Оптические эффекты минералов. Плеохроизм.

Все что связано с геммологией, ювелирным делом, драгоценными и поделочными камнями
Ответить
Сообщение
Автор
Аватара пользователя
GSK
Сообщения: 587
Зарегистрирован: 24 июн 2012, 22:57
Откуда: Монреаль, Канада

Оптические эффекты минералов. Плеохроизм.

#1 Сообщение GSK » 01 июл 2012, 20:48

Плеохроизм - очень распространённый оптический эффект, в той или иной степени свойственный многим минералам и драгоценным камням. С этим эффектом связано много недопонимания о природе драгоценных камней. В многочисленных публикациях, рассказах, описаниях в интернете, да и в печатной литературе нередко можно встретить что-то подобное следующей фразе: "Александрит (гранат, турмалин, шпинель и тд.) обладает эффектом смены света, потому что у него сильный плеохроизм..." Цитата, естественно, не дословная, а лишь "смысловая"..

Категорически неверное утверждение! Плеохроизм и эффект смены света (этому феномену будет посвящен отдельный материал) - два совершенно независимых один от другого оптических эффекта.

Эффект смены света (подразумевается александритовый эффект) мы наблюдаем при изменении освещения, но при неизменном угле зрения на камень. Плеохроизм мы наблюдаем при одном и том же освещении, но при изменении угла зрения на камень.
П1.jpg
П2.jpg
Плеохроизм в сапфире. Фотографии Стефана Петека.

Плеохроизм в той или иной степени проявления свойственен всем анизотропным цветным камням, то есть всем камням, обладающим дву- или три-лучепреломлением (то есть имеющим два или три различных показателя коэффициента преломления). А дву- или три-преломлением обладают все минералы, за исключением аморфных по своей структуре и имеющих кубическую кристаллическую структуру. Логично предположить (и это будет очень верное предположение), что наличие дву- или три-преломления и наличие плеохроизма зависят от кристаллической структуры камней.

Эффект же смены цвета зависит от химического состава - от наличия микровключений некоторых химических элементов, и, в очень редких случаях (эффект хамемеона у бриллиантов и явление фотохромизма у некоторых минералов) от перестройки электронной структуры кристаллообразующих атомов под воздействием квантов света.

Когда поляризованный свет входит в драгоценный камень с кубической кристаллической структурой, все лучи движутся параллельно друг другу. При попадании света в камень с некубической кристаллической решеткой проихoдит разделение лучей света по 2-м или 3-м различным направлениям. Каждый из раздельных лучей, соотвествующих различным длинам волн, движется внутри кристалла с разной скоростью, проходя через грани кристалла под разными углами и, соотвественно, по разному преломляясь. Все лучи внутри кристалла будут испытывать различные воздействия, удлиняющие или укорачивающие их пути, будут по разному многократно отражаться от граней кристалла, и соответственно - в различно степени поглащаться массой кристалла.

Логическим следствием всех этих сложностей на пути лучей света через "утробу" кристалла окажется то, что лучи, выходящие в разных направлениях, потеряют различные доли своей энергии и будут обладать разным цветом. Это явление называется "дифференциальным селективным поглощением".

Оптически одноосные камни всегда демонстрируют 2 цвета. Такой плеохроизм называется "дихроизм". Дихроизм свойственен только камням с тригональной, тетрагональной или гексагональной кристаллической системой.

Иногда дихроичные камни демонстрируют очень близкие цвета, практически один и тот же оттенок, но различающиеся тоном, например темно-зеленый и светло-зеленый.

Оптически двухосные камни демонстрируют 3 цвета. Такой плеохроизм называется "трихроизм". Трихроичные минералы всегда формируются в ромбической, моноклинной или триклинной кристаллических системах.

Для описания силы плеохроизма, по сути - возможности его визуального наблюдения (приборно он определяется всегда, если камень плеохроичен) подразделяют на уровни:

1. Нет (плеохроизм отсуствует).
2. Слабый.
3. Средний.
4. Средне-сильный.
5. Сильный.

Для нескольких разновидностей драгоценных камней может применяться нестандартная категория "экстремально сильный", например - для рислинг-берилла и для андалузита.

Геммологический инструмент, предназначенный для обнаружения плеохроизма - дихроскоп.

Дихроскоп выполнен в виде корпуса цилиндрической формы, на одном конце которого закреплено окно прямоугольной формы, а на другом - окуляр в виде одиночной линзы. Между окном и окуляром установлена ромбическая призма, изготовленная из оптического кальцита. Для улучшения качества изображения, даваемого дихроскопом, к обоим концам призмы из кальцита приклеены две призмы из оптического стекла.
При работе дихроскоп держат в одной руке, близко к глазу, а исследуемый камень располагают перед окном дихроскопа. В случае анизотропии камня в окуляре видны изображения окон, окрашенные в разные цвета. Наблюдать дихроизм лучше в дневном свете. Если камень трихроичный, до для наблюдения тетьего цвета его необходимо повернуть на площадке на 90 градусов.

