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Warum haben Edelsteine mehrere Farben?
Geheimnisse der Farbbildung und Messmethoden
Die Farben der Edelsteine sind reich und vielfältig und besitzen einen einzigartigen Charme, den die Menschen seit jeher lieben. Die Qualität von Edelsteinen hängt weitgehend von ihrer Farbe ab. Die Farbe eines Edelsteins ist ein wichtiger Indikator für die Bewertung von Edelsteinen, und die meisten Optimierungsbehandlungen für Edelsteine beinhalten die Veränderung oder Verbesserung ihrer Farbe. Daher ist das Verständnis der Ursachen für die Färbung von Edelsteinen eine entscheidende Voraussetzung für die Optimierung von Edelsteinen. Nur wenn man weiß, wie Edelsteine ihre Farbe erhalten, kann man feststellen, ob ein Edelstein optimiert werden kann, welches Optimierungsschema man anwenden und welchen Versuchsplan man aufstellen sollte. Es gibt fünf gängige Theorien zur Färbung von Edelsteinen: die klassische Mineralogietheorie, die Kristallfeldtheorie, die Molekularorbitaltheorie, die Energiebandtheorie und die physikalisch-optischen Effekte. Diese Theorien bilden die Färbungstheorien der gängigen natürlichen Edelsteine, und im Folgenden wird eine kurze Einführung in diese fünf Färbungstheorien gegeben.
Schematisches Diagramm der drei Elemente der Farbe
Inhaltsübersicht
Abschnitt I Farbe und Messung der Edelsteinfarbe
Die Farben von Edelsteinen sind reichhaltig und vielfältig, und die Bestimmung der verschiedenen Edelsteinfarben ist für die Bewertung der Edelsteine von entscheidender Bedeutung. Unterschiedliche Farbstufen wirken sich auch auf den Wert von Edelsteinen aus; daher ist die genaue Beurteilung der Farben verschiedener Edelsteine eine grundlegende Voraussetzung für die Bestimmung ihres Wertes. Bei der Bewertung von Farbedelsteinen ist die Farbe der wichtigste Faktor. Im Allgemeinen gilt: Je attraktiver die Farbe eines Edelsteins ist, desto höher ist sein Wert. Helle, satte und intensive Farben sind in der Regel ansprechender als zu dunkle oder zu helle Farben. Natürlich gibt es auch Ausnahmen, wie z. B. Diamanten, bei denen der Wert umso höher ist, je weißer die Farbe des Diamanten ist.
1. Die Bedeutung der Edelsteinfarben
Seit der Antike lieben die Menschen Edelsteine wegen ihres einzigartigen Charmes, vor allem die reichen und bunten Farbtöne von Edelsteinen wie dem taubenblutroten Rubin, dem leuchtend grünen Smaragd und der Jade, die alle einen bleibenden Eindruck hinterlassen. Die Farbe ist ein wichtiger Indikator für die Bewertung der Qualität von Edelsteinen und spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung ihrer Qualität, wobei sich die Bedeutung hauptsächlich in den folgenden drei Aspekten widerspiegelt.
(1) Die Farbe von Edelsteinmineralien ist eine wichtige Grundlage für die Bewertung von Edelsteinen.
Die Farbe eines Edelsteins ist grundlegend für seine Bewertung und bestimmt seinen Wert. Bei Diamanten zum Beispiel kann ein Farbunterschied von einer Stufe zu einem Preisunterschied von etwa 5% führen. Je höher der Weißgrad, desto höher ist der Wert des Diamanten; umgekehrt haben Diamanten mit gelben oder braunen Farbtönen einen niedrigeren Wert, und ihre Preise sinken. Die Preise für farbige Diamanten variieren, und verschiedene farbige Diamanten haben unterschiedliche Preise. Im Allgemeinen können sich jedoch die Preise für seltene farbige Diamanten vervielfachen. Auch andere Farbedelsteine wie Rubine, Saphire und Smaragde werden je nach Farbe in verschiedene Klassen eingeteilt, und der Wert von Edelsteinen in verschiedenen Klassen kann erheblich variieren.
(2) Die Optimierungsbehandlung von Edelsteinen beinhaltet häufig die Verbesserung ihrer Farbe.
Bei den Optimierungsverfahren für Edelsteine geht es in der Regel darum, die Farbe der Edelsteine zu verändern oder zu verbessern, so dass die Verbesserung von Edelsteinen auch als Edelsteinfarbveränderung bezeichnet werden kann. Wenn sich die Farbe des Edelsteins verbessert, ändert sich auch die Transparenz entsprechend. Das liegt daran, dass die Transparenz eine Eigenschaft ist, die mit der Farbe zusammenhängt. Blaue Saphire zum Beispiel erscheinen dem bloßen Auge in vielen Fällen undurchsichtig schwarz, aber wenn sie in dünne Scheiben geschnitten werden, kann man ein transparentes Blau erkennen. Die Verbesserung der Transparenz geht oft mit einer Verbesserung der Farbe einher. Nur wenn man die Ursache für die Farbe des Edelsteins ermittelt, kann man die Methoden zur Verbesserung des Edelsteins bestimmen. Das Verständnis der Farbursache ist eine Voraussetzung für die Untersuchung von Edelsteinoptimierungsverfahren.
(3) Die Untersuchung der Ursachen der Edelsteinfarbe liefert eine theoretische Grundlage für synthetische Edelsteine und die Verbesserung von Edelsteinen.
Die Farben von Edelsteinen wie Granat, Malachit und Olivin sind auf die ihnen innewohnenden Bestandteile zurückzuführen, und diese Edelsteine können durch herkömmliche Optimierungsverfahren nicht in ihrer Farbe verändert werden. Die meisten Edelsteinfarben sind auf Verunreinigungen durch Fremdionen zurückzuführen, wie z. B. bei Rubinen, Saphiren, Smaragden, Jade und Achat. Ausgehend von den Ursachen der Edelsteinfarbe können bei der Veredelung der Gehalt und der Valenzzustand bestimmter farbverursachender Verunreinigungsionen verändert werden, um die Farbe des Edelsteins zu verändern oder zu verbessern und damit die Qualität des veredelten Edelsteins zu erhöhen. Die Untersuchung der Ursachen der Edelsteinfarbe ist daher die theoretische Grundlage für die Verbesserung von Edelsteinen.
