анатомия зуба
организация проектов по принципу независимых команд способствует большей концентрации на выполнении основных функциональных обязанностей

Иммерсионная контактная фотография

Иммерсионная контактная фотография

Тот же метод позволяет, установив кювету с жидкостью и погруженными в нее камнями на лист низкочувствительной контрастной пленки, получить их фотографию. Экспонирование продолжается одну или две секунды светом лампы, расположенной над кюветой. Проявленный негатив дает очень четкое изображение контуров камней, наглядно демонстрируя соотношения показателей преломления камня и жидкости. Рис. 2.13 представляет собой иммерсионную контактную фотографию; здесь хорошо видны камни с большими различиями в показателях преломления, погруженные в монобромнафталин.
На рис. 2.14 приведена другая иммерсионная контактная фотография — бусы из камня, считающегося турмалином различной окраски. На фотографии отчетливо видно, что среди них присутствуют пять аквамариновых бусин, показатель преломления которых близок к показателю преломления жидкости.
Такие фотографии могут служить для определения точного размера, формы и распределения граней ограненного камня. Для этой цели, однако, должна быть выбрана жидкость с показателем преломления, близким к показателю преломления камня. Еще одно практическое значение таких фотографий для геммолога заключается в том, что на снимках синтетических камней часто обнаруживаются изогнутые линии роста, свидетельствующие об искусственном происхождении камней; такие линии могут быть незаметны при визуальном исследовании камня даже под микроскопом. Они будут детально обсуждены в главе, посвященной синтетическим камням (гл. 9).
Более опытные геммологи, вероятно, заметят, что при получении иммерсионной контактной фотографии с использованием предложенной низкочувствительной пленки рабочим освещением является фиолетовая область спектра. Для света этих длин волн показатель преломления иммерсионных жидкостей, конечно, отличается от показателей, приведенных в табл. 2.1, которые верны лишь для стандартного желтого натриевого света. В каждом случае показатель преломления будет существенно выше, и, поскольку жидкости имеют более высокую дисперсию, чем испытуемые камни, соотношение между ними может заметно изменяться для различных длин волн.
Поскольку значения светопреломления для рассматриваемых жидкостей в разных длинах волн света в литературе найти нелегко, в табл. 2.3 приведены некоторые результаты измерений, выполненных автором, для натриевого света и для длин волн интенсивных линий, испускаемых ртутной лампой. Выбор этих линий обусловлен, во-первых, их удобным положением в спектре, а во-вторых, возможностью использовать каждую линию изолированно, пропуская свет от ртутной лампы через соответствующий фильтр (ртутный зеленый, ртутный фиолетовый и т. д.). Желатиновые фильтры, специально изготовляемые для этой цели, сравни-
52 Показатель преломления и его измерение
Рис. 2.13. Контактная фотография драгоценных камней, погруженных в монобромнафталин. 1 — синтетический рутил; 2 — бесцветный циркон; 3 — бесцветный сапфир; 4 — золотистый хризоберилл; 5 — розовая шпинель; 6 — коричневый сингалит; 7 — зеленый сподумен; 8 — фенакит; 9 — гамбергит; 10 — турмалин; 11 — цитрин. Публикуется с разрешения Геммологической ассоциации.
Рис. 2.14. Контактная фотография турмалиновых бус, погруженных в бромбензол (показатель преломления 1,56); видны также пять аквамариновых бусин, обладающих низким контрастом. Публикуется с разрешения Геммологической ассоциации.
тельно дешевы и могут быть заказаны в любой крупной фотографической фирме.
В табл. 2.3 приведены показатели преломления иодистого метилена, монобромнафталина, бромоформа и бромбензола.