Известен и нестандартный способ обнаружения даже весьма слабого плеохроизма. Свет, излучаемый монитором компьютера, очень сильно поляризован. Благодаря этому, если плеохроичный камень вращать на фоне работающего монитора, могут быть заметны даже очень слабые "изменения" цвета, связанные именно с плеохроизмом.

В некоторых спорных случаях плеохроизм является важным "инструментом" идентификации камней. К примеру, благодаря кубической кристаллической структуре гранаты никогда не обладают плеохроизмом, что помогает сразу отсекать их от сходных по цвету драгоценных камней.

Замечательные иллюстрации плеохроизма на фотографиях Ерика Скалволда (компания Нордскип):
П3.jpg
Дихроизм в хром-турмалине (дравит)
П4.jpg
Плеохроизм в андалузите (третий цвет - зеленый на изображении не виден)
П5.jpg
Дихроизм в бенитоите.
П6.jpg
Дихроизм в пурпурном скаполите.
П7.jpg
Дихроизм в сапфире.
П8.jpg
Дихроизм в рубине.
П9.jpg
Дихроизм в пеццоттаите.
П10.jpg
Плеохроизм в танзаните (Цоизит). Синий и синевато-пурпурный видны на изображении. Синевато-зеленый на изображении не виден, но в данном образце присутствует.
П11.jpg
П12.jpg
Трихроизм в необлагороженном (не гретом) розовом цоизите.[/i]
Последний раз редактировалось GSK 02 июл 2012, 05:29, всего редактировалось 2 раза.
С Уважением,
GSK

Kyn
Сообщения: 440
Зарегистрирован: 21 май 2012, 13:03

Re: Оптические эффекты минералов. Плеохроизм.

#2 Сообщение Kyn » 01 июл 2012, 22:57

GSK, хорошо иллюстрированная статья, интересно почитать и рассматривать фотограф.примеры. Спасибо!

Аватара пользователя
Arty
Сообщения: 1312
Зарегистрирован: 29 июл 2009, 16:23

Re: Оптические эффекты минералов. Плеохроизм.

#3 Сообщение Arty » 02 июл 2012, 03:01

GSK, спасибо! Прочитал, пошел переваривать информацию :)

Аватара пользователя
Sanaya
Сообщения: 928
Зарегистрирован: 12 май 2010, 11:26
Откуда: Якутск

Re: Оптические эффекты минералов. Плеохроизм.

#4 Сообщение Sanaya » 02 июл 2012, 03:34

GSK, спасибо! Познавательно, интересно и главное, доступно :yes:
Когда женщине ломают крылья, она пересаживается на метлу

Аватара пользователя
Sansan
Сообщения: 3214
Зарегистрирован: 04 сен 2011, 22:35
Откуда: г. Одесса
Контактная информация:

Re: Оптические эффекты минералов. Плеохроизм.

#5 Сообщение Sansan » 02 июл 2012, 11:46

GSK писал(а):Плеохроизм - очень распространённый оптический эффект, в той или иной степени свойственный многим минералам и драгоценным камням. С этим эффектом связано много недопонимания о природе драгоценных камней. В многочисленных публикациях, рассказах, описаниях в интернете, да и в печатной литературе нередко можно встретить что-то подобное следующей фразе: "Александрит (гранат, турмалин, шпинель и тд.) обладает эффектом смены света, потому что у него сильный плеохроизм..." Цитата, естественно, не дословная, а лишь "смысловая"..

Категорически неверное утверждение! Плеохроизм и эффект смены света (этому феномену будет посвящен отдельный материал) - два совершенно независимых один от другого оптических эффекта.

Эффект смены света (подразумевается александритовый эффект) мы наблюдаем при изменении освещения, но при неизменном угле зрения на камень. Плеохроизм мы наблюдаем при одном и том же освещении, но при изменении угла зрения на камень.
И ещё одна страничка в "книгу" . Спасибо!

Kyn
Сообщения: 440
Зарегистрирован: 21 май 2012, 13:03

Re: Оптические эффекты минералов. Плеохроизм.

#6 Сообщение Kyn » 02 июл 2012, 21:34

Кто нибудь имеет снимки плеохроизма хром диопсида?

Аватара пользователя
GSK
Сообщения: 587
Зарегистрирован: 24 июн 2012, 22:57
Откуда: Монреаль, Канада

Re: Оптические эффекты минералов. Плеохроизм.

#7 Сообщение GSK » 02 июл 2012, 21:57

Диопсид, хотя и кристаллизуется в моноклинной кристаллической системе и демонстрируя двулучепреломление, плеохроизмом тем не менее не обладает. Среди анизотропных кристаллов такое не очень часто, но встречается.
С Уважением,
GSK

Ответить