2. Die Physik der Farbe
(1) Farbe und Lichtwellen
Photonen transportieren die Energie des Lichts, und wenn Photonen das menschliche Auge erreichen, erzeugen sie den Eindruck von Farbe. Farbe ist die Wahrnehmung von Licht durch die Augen und das Nervensystem; die Reaktion, die durch die auf der Netzhaut des Auges gebildeten Signale erzeugt wird, stimuliert die Großhirnrinde. Die Entstehung der Farbwahrnehmung hat drei Hauptkomponenten: die Lichtquelle, das Objekt und das menschliche Auge. Wenn eine oder mehrere dieser drei Komponenten verändert werden, verändert sich auch die Farbwahrnehmung. Edelsteine interagieren mit dem Licht, und Phänomene wie Reflexion, Brechung, Transmission, Interferenz und Beugung, die an der Oberfläche des Edelsteins auftreten, führen zu unterschiedlichen Farben.
Der Energiebereich des elektromagnetischen Strahlungsspektrums ist recht groß und reicht von sehr langen Radiowellenphotonen bis zu sehr kurzen Strahlenphotonen mit einem Energiebereich von weniger als einem Milliardstel Elektronenvolt bis zu über hundert Millionen Elektronenvolt.
Das sichtbare Licht, das das menschliche Auge aufnehmen und wahrnehmen kann, ist ein sehr kleiner Teil des elektromagnetischen Spektrums mit einem Wellenlängenbereich von 400-700 nm und einer Energie von etwa 1,7-3,1 eV. Wenn die Beobachtungsbedingungen gut genug sind, kann der Bereich auf 380-760nm erweitert werden (Abbildung 3-1). Das sichtbare Licht umfasst die Farben, die wir sehen, nämlich Rot, Orange, Gelb, Grün, Cyan, Blau, Violett und verschiedene andere Farben. Verschiedene Wellenlängen des sichtbaren Lichts erzeugen verschiedene Farben; die Farbe des sichtbaren Lichts mit der längsten Wellenlänge und der niedrigsten Energie ist Rot mit einem Wellenlängenbereich von 647-760 nm; das sichtbare Licht mit der kürzesten Wellenlänge und der höchsten Energie ist Violett mit einem Wellenlängenbereich von 400-425 nm. Andere Farben des sichtbaren Lichts liegen zwischen 425 und 647nm. Die Wellenlängen der verschiedenen Farben des sichtbaren Lichts und ihre Komplementärfarben sind in Tabelle 3-1 aufgeführt.
Tabelle 3-1 Wellenlängen der verschiedenen Farben des sichtbaren Lichts und ihrer Komplementärfarben
| Wellenlänge/nm | Spektrale Farbe | Ergänzend |
|---|---|---|
| 400 ~ 425 | Lila | Gelb-Grün |
| 425 ~ 455 | Blau | Gelb |
| 455 ~ 490 | Grün-blau | Orange |
| 490 ~ 500 | Blaugrün | Rot |
| 500 ~ 560 | Grün | Magenta |
| 560 ~ 580 | Gelb-Grün | Lila |
| 580 ~ 595 | Gelb | Blau |
| 595 ~ 647 | Orange | Grün-Blau (Cyan) |
| 647 ~ 760 | Rot | Grün |
Das Wesen der Farbe eines Objekts ist das Ergebnis der selektiven Absorption verschiedener Wellenlängen des sichtbaren Lichts durch das Objekt. Das Wesen der selektiven Absorption verschiedener Wellenlängen des sichtbaren Lichts durch ein Objekt ist die Absorption von Photonen des sichtbaren Lichts mit unterschiedlichen Energien. Wenn natürliches Licht auf einen Edelstein fällt, absorbiert der Edelstein einen Teil des Lichts und sendet einen Teil davon weiter. Die Farbe des Edelsteins ist die Komplementärfarbe des absorbierten Lichts, die mit der Farbe des durchgelassenen Lichts übereinstimmt (Abbildung 3-2). Wenn zum Beispiel weißes Licht durch einen Rubin fällt, gewinnen die im Rubin enthaltenen Chromionen an Energie, indem sie alle violetten und grünen Photonen sowie die meisten blauen Photonen absorbieren, während die anderen Farbphotonen, vorwiegend rote, durch den Rubin hindurchgehen und den Edelstein rot erscheinen lassen.
Die Farbe eines Objekts wird nicht durch eine einzige Wellenlänge des Lichts erzeugt, sondern die Strahlung des Objekts ist ein Gemisch aus Photonen mit unterschiedlichen Energien, wobei das Energieband mit dem größten Anteil die Farbe des Objekts bestimmt. Ein gleichmäßiges Gemisch aus verschiedenen Lichtfarben bildet weißes Licht. Die Farben der Edelsteine entstehen durch die selektive Absorption von Photonen verschiedener Wellenlängen des sichtbaren Lichts. Wenn weißes Licht durch einen Edelstein fällt, ist das vom Edelstein absorbierte und durchgelassene Licht ein Gemisch, und die Farbe des Edelsteins hängt von der Farbe ab, die den größten Anteil am durchgelassenen Licht hat. Wenn beispielsweise ein Rubin von weißem Licht angestrahlt wird, ist das durchgelassene Licht überwiegend rot mit einem kleinen Anteil an bläulich-violettem Licht. Daher erscheinen Rubine oft rot mit einem bläulich-violetten Farbton.
(2) Arten und Eigenschaften von Lichtquellen
Die Farbe von Edelsteinen hat eine gewisse Subjektivität, die mit der Umgebung des Betrachters zusammenhängt und vor allem von der Lichtquelle beeinflusst wird. Bei der Betrachtung der Farbe von Edelsteinen unter verschiedenen Lichtquellen können sich Unterschiede ergeben; so erscheint beispielsweise ein Alexandrit im Sonnenlicht grün, unter Glühlampenlicht jedoch rot. Im Allgemeinen wird die Farbe, die man im natürlichen Sonnenlicht sieht, als Standard angesehen, der gemeinhin als weißes Licht bezeichnet wird.
Die ersten Edelsteingeschäfte wurden zu bestimmten Zeiten abgewickelt, um eine relativ genaue Edelsteinfarbe zu erhalten. Die Edelsteingeschäfte in Ratnapura, Sri Lanka, waren beispielsweise viele Jahre lang von 10 bis 12 Uhr morgens geöffnet, da die Lichtquelle zu dieser Zeit dem weißen Licht am nächsten kommt. Sonnen- und Tageslicht sind keine isotropen Lichtquellen, und die relativen Unterschiede in den Strahlungsmengen der verschiedenen Wellenlängen zwischen verschiedenen Lichtquellen können aufgrund unterschiedlicher Beobachtungsbedingungen sehr groß sein. In Abbildung 3-3 sind die Energieverteilungskurven von fünf gängigen Lichtquellen aufgeführt, und die Energieunterschiede zwischen diesen Lichtquellen sind sehr groß.