При исследовании таких необработанных камней, как янтарь, нефрит и т. д., которые нередко используются в украшениях, часто можно отщипнуть небольшой кусочек без повреждения образца, поместить его на стекло в каплю жидкости и исследовать под микроскопом. Помимо того, что мы можем установить наличие или отсутствие рельефа у данного кусочка в используемой жидкости, легко определить, где больше показатель преломления — у камня или у жидкости. Это можно сделать следующим образом. Нижний конденсор (если он имеется) опускают и
Таблица 2.3 Показатели преломления жидкостей
Длина волны (нм)
CH
2
I
2
C
w
H
7
Br
CHBr
3
C
fi
H
5
Br
Hg 623,4
1,7364
1,6564
1,5940
1,5615
Na 589,3
1,7414
1,6590
1,5962
1,5620
Hg 579,1
1,7434
1,6614
1,5977
1,5652
Hg 546,1
1,7504
1,6676
1,6017
1,5689
Hg 491,6
1,7662
1,6820
1,6091
1,5769
Hg 453,8
1,8006
1,6998
1,62.07
1,5906 „
микроскоп фокусируют на край осколка камня. Затем тубус попеременно то поднимают, то опускают относительно сфокусированного положения, наблюдая при этом, что происходит. Если освещение установлено на параллельный свет, вдоль границы камня и жидкости появляется светлая полоска (полоска Бекке), соответствующая контуру камня. При подъеме или опускании тубуса эта полоска будет двигаться или внутрь камня, или удаляться от его края.
Легко запомнить следующее правило: в том случае, когда фокус микроскопа поднимается, светлая полоска входит в среду, имеющую более высокий показатель преломления. Наоборот, когда фокус опускается, светлая полоска входит в среду, имеющую более низкий показатель преломления. Целесообразно поупражняться с осколками и жидкостями с известными показателями преломления, перед тем как приступить к работе с неизвестными камнями.
Могут быть испробованы последовательно различные жидкости, причем перед применением последующей жидкости капля предыдущей удаляется небольшой полоской фильтровальной бумаги
. Наблюдение светлой полоски может проводиться также на ребрах довольно крупных ограненных камней, погруженных в жидкость.
Однако ограненные камни не совсем подходят для метода, основанного на эффекте Бекке, в его первоначальном виде. Митчелл опубликовал подробное описание модификации этого метода, которая может применяться при исследовании погруженных камней. Наблюдения Митчелла были сделаны независимо от более ранней работы Ж.О. Уилда и профессора Шлоссмахера в ФРГ.
Описываемый эффект лучше всего наблюдать при опущенном конденсоре и частично закрытой диафрагме. Можно заметить, что по мере приближения фокуса к камню ребра граней сначала светлеют, а при дальнейшем понижении фокуса становятся темными (в зависимости от соотношения показателей преломления камня и жидкости может наблюдаться обратный порядок).
Камни всегда следует изучать в положении, когда площадка находится внизу, а наблюдаемыми ребрами граней являются грани павильона. Если показатель преломления камня ниже, чем показатель преломления жидкости, ребра граней выглядят сначала темными, а затем становятся светлыми по мере понижения фокуса микроскопа. Когда же показатель преломления камня выше, чем у жидкости, ребра сначала выглядят светлыми, а затем темнеют по мере понижения фокуса.
Такие наблюдения имеют большую практическую ценность при определении под микроскопом ряда мелких рубинов. Каждый камень, включения в котором вызывают подозрения, можно проверить в иодистом метилене, опус-
Рис. 2. 15. а — рубин в иодистом метилене. Фокус располагается в пределах камня; b — тот же рубин, но фокус располагается в жидкости над камнем; с — рубин (слева) и шпинель в иодистом метилене. Фокус располагается в пределах камня; d — те же камни, но фокус располагается в жидкости над камнем (фото Р. К. Митчелла).
кая конденсор, закрывая диафрагму и наблюдая вид ребер граней при перемещении тубуса микроскопа вверх и вниз. Если камень представляет собой красную шпинель, оказавшуюся случайно вместе с рубинами, то у него будет отчетливо заметен обратный по сравнению с рубинами эффект. Это хорошо видно на фотографиях Митчелла (рис. 2.15).
