Оптические свойства

Оптические свойства

Исстари драгоценные камни славятся великолепием окраски и необычайным блеском — сверканием, своеобразной «игрой» — цветными искрами, которые вспыхивают при повороте камня. И то и другое относится к физическим — точнее, оптическим — свойствам драгоценных камней. К ним добавляются также поглощение света (абсорбция) и плеохроизм, чистота и особые световые явления, часто вызываемые присутствием включений. Но дело не только в окраске. Не все сапфиры синие, и не все турмалины зеленые.
Сапфир — это разновидность минерала корунда, который, так же как и турмалин, по своей природе бесцветен. Но бесцветные разновидности обоих минеральных видов не особенно ценятся. То же самое можно сказать и о бесцветном берилле, хотя к этому минеральному виду принадлежат, между прочим, столь ценные разновидности, как изумруд и аквамарин.
Лишь очень немногие минералы имеют окраску, определяемую основными элементами их состава, которые фиксируются химической формулой, как, например, бирюза и малахит, окрашенные медью в голубой или зеленый цвет, синий азурит, также окрашенный медью, и зеленый гранат— уваровит, цвет которого обусловлен присутствием хрома. Эти немногие минералы, обладающие собственной окраской, называют идиохроматическими. Но гораздо больше минералов, в которых окраска обусловлена не основными компонентами состава (то есть элементами, входящими в их химическую формулу), а примесями— обычно случайными. Иногда причиной окраски может служить радиационный эффект (изменение цвета в результате нарушений в кристаллической решетке, вызванных действием излучения). Подобные окраски называют аллохроматическими. Разнообразная игра красок, присущая минералам, охватывает все оттенки видимого спектра— от предельно яркого красного до едва заметного фиолетового. Воспринимаемая нашим глазом окраска зависит от того, что при прохождении света сквозь камень из всего спектра избирательно поглощаются лучи с определенной длиной волны или определенный волновой диапазон лучей. В результате из камня выходит окрашенный световой луч, цвет которого является дополнительным по отношению к цвету поглощенных лучей и определяется сохранившимися в остаточном спектре не испытавшими абсорбции длинами волн. В спектре рубина водны полосы поглощения в зеленой и желтой областях, а красные лучи пропускаются. В спектре изумруда красные лучи поглощаются в широком диапазоне, а зеленые лучи сохраняются. Окраски корундов весьма разнообразны. Практически все корунды, кроме красных и оранжевых, называются сапфирами; только красные носят название «рубин», а оранжевые — «падпараджа». В окраске турмалина характерна ее изменчивость в пределах одного кристалла. И хотя его отдельные образцы могут быть однородными по цвету, но чаще в кристаллах наблюдаются разноцветные зоны роста— так называемое зонарное распределение окраски турмалина, отражающее зонарный рост кристалла. Нередко в одиночных кристаллах сочетаются различные окраски — отчасти резко разграниченные между собой, отчасти же связанные взаимными переходами. Различающиеся по цвету проявления одного и того же минерального вида выделяются в качестве отдельных разновидностей. Каждая такая разновидность характеризуется вариациями интенсивности окраски, имеющими большое значение при оценке драгоценных камней. Во многих случаях особенно ценятся камни с максимальной интенсивностью окраски (это касается, например, изумруда или аквамарина). По отношению к другим видам самоцветов интенсивность их окраски ценится лишь до определенного оптимального предела, выше которого их ценность снова понижается (к числу этих камней относятся сапфир, турмалин, аметист). Как правило, бледные тона ценятся меньше, исключение составляют алмазы, среди которых наиболее ценными считаются абсолютно бесцветные камни или же камни, имеющие чуть заметный голубоватый оттенок (голубовато-белые). Таким образом, окраска и ее интенсивность или, наоборот, бесцветность весьма важны для оценки драгоценных камней, и специалистам, особенно при огранке, необходимо знать, какие цвета и какая степень их интенсивности считаются самыми ценными для того или иного камня. Следует учитывать и то, что у многих самоцветов, не принадлежащих к кубической сингонии, окраска и ее интенсивность могут меняться в разных направлениях вследствие анизотропии. Это явление известно как плеохроизм (многоцветность). Минералы кубической сингонии оптически изотропны, то есть их оптические свойства во всех

Продолжение здесь