S - Direktes Sonnenlicht; O - Beleuchtung durch bewölktes Himmelslicht in der horizontalen Ebene; T - Beleuchtung durch Sonnenlicht und klaren Himmel in der horizontalen Ebene; N - Licht vom klaren Nordhimmel; Z - Zenitlicht;
Die Farbeigenschaften von direktem Sonnenlicht werden häufig in Form der Farbtemperatur (gemessen in K) angegeben. Die gleiche Farbtemperatur kennzeichnet ähnliche Farben von Lichtquellen. Die derzeit anerkannten Tageslicht-Farbtemperaturen sind D6500K, D5500K und D7500K. Drei Lampen werden international als Standardlichtquellen für Farbmessungen bezeichnet. SA entspricht der durchschnittlichen künstlichen Beleuchtung einer Glühlampe mit einer Farbtemperatur von 2854K；SB entspricht durchschnittlichem Sonnenlicht mit einer Farbtemperatur von 4900 K; SC repräsentiert durchschnittliches Tageslicht mit einer Farbtemperatur von 6700 K. Bei Edelsteinprüfungen wird die Lichtquelle Sc als Standardlichtquelle verwendet.
(3) Empfindlichkeit gegenüber Licht- und Farbeffekten
Die Beobachtung von Edelsteinfarben ist subjektiv; neben den objektiven Bedingungen hängt die Farbe des Edelsteins auch mit der Sinneswahrnehmung des Betrachters zusammen. Unter der gleichen Lichtquelle reagieren die menschlichen Augen unterschiedlich empfindlich auf verschiedene Farben, und verschiedene Menschen haben unterschiedliche Empfindlichkeiten für Farben. Die Beobachtung von Farben ist subjektiv; um eine möglichst große Objektivität zu erreichen, müssen Farben relativ objektiv charakterisiert und ausgedrückt werden.
① Photorezeptive Wirkung:
Unter normalen Bedingungen beträgt der Wellenlängenbereich der sichtbaren Lichtquellen, die das menschliche Auge wahrnehmen kann, 400-700 nm. Der Empfindlichkeitsbereich kann durch Verbesserung der Beobachtungsbedingungen auf 380-780 nm erweitert werden. Das menschliche Auge reagiert unterschiedlich empfindlich auf Lichtwellen verschiedener Wellenlängen. Bei der Tagessicht ist das Auge am empfindlichsten für grünes Licht mit einer Wellenlänge von 555 nm, während die empfindlichste Wellenlänge für die Dämmerungssicht bei 507 nm liegt. Die Ampeln im Straßenverkehr sind auf der Grundlage der Farben konzipiert, für die das menschliche Auge am empfindlichsten ist.
② Farbempfindung:
Farbe ist die Empfindung, die durch die verschiedenen Spektralanteile der Strahlungsenergie im Bereich des sichtbaren Lichts hervorgerufen wird. Das Sehvermögen eines normalen Menschen kann mehr als 150 Schattierungen reiner Spektralfarben unterscheiden. Obwohl es eine Eins-zu-eins-Entsprechung zwischen Lichtwellen und Farben gibt, ist die Entsprechung zwischen Farben und Lichtwellen nicht eindeutig; oft kann eine Lichtfarbe durch die Kombination von zwei oder mehr anderen Lichtfarben gebildet werden. Die drei unabhängigen Grundfarben sind Rot, Grün und Blau, die so genannten Primärfarben. Andere Farben entstehen durch das Mischen von zwei oder mehr Grundfarben in unterschiedlichen Verhältnissen, und das menschliche Auge ist sehr farbempfindlich und in der Lage, viele verschiedene Farben zu unterscheiden.
3. Drei Elemente, die Farbe darstellen
Farbe entsteht durch selektive Absorption von Licht durch Edelsteine, und verschiedene Edelsteine weisen unterschiedliche Farben auf. Die aktuelle Farbtheorie besagt, dass die Farbeigenschaften von der Helligkeit, dem Farbton und der Sättigung abhängen (Abbildung 3-4). Die Arten von Edelsteinfarben können durch die Beschreibung der drei Elemente der verschiedenen Farben bestimmt werden.
(1) Helligkeit
Die Helligkeit ist der Grad der Helligkeit, der durch das auf das menschliche Auge einwirkende Licht verursacht wird, und bezieht sich auf den Grad der hellen und dunklen Farben; sie kann auch als Leuchtdichte bezeichnet werden. Die Helligkeit hängt weitgehend davon ab, wie das Auge die Hell- und Dunkelheitswerte der Lichtquelle und der Oberfläche des Objekts wahrnimmt, was in erster Linie durch die Lichtstärke bestimmt wird. Die Helligkeit hängt von der Beleuchtungsstärke des Objekts und dem Reflexionsvermögen der Oberfläche des Objekts ab.
Helligkeit kann als die Helligkeit einer Farbe verstanden werden; verschiedene Farben haben unterschiedliche Helligkeitsstufen, und jede Farbe weist Variationen in Hell und Dunkel auf. Die Helligkeit hat zwei Eigenschaften: Ein und dasselbe Objekt kann aufgrund unterschiedlicher Beleuchtung Helligkeitsänderungen aufweisen, und verschiedene farbige Lichter mit derselben Intensität können ebenfalls unterschiedliche Helligkeitsstufen haben.
In Abwesenheit von Farbe ist die Farbe mit der höchsten Helligkeit weiß und die Farbe mit der geringsten Helligkeit ist schwarz, mit einer Grauskala zwischen hell und dunkel. Bei Farben hat jeder Reinheitsgrad seine eigenen Helligkeitseigenschaften. So hat beispielsweise Gelb die größte Helligkeit, während Violett die geringste Helligkeit aufweist. Grün, Rot, Blau und Orange haben ähnliche Helligkeitsstufen, die eine mittlere Helligkeit darstellen. Darüber hinaus gibt es innerhalb desselben Farbtons Helligkeitsunterschiede zwischen hell und dunkel, wie z. B. Hellgrün, Blassgrün und Smaragdgrün im grünen Spektrum.
(2) Farbton
Der Farbton bezieht sich auf die Unterschiede zwischen verschiedenen Farben und ist das wichtigste Merkmal der Farbe. Der Farbton wird durch die spektralen Komponenten des Lichts bestimmt, die einen Gegenstand durchdringen und das menschliche Auge erreichen, nachdem sie auf den Gegenstand auftreffen, abhängig von der Wellenlänge des durchgelassenen Lichts. Der Farbton eines Objekts wird durch das Spektrum der einfallenden Lichtquelle und das vom Objekt selbst reflektierte oder durchgelassene Licht bestimmt.
Der so genannte Farbton bezieht sich auf die Bezeichnung, die eine bestimmte Farbkategorie am besten wiedergibt, wie z. B. Rosenrot, Orangengelb, Zitronengelb, Kobaltblau, Purpurrot, Smaragdgrün usw. Aus der Sicht der physikalischen Optik werden die verschiedenen Farbtöne durch die spektralen Komponenten des Lichts bestimmt, das in das menschliche Auge gelangt. Bei monochromatischem Licht hängen die Farbtöne vollständig von der Wellenlänge dieses Lichts ab, bei gemischtem Licht von den relativen Anteilen der verschiedenen Lichtwellenlängen. Die Farbe eines Objekts wird durch die spektralen Komponenten der Lichtquelle und die Eigenschaften des von der Oberfläche des Objekts reflektierten (oder durchgelassenen) Lichts bestimmt. Sie steht im Zusammenhang mit der Wellenlänge des Lichts. Eine Farbe mit einer dominanten Wellenlänge von 470 nm wird beispielsweise als Blau mit einer Wellenlänge von 470 nm bezeichnet, das häufig als das Blau von Saphiren gesehen wird.
(3) Sättigung
Die Sättigung einer Farbe bezieht sich auf die Reinheit und Lebendigkeit der Farbe und gibt den Anteil der in der Farbe enthaltenen chromatischen Komponenten an. Je größer der Anteil der chromatischen Komponenten ist, desto höher ist die Reinheit der Farbe; je geringer der Anteil der chromatischen Komponenten ist, desto geringer ist die Reinheit der Farbe. Die Sättigung ändert sich, wenn eine Farbe mit Schwarz, Weiß oder anderen Farben gemischt wird. Wenn der Anteil der gemischten Farbe einen signifikanten Wert erreicht, verliert die ursprüngliche Farbe für das Auge ihre ursprüngliche Brillanz, und die Farbe, die man sieht, wird die der gemischten Farbe. Dies bedeutet natürlich nicht, dass die ursprüngliche Farbe nicht mehr vorhanden ist, sondern dass die ursprüngliche Farbe durch die vielen anderen Farben, die ihr beigemischt wurden, assimiliert wurde, so dass sie für das menschliche Auge nicht mehr wahrnehmbar ist.
Monochromatisches Licht im sichtbaren Spektrum hat die höchste Sättigung und ist am lebhaftesten. Monochromatisches Licht wird in der Regel als 100/100 = 1 betrachtet, und wenn die Farbe verblasst, nimmt der Wert allmählich ab, wobei reines Weiß eine Sättigung von Null hat. Nehmen wir als Beispiel reine blaue Tinte: Die Sättigung von reiner blauer Tinte ist 1, und wenn sie sich allmählich bis zur völligen Farblosigkeit verdünnt, wird die Sättigung Null.
4. Messung der Edelsteinfarbe
Das System, das Farbe quantitativ darstellt, wird als Farbsystem bezeichnet. Es gibt zwei gängige Arten von Farbsystemen: das eine ist ein Farbsystem, das auf Standardfarbmustern zum Vergleich basiert, und das andere ist ein Satz von Farbstandardsystemen, die mit modernen Farbmessgeräten gemessen werden.
(1) Farbsystem von Standardfarbmustern
Dieses Farbsystem besteht aus verschiedenen "Farbkarten" aus Papier, bei denen es sich um in einem Buch zusammengestellte Standardfarbmuster handelt. Sie werden mit Edelsteinmustern verglichen, um die "Farbkarte" auszuwählen, die der Farbe des Edelsteins entspricht.
① Munsell-Farbsystem
Das Munsell-Farbsystem ist eines der ältesten und klassischsten Farbdarstellungssysteme. Es wird noch heute von einigen Organisationen verwendet. Es wurde 1905 von dem amerikanischen Pädagogen und Farbtheoretiker Albert Munsell entwickelt, der direkt nach ihm benannt wurde. Es handelt sich um eine Methode zur Darstellung von Farben durch ein Farbkörper-Modell. Der "Munsell Color Atlas", der von der Optical Society of America (OSA) veröffentlicht wird, umfasst eine glänzende und eine matte Version.
Die glänzende Version enthält 1.450 Farbmuster und 37 unbunte Muster; die matte Version enthält 1.150 Farbmuster und 32 unbunte Muster.
Im Munsell-Atlas wird jede Farbe durch eine Reihe von Symbolen dargestellt. Die Symbole bieten äquidistante Indikatoren für die drei Elemente der Farbdarstellung: Farbton, Wert und Chroma, dargestellt als HV/C = Farbtonwert/Chroma.
Die Farbtöne werden in fünf Primärtöne unterteilt: Rot (R), Gelb-Rot (YR), Gelb (Y), Grün-Gelb (GY), Grün (G), Blau-Grün (BG), Blau (B), Purpur-Blau (PB), Purpur (P) und Rot-Violett (RP) sowie fünf Zwischentöne. Jeder Farbton ist weiter in zehn Stufen (1 bis 10) unterteilt, wobei die fünfte Stufe die Zwischenfarbe dieses Farbtons ist (Abbildung 3-5).
Der Wert ist in 11 Stufen unterteilt, wobei höhere Werte eine größere Helligkeit anzeigen; der Mindestwert ist 0 (schwarz) und der Höchstwert 10 (weiß). Chroma ist in 12 Stufen eingeteilt. Der gesamte Farbatlas enthält 40 Arten von Farbtonmustern. So steht z. B. 5GY 8/7 für ein Gelbgrün mit einem Wert von 8 und einer Sättigung von 7. Die Bezeichnungskonvention für Nicht-Farbreihen (Schwarz, Weiß, Grau) ist NV/= neutraler Helligkeitswert; eine Farbe mit der Bezeichnung N5/ steht beispielsweise für ein Grau mit einem Helligkeitswert von 5.
② DIN 6164 Farbsystem
Das deutsche Handbuch DIN 6164 ist ebenfalls ein wichtiges Farbsystem. Viele Gemmologen in Europa und im Vereinigten Königreich verwenden dieses System. Dieses Farbsystem wurde auf der Grundlage des Munsell-Systems entwickelt.
Die DIN 6164-Farbkarte enthält 24 Farben, wobei die Rückseite jeder Farbe mit der entsprechenden Munsell-Farbnotation gekennzeichnet ist. Die Darstellung erfolgt im Format Farbton: Sättigung: Helligkeit. Zum Beispiel steht 6:6:2 für Farbton 6 (rot), Sättigung 6 (lebhaft) und Helligkeit 2 (hell) der Standardfarbkarte.
③ ISCC-NBS-Farbsystem
Der ISCC (Inter-Society Colour Council) wurde 1931 als nationaler Farbverband in den Vereinigten Staaten gegründet und sein Farbsystem zielt auf die Entwicklung eines Farbbezeichnungssystems ab. Es fasst 18 Farbtöne zusammen, die in Munsell und DIN 6164 dieselben Farbton- und Helligkeitsstufen haben.
ISCC-NBS (National Bureau of Standards) verfügt über sehr wenige Farbmuster im American National Standard System, hat aber einige ungewöhnliche Muster gesammelt. Strukturell unterscheidet es sich auch vom Munsell-System, da die Farben nicht nach wahrnehmungsäquidistanten Metriken angeordnet sind. Der wichtigste Beitrag des ISCC-NBS-Systems zur Farbwissenschaft besteht darin, dass es Farbnamen definiert.
④ OSA-Farbstandard
Die OSA (Optical Society of America) hat einen praktischen Satz von Acrylglanz-Farbkarten erstellt, der 558 Farben umfasst, von denen 424 Farben einen als OSA-Farbstandard bekannten Satz bilden. Der Nachteil des OSA-Farbstandards besteht darin, dass die Farbkarten aus Papier oder Kunststoff bestehen, die sich in ihrer Beschaffenheit von Edelsteinen unterscheiden, und dass der Oberflächenglanz der Farbkarten von dem Licht abweicht, das von facettierten Edelsteinen reflektiert wird, was eine vorsichtige Verwendung erfordert. Aufgrund des Verblassens haben die meisten Farbkarten eine Nutzungsdauer von 4 bis 5 Jahren.
(2) Chromatische Koordinaten und Chromatisches Diagramm
① 1931 CIE-XYZ-Farbraum-System
Dieses Farbraumsystem basiert auf dem RGB-System und verwendet mathematische Methoden, um drei ideale Primärfarben auszuwählen, die die tatsächlichen Primärfarben ersetzen. Unter Verwendung virtueller Primärfarben als Achsen werden verschiedene Wellenlängen des sichtbaren Lichts projiziert. Die Werte der Primärfarben werden als Tristimuluswerte bezeichnet. Dieses System setzt voraus, dass die Tristimuluswerte nicht negativ sind und dass y gleich dem Lichtstrom ist. Unter Verwendung von x als horizontaler Achse und y als vertikaler Achse werden Farbkoordinaten gebildet, wobei die Farbkoordinatenwerte jedes monochromatischen Lichts projiziert werden, um die Farbtafel zu erhalten. Abbildung 3-6 ist die Standardfarbtafel des (XYZ)-Systems, das 1931 international eingeführt wurde.
Die Farbtafel hat die folgenden Merkmale:
- Die Tristimuluswerte der Primärfarben dieses Systems sind virtuell.
- Alle Punkte, die Spektralfarben darstellen, liegen auf der zungenförmigen Kurve, die als Spektralfarbe bezeichnet wird. Verbindet man die Enden der Kurve mit geraden Linien, so liegen alle tatsächlichen Farben innerhalb des Bereichs, der von der zungenförmigen Kurve und den geraden Linien umgeben ist.
- Der Koordinatenwert des Punktes E bei x=0,333, y=0,333 stellt theoretisches Weiß dar. Verschiedene weiße Lichtquellen haben leicht unterschiedliche Spektralanteile. Das üblicherweise verwendete weiße Licht wird unterteilt in SA, SB, SC, SE, und so weiter.
- Die Farbkoordinaten von Farben haben eine umso höhere Sättigung, je näher sie an der Spektralfarbenbahn liegen. Punkte auf der Spektralfarbenbahn haben die höchste Sättigung; der weiße Punkt hat die niedrigste Sättigung. Eine vom Weißpunkt zu den Farbkoordinaten einer Farbe gezogene Linie, die so verlängert wird, dass sie die Spektralfarbenbahn schneidet, hat Punkte entlang dieser Linie, die denselben Farbton haben.
- Mit einer grafischen Methode kann die zusammengesetzte Farbe von zwei beliebigen Farben abgeleitet werden. Gibt man die Farbkoordinaten der beiden Farben in das Farbdiagramm ein, muss die zusammengesetzte Farbe auf der Verbindungslinie zwischen den beiden Farbkoordinatenpunkten liegen. Der auf die beiden Farbpunkte projizierte Abstand hängt mit der Intensität der beiden Farben zusammen, die durch das Gesetz der Schwerpunktsverteilung bestimmt wird.
- Die Punkte auf der Geraden zwischen den Endpunkten der Spektralfarbenkurve stellen keine Spektralfarben dar, sondern verschiedene Mischfarben, die durch Mischen von Purpur bei 380 nm und Rot bei 780 nm in unterschiedlichen Anteilen entstehen.
- Wählen Sie drei beliebige Punkte innerhalb des Farbverlaufs des Spektrums, um eine Farbe zu erstellen. Wenn Sie zum Beispiel R wählen1, G1, B1 als die drei Farben für die Übereinstimmung, dann sind alle verschiedenen Farben, die durch diese drei Farbtöne gebildet werden, in dem Dreieck enthalten, dessen Scheitelpunkte in den drei Punkten R1, G1, B1.
② Darstellung der dominanten Wellenlänge und Sättigung
In der Farbtafel können die Farben nicht nur durch Farbkoordinaten (x, y) dargestellt werden. Eine andere von Helmholtz vorgeschlagene Methode besteht darin, sie durch die dominante Wellenlänge λd und Sättigung (Reinheit des Reizes) Pe. λd und Pe sind spezifische Werte, die sich aus den Farbkoordinaten im Diagramm ergeben (Abbildung 3-7). Die dominante Wellenlänge entspricht in etwa der Farbempfindung des menschlichen Auges.
Die Position dieses Punktes in der Farbtafel sei c(x, y). Verbinden Sie den Punkt c mit dem weißen E und verlängern Sie ihn so, dass er die Spektrallinie bei λ schneidetd . Dann ist die Wellenlängenzahl des Punktes λd auf der Spektralbahn ist die dominante Wellenlänge dieses Farblichts.
Der Punkt C befindet sich auf der Verbindungslinie zwischen den Punkten W und λd , der die Sättigung dieser Farbe darstellt. Der Punkt W ist reines Weiß (E) oder eine bestimmte weiße Lichtquelle. Wenn sich die Farbkoordinaten einer bestimmten Farbe vom weißen Punkt W aus allmählich in Richtung der Spektralbahn bewegen, nimmt die Sättigung der Farbe allmählich zu, bis sie die Spektralbahn erreicht, mit einer maximalen Sättigung von 1.
Die Farben werden anhand der dominanten Wellenlänge und der Sättigung dargestellt, so dass Farbunterschiede leicht verglichen werden können. Die leichten Farbunterschiede, die durch die numerischen Änderungen von λd und ρekann angezeigt werden.
Für zwei Farben, C1, C2sind die Farbkoordinaten, die dominante Wellenlänge und die Sättigung bei gleicher Beleuchtung in Tabelle 3-2 dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die dominante Wellenlänge der Farbe C1, C2 um 0,052nm und die Sättigung um 7% abweicht.
Tabelle 3-2 Vergleich der Farbdaten zwischen C1 und C2
| Farbprojektionspunkt | X | y | λd | ρe |
|---|---|---|---|---|
| C1 | 0.368 | 0.416 | 0.592 | 0.35 |
| C2 | 0.392 | 0.355 | 0.540 | 0.28 |
5. Instrumente zur Messung der Edelsteinfarbe
(1) Spektralphotometer
Funktionsprinzip: Da die spektrale Energieverteilung der Standardlichtquelle im Gerät bekannt ist, können die Tristimuluswerte eines Objekts durch Messung seines spektralen Reflexionsgrads ermittelt werden.
(2) Tristimuluswert-Kolorimeter
Es handelt sich um ein fotoelektrisches integratives Instrument, das die drei Reizwerte der Farbe eines Objekts direkt misst. Es simuliert hauptsächlich die drei Reaktionen des Standardbeobachters auf Farbe durch eine geeignete Kombination von Filtern und photoelektrischen Wandlern.
Derzeit beruht die Beurteilung der Farbe von Edelsteinen hauptsächlich auf der Beobachtung durch das menschliche Auge. Smaragde, Rubine und Diamanten beispielsweise werden durch Umweltfaktoren beeinflusst, was zu einer geringen Genauigkeit bei der Messung mit Instrumenten führt; daher wird die Farbmessung mit Instrumenten bei der Identifizierung von Edelsteinen relativ selten eingesetzt.
Abschnitt II Theoretische Ursprünge der Farbe von Edelsteinmineralien
Edelsteinminerale gibt es in verschiedenen Farben, aber auch die Gründe für ihre Färbung sind unterschiedlich. Nach der klassischen Mineralogietheorie lassen sich die Ursprünge der Farben von Edelsteinmineralen in idiochromatische Farben, allochromatische Farben und Pseudofarben einteilen.
1. Klassifizierung der klassischen Mineralogie Farbursprungstheorie
Die klassische Theorie der Mineralogie ist die grundlegendste Theorie zur Untersuchung der Farben von Edelsteinmineralien. Je nachdem, ob die Farbe des Minerals auf das Mineral selbst zurückzuführen ist, kann es in drei Kategorien eingeteilt werden: idiochromatisch gefärbt, allochromatisch gefärbt und pseudofarben.
(1) Idiochromatisch gefärbt
Die Farbe eines Edelsteins ergibt sich aus den chemischen Bestandteilen des Minerals, aus dem er besteht, den so genannten idiochromatischen Farben. Solche Edelsteine werden idiochromatisch gefärbte Edelsteine genannt. Die Farbe idiochromatisch gefärbter Edelsteine wird durch ihre inhärenten Bestandteile hervorgerufen; sie haben daher eine gute Farbstabilität und lassen sich nicht leicht verändern. Die chemische Zusammensetzung von Türkis ist zum BeispielCuAl6(PO4)4(OH)8-5H2O, und das Blau oder Blaugrün, das es aufweist, wird verursacht durch Cu2+Die chemische Zusammensetzung von Azurit ist 2CuCO3 - Cu(OH)2und Cu2+ verursacht auch seine blaue Farbe"; das Grün des Olivins wird durch Eisenionen in seiner chemischen Zusammensetzung erzeugt (Abbildung 3-8).
Es gibt nicht viele Arten von einfarbigen Edelsteinen in natürlichen Edelsteinmineralien, wobei die wichtigsten Sorten Türkis, Malachit, Azurit, Olivin, Granat und Rhodochrosit sind. Die üblichen Farben, färbenden Elemente und chemischen Zusammensetzungen von einfarbigen Edelsteinen sind in Tabelle 3-3 aufgeführt.
Tabelle 3-3 Gemeinsame farbgebende Elemente, chemische Zusammensetzung und Farben von Farbedelsteinen
| Färbende Elemente | Edelstein Name | Chemische Zusammensetzung | Farbe |
|---|---|---|---|
| Eisen | Olivin | (Mg, Fe)2 (SiO4) | Grün |
| Almandin | Fe3Al2 (SiO4)3 | Rot | |
| Chrom | Uvarovit | Ca3Cr2 (SiO4)3 | Grün |
| Cuprum | Malachit | Cu2Co3(OH)2 | Grün |
| Chrysokoll | (CuAl)2H2Si2O5(OH)4 - nH2O | Grün - Blau | |
| Türkis | CUAl6(PO4)4(OH)8.5H2O | Himmelblau - Grün | |
| Azurit | 2CuCO3 - Cu(OH)2 | Blau | |
| Mangan | Spessartine-Garnet | Mn3Al2(SiO4)3 | Orange |
| Rhodochrosit | MnCO3 | Rosa - Rot | |
| Rhodonit | (Mn, Ca, Fe) - 5(Si5O15) | Rosa - Rot |
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Einige Farbedelsteine können unter bestimmten Bedingungen ihre Farbe ändern. So können beispielsweise Türkis und Malachit ihre Farbe ändern, wenn sie hohen Temperaturen ausgesetzt werden, weil die in ihrer Zusammensetzung enthaltenen Wassermoleküle verdampfen; Rhodochrosit, ein Karbonat-Edelstein, kann sich zersetzen, wenn er mit Säuren (wie Salzsäure oder Schwefelsäure) in Berührung kommt, und seine Farbe ändert sich ebenfalls entsprechend.
(2) Allochromatisch-Farbeed
Die Farbe eines Edelsteins wird durch Spuren oder geringfügige Verunreinigungen außerhalb der chemischen Zusammensetzung der einzelnen Mineralien verursacht, die als allochromatische Farben bezeichnet werden. Solche Edelsteine werden als allochromatisch gefärbte Edelsteine bezeichnet.
Bei den Edelsteinmineralien gibt es viele Sorten von Edelsteinen mit unterschiedlichen Farben. Wenn die chemische Zusammensetzung des Edelsteins keine Verunreinigungen enthält, ist er farblos und transparent; wenn er Verunreinigungen mit verschiedenen färbenden Elementen enthält, kann er verschiedene Farben aufweisen.
Wenn reiner Korund farblos ist, wird er zu Rubin, wenn er eine geringe Menge an Chromionen enthält; wenn er eine geringe Menge an Eisen und Titan enthält, wird er zu blauen oder grünen Edelsteinen. Ähnliche Edelsteine sind Smaragd, Spinell, Turmalin, Jadeit, Chalcedon, Nephrit usw. Die üblichen färbenden Elemente, chemischen Zusammensetzungen und allochromatisch gefärbten Edelsteine sind in Tabelle 3-4 aufgeführt.
Tabelle 3-4 Gemeinsame Farbelemente, chemische Zusammensetzung und allochromatisch gefärbte Edelsteine
| Färbende Elemente | Edelstein Name | Chemische Zusammensetzung | Farbe |
|---|---|---|---|
| Chrom | Rubinrot | Al2O3 | Rot |
| Smaragd | Sei3Al2(Si6O18) | Grün | |
| Alexandrit | BeAl2O4 | Rot-Grün | |
| Spinell | MgAl2O4 | Rot | |
| Chalcedon | SiO2 | Grün | |
| Eisen | Aquamarin | Sei3Al2Si6O18 | Blau |
| Turmalin | (Na, K, Ca) (Al, Fe3+, Cr)6(BO3)3Si6O18(OH)4 | Grün-Braun | |
| Spinell | MgAl2O4 | Gelb | |
| Nephrit | Ca2(Mg, Fe2+) 5 (Si4O11) 2 (OH)2 | Grün | |
| Vanadium | Tansanit | Ca2Al3(SiO4)3(OH) | Violett-blau |
| Grüner Beryll | Sei3Al2Si6O18 | Grün | |
| Titan | Benitoit | BaTiSi3O9 | Blau |
| Sapphire | Al2O3 | Blau | |
| Mangan | Roter Beryll | Sei3Al2Si6O18 | Rot |
| Rhodochrosit | MnCO3 | Rosa | |
| Kobalt | Natürlicher Spinell | MgAl2O4 | Blau |
| Synthetischer Spinell | MgAl2O4 | Blau | |
| Nickle | Grüner Chalcedon | SiO2 | Grün |
(3) Pseudo-Farbeed
Die durch Pseudofarben erzeugten Farben haben nichts mit der chemischen Zusammensetzung der Edelsteinminerale zu tun. Sie werden jedoch durch strukturelle und kompositorische Veränderungen verursacht, die durch mechanische Mischungen oder die Bildung von Mineralien entstehen. Bei den Pseudofarben handelt es sich nicht um die Farben der Mineralien selbst, sondern um Farben, die durch besondere, durch äußere Einflüsse entstandene Strukturen verursacht werden. Zum Beispiel schöne Interferenzfarben, die durch die Interferenz von reflektiertem und einfallendem Licht entstehen, wie der Fluoreszenzeffekt von Labradorit und der Farbspieleffekt von Opal. Auch Färbungen, die durch Einschlüsse verursacht werden, fallen unter Pseudofarben, wie z. B. schwarze Diamanten aufgrund vieler schwarzer, undurchsichtiger Graphiteinschlüsse im Diamanten.
2. Farbverursachende Ionen in Edelsteinmineralien
Die chemischen Elemente, die Edelsteinfarben erzeugen, können Haupt- oder Nebenbestandteile sein. Übergangsmetallelemente, insbesondere die Übergangsmetalle der 4. Periode Titan, Vanadium, Chrom, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel und Kupfer, werden oft als Chromophore oder farbgebende Ionen bezeichnet. Diese acht Elemente nehmen im Periodensystem aufeinanderfolgende Positionen ein und haben Ordnungszahlen von 22 (Ti) bis 29 (Cu). Die grundlegenden Eigenschaften dieser Elemente sind in Tabelle 3-5 aufgeführt.
Tabelle 3-5 Grundlegende Eigenschaften von acht Übergangselementen
| Element Name | Titan | Vanadium | Chrom | Mangan | Eisen | Kobalt | Nickel | Kupfer |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Element Symbol | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu |
| Ordnungszahl | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 |
| Wichtigste Oxidationsstufen | +2, +3, +4 | +2, +3, +4, +5 | +2, +3, +6 | +2, +3, +4, +6 | +2, +3, +6 | +2, +3 | +2, +3 | +1, +2 |
| Valenzelektronenkonfiguration | 3d24s2 | 3d34s2 | 3d54s1 | 3d54s2 | 3d64s2 | 3d74s2 | 3d84s2 | 3d104s1 |
Diese acht Übergangsmetallelemente haben die folgenden Eigenschaften:
Die Valenzelektronen sind in den d-Orbitalen der vorletzten Schale der Reihe nach besetzt, und die allgemeine Formel für die Valenzelektronenkonfiguration von Übergangselementatomen lautet (n-1)d1-10nS1-2Diese Elemente werden daher auch als d-Block-Elemente bezeichnet.
② Da bei den Übergangsmetallen die d-Orbitale der vorletzten Schale mit den äußersten s-Orbitalen verbunden sind und die d-Orbitale noch keine stabile Struktur erreicht haben, können sowohl s- als auch d-Elektronen teilweise oder vollständig an der Bindung beteiligt sein, was zu einer Reihe unterschiedlicher Oxidationsstufen bei den Übergangsmetallen führt, wobei verschiedene Oxide in Edelsteinen unterschiedliche Farben aufweisen.
③ Ionen weisen im Allgemeinen eine Farbe auf, weil es ungepaarte einzelne Elektronen in den d-Orbitalen gibt und die Energieniveaus dieser Elektronen im angeregten und im Grundzustand relativ nahe beieinander liegen, so dass sie durch sichtbare Lichtenergie angeregt werden können. Unterschiedliche Anregungsbedingungen können auch dazu führen, dass Edelsteine unterschiedliche Farben aufweisen.
Wenn die Spinelektronen im Ion alle gepaart sind, wie z. B. bei Ionen mit einer Valenzelektronenkonfiguration von d0, d10, d10s2befinden sich die Elektronen in einem stabilen Zustand und sind nicht leicht anregbar, was dazu führt, dass das Ion keine Farbe hat; daher ist C+, Cr6+ und andere haben keine Farbe und können keine Farbe in Edelsteinen erzeugen.
Diese acht Übergangsmetallelemente sind für die Farbbildung in den meisten natürlich gefärbten Edelsteinen verantwortlich. Unterschiedliche Chromophore erzeugen unterschiedliche Farben in verschiedenen Edelsteinen, und ein und dasselbe Chromophor kann auch unterschiedliche Farben erzeugen. Häufige natürliche Edelsteine und Chromophore sind in Tabelle 3-6 aufgeführt.
