше всего проявляется в опале. Поэтому волшебный эффект, создавший славу этому драгоценному камню, часто называют опалесценцией. Следует помнить, что радужная игра цветов — это иризация, а термин «опалесценция» можно употреблять только в случае молочно-белого или перламутрового света, отражающегося от обычного опала и изредка от некоторых других драгоценных камней, таких, как лунный камень.
Оцал образовался из геля кремнезема в результате потери части содержавшейся в нем воды. Все же он содержит переменное количество воды, иногда до 20%. Насколько можно судить по данным оптического изучения, опал не имеет правильной кристаллической структуры и ведет себя как аморфное вещество.
Раньше предполагалось, что по мере формирования этого «студня» в нем возникают многочисленные трещины, которые заполняются затем таким же материалом с иным содержанием воды, а значит, и с другой отражательной способностью; эти трещины и создают пленки, вызывающие иризацию. Это объяснение правдоподобно, но существование таких трещин никогда не было доказано. Однако некоторые образцы опала не иризируют, пока их не погрузят в воду; по-видимому, это происходит потому, что они покрыты трещинами, содержащими только воздух, и в обычных условиях свет полностью отражается от их разнообразно ориентированных поверхностей. Когда трещины наполняются водой, они становятся просвечивающими и, если они достаточно узкие, возникает интерференция света. Такой опал известен под названием «гидрофан».
Исследование большого количества образцов опала в рентгеновских лучах показало, что тонкая структура опала в различной степени приближается к упорядоченному кристаллическому строению, поэтому некоторые авторы считают опал скрытокристаллическим, а не аморфным. Характер дифракции рентгеновских лучей у опала такой же, как у кристобалита — кристаллической разновидности кремнезема, метастабильной при нормальных давлении и температуре. Одна из возможных причин образования структур, способных вызывать иризацию,— прорастание материала слоями с различной раскристаллизацией. Однако степень развития такой кристаллической структуры очень различна от весьма совершенной (в обычном опале) до полностью аморфного состояния (чаще всего в цветных разновидностях опала). При большом увеличении, достигаемом с помощью электронного микроскопа, видно, что благородный опал состоит из сферических частиц аморфного кремнезема (1700—3500 А в диаметре), имеющих такое упорядоченное объемное расположение, что они создают трехмерную дифракционную решетку
, которая и дает характерную иризацию. При менее правильном расположении частиц возникают только молочные переливы света.