Метод, основанный на эффекте Бекке, дает возможность определить также соотношение показателей преломления микроскопических включений, встречающихся в большинстве драгоценных камней, и самого камня, в котором они заключены. Здесь опять важен характер рельефа камня, по которому можно судить, насколько различны или близки показатели преломления включенного и включающего минералов. К сожалению, поскольку мелкие кристаллы постоянно "погружены" в твердые крупные кристаллы, эффект Бекке наблюдается.
только в отношении двух этих сред.
Наряду с применением метода тяжелых жидкостей для определения плотности камня (см. гл. 5) иммерсионный метод может использоваться для быстрой оценки показателя преломления камня, что часто бывает достаточно для выбора того или иного решения из двух возможных вариантов. С его помощью при тщательной и квалифицированной работе можно получить весьма точные данные. Минералоги довели эту методику до высокой степени совершенства.
Погружение образцов в жидкость исключительно полезно для обнаружения внутренних особенностей ограненных и неограненных камней, характера распределения их окраски и т. д. Тем, кто обрабатывает камни, настоятельно рекомендуется предварительно просмотреть их в жидкости, чтобы решить, стоит ли обрабатывать камень и каким образом при этом лучше всего его ориентировать.
При наблюдении включений в ювелирных камнях значительную помощь может оказать разработанный Джоном Койвула "метод затенения", хотя в строгом смысле он и не является методом определения показателя преломления. Такие включения видны благодаря отличию их показателей преломления от показателей преломления включающего их минерала-хозяина; затенение позволяет, используя и акцентируя такие различия, в значительной степени усилить объемность наблюдаемых объектов (их "рельеф"). Данная методика предполагает использование стандартного геммологического микроскопа, желательно имеющего столик, хотя последнее и не является абсолютно необходимым. Ювелирный камень наблюдают в проходящем свете, при этом добиваются максимальной фокусировки и освещен| юсги включений. Затем с одной стороны постепенно вводят светонепроницаемый в результате чего в боковой части поля зрения микроскопа натает появлятьi и и мили тень, представляющая собой несфокусированное изображение экрана. Но мере приближения экрана, включение будет все больше затеняться, пока в
Рис. 2.17. а) Принципиальная схема, показывающая боковое рассеяние света при постепенном введении светонепроницаемого экрана в поток проходящего света ("метод затенения "); б) принципиальная схема, показывающая совокупный эффект отражения и прохождения (с преломлением) косо падающего рассеянного света (возникающего в результате затенения) при встрече его с кристаллом-включением, показатель преломления которого отличается от показателя преломления кристалла-хозяина (по Дж.И. Койвула).
определенный момент оно не приобретет фактически трехмерный облик и будет казаться приподнятым над своим окружением.
Экран может быть прямоугольным с размерами, например, 6 х 2 см (2,5 х 1 дюйм), или любой другой формы (клинообразной, в виде куска проволочной сетки и т.п.) — на усмотрение исполнителя. Экран должен быть жестким, и лучше всего покрасить его в черный цвет, чтобы избежать появления отвлекающих внимание рефлексов. Экран может вводиться на любом уровне между источником освещения и камнем. Если камень удерживается пинцетом, удобно приклеить экран к предметному стеклу, что позволяет легко передвигать его по столику микроскопа.
Принцип, на котором основан данный метод, довольно прост. По мере введения экран препятствует прохождению света вверх, и в его краевой части происходит преломление и рассеяние световых волн. Такое веерообразное (косое) распространение света (рис. 2.17) вызывает повышенную освещенность одних частей включения и затемнение или затенение других, усиливая таким образом рельеф этого включения. Данный метод был разработан в целях более детального изучения зональности структур роста в синтетических рубинах, выращенных методом из раствора в расплаве; при этом в таких рубинах стало возможным выявлять трудноуловимую волнистость линий роста, которые при нормальном освещении, используемом при стандартных методиках, казались прямолинейными. Затенение особенно полезно при изучении многофазовых включений, таких например, как в колумбийских изумрудах.