Tabelle 3-6 Farben, die von Übergangsmetall-Ionen in häufigen natürlichen Edelsteinen und Edelsteinvarietäten dargestellt werden
| Chromophor | Gemeinsame Farben | Edelstein-Sorten |
|---|---|---|
| Titan (Ti)-Ion | Blau | Saphir, Benitoit, Topas |
| Vanadium (V)-Ion | Grün | Synthetischer Farbwechselkorund, Essonit, Smaragd |
| Chrom (Cr)-Ion | Rot, Grün | Rubin, Korund, Smaragd, Pyrop, Jade |
| Mangan (Mn)-Ion | Rosa, Rot | Spessartin, Rhodolith, Roter Beryll |
| Eisen (Fe)-Ion | Blau, grün, gelb | Saphir, Olivin, Aquamarin, Turmalin, Spinell |
| Kobalt (Co)-Ion | Blau | Synthetischer Spinell, kobaltgefärbter Staurolith |
| Nickel (Ni)-Ion | Grün | Grüner Chalcedon |
| Kupfer (Cu)-Ion | Blau, blau-grün | Malachit, Türkis, Azurit |
Verschiedene Chromophor-Ionen erzeugen unterschiedliche Farben in Edelsteinen, was zu Absorptionsspektren mit unterschiedlichen Eigenschaften führt. Für gängige Chromophor-Ionen haben die Absorptionsspektren eine typische Identifikationsbedeutung.
(1) Das Absorptionsspektrum von Chrom-Ionen
Das Absorptionsspektrum von Chromionen ist hauptsächlich durch viele schmale Absorptionslinien im roten Bereich gekennzeichnet, wobei die beiden stärksten im tiefroten Bereich und zwei weitere im orangen Bereich liegen. Der gelb-grüne Bereich weist eine breite Absorptionsbande auf, deren Breite, Position und Intensität mit der Farbtiefe des Edelsteins zusammenhängen. Im blauen Bereich können mehrere schmale Banden vorhanden sein, während der violette Bereich vollständig absorbiert wird. Chromionen erzeugen hauptsächlich rote und grüne Farben, die bei verschiedenen Edelsteinen variieren, und die Absorptionsspektren weisen einige Unterschiede auf. Rubine haben zum Beispiel drei Absorptionslinien im roten Bereich, eine breite Absorptionsbande im gelb-grünen Bereich, drei Absorptionslinien im blauen Bereich und volle Absorption im violetten Bereich; Smaragde haben Absorptionslinien im roten Bereich, eine schwache Absorptionsbande im orange-gelben Bereich, schwache Absorptionslinien im blauen Bereich und volle Absorption im violetten Bereich; und Alexandrit hat Absorptionslinien im roten Bereich, eine Absorptionsbande im gelb-grünen Bereich, eine Absorptionslinie im blauen Bereich und volle Absorption im violetten Bereich. Die Absorptionsspektren dieser drei Edelsteine sind in Abbildung 3-9 dargestellt.
(2) Merkmale des Eisenionen-Absorptionsspektrums
Eisenionen erzeugen in verschiedenen Edelsteinen unterschiedliche Farben und haben eine starke färbende Wirkung, aber das Absorptionsspektrum von Eisenionen variiert stark. Wenn der Edelstein grün ist, zeigt er eine Absorption in der roten Zone, und wenn er rot ist, zeigt er ein Absorptionsmerkmal, das von der blauen Zone dominiert wird, wobei die wichtigste charakteristische Absorptionslinie in der grünen und blauen Zone liegt. Beispielsweise erscheinen Eisenionen in Olivin olivgrün, wobei das Absorptionsspektrum hauptsächlich drei schmale Absorptionsbanden im blauen Bereich bei 453nm, 473nm und 493nm aufweist; roter Almandin hat ein typisches Eisenabsorptionsspektrum mit drei starken schmalen Absorptionsbanden bei 504nm, 520nm und 573nm im gelb-grünen Bereich, der in der Branche gemeinhin als "Eisenfenster" bezeichnet wird. Zusätzlich gibt es schwache Absorptionsbanden bei 423nm, 460nm, 610nm und 680~690nm; das Absorptionsspektrum von gelbem Saphir hat drei schmale Absorptionsbanden im blauen Bereich bei 450nm, 460nm, 470nm.(Abbildung 3-10).
(3) Absorptionsspektren von Mangan-Ionen
Manganionen bilden in Edelsteinen hauptsächlich die Farben Rosa, Orange und Rot, wobei das Absorptionsspektrum in erster Linie eine starke Absorption im violetten Bereich, die bis in den ultravioletten Bereich reicht, und eine gewisse Absorption im blauen Bereich aufweist. Das Absorptionsspektrum von rosafarbenem Rhodochrosit weist beispielsweise drei Absorptionsbanden bei 410 nm, 450 nm und 540 nm auf; das Absorptionsspektrum von Spessartin besteht hauptsächlich aus drei Absorptionsbanden bei 410 nm, 420 nm und 430 nm sowie Absorptionslinien bei 460 nm, 480 nm und 520 nm. Manchmal gibt es auch zwei Absorptionslinien bei 504nm und 573nm (Abbildung 3-11).
(4) Absorptionsspektren von Kobalt-Ionen
Kobaltionen haben eine starke färbende Wirkung und erscheinen in Edelsteinen meist in einem leuchtenden Blau, wobei das Absorptionsspektrum hauptsächlich drei starke und breite Absorptionsbanden im gelb-grünen Bereich aufweist. Aufgrund des geringen Vorkommens von Kobalt in der Erdkruste gibt es nur sehr wenige natürliche Edelsteine, die durch Kobaltionen gefärbt sind. Das Absorptionsspektrum von Kobaltionen weist auch auf synthetische Edelsteine hin, wie z. B. synthetischen Blauspinell und Kobaltglas. Synthetischer Blauspinell weist drei starke Absorptionsbanden im gelb-grünen und orange-gelben Bereich auf, wobei die Absorptionsbande im grünen Bereich am schmalsten ist; die Absorptionslinien von Kobaltglas weisen hauptsächlich drei starke Absorptionsbanden im gelb-grünen und orange-gelben Bereich auf, wobei die Absorptionsbande im gelben Bereich am schmalsten ist (Abbildung 3-12).
3. Seltene Erde Element Färbung
Der Einfluss von Seltenerdspuren auf die Farbe von Edelsteinen wird immer intensiver erforscht. Die Farben der Seltenen Erden sind lebendiger, und ihre physikalisch-chemischen Eigenschaften sind ebenfalls sehr stabil. Seltene Erden wie Apatit und Fluorit können auch natürliche Edelsteine färben. Synthetischen und optimal behandelten Edelsteinen können verschiedene Seltenerdelemente zugesetzt werden, um unterschiedlich gefärbte Edelsteine zu erhalten, z. B. gelb durch Cer und blau durch Neodym.
Bei den Seltenen Erden, die Edelsteine färben, handelt es sich hauptsächlich um die Lanthaniden und Actiniden im Periodensystem der chemischen Elemente. Die Farben, die sie erzeugen können, sind in Tabelle 3-7 aufgeführt.
Tabelle 3-7 Seltene Erden und ihre Farben in gängigen Edelsteinen
| Element Symbol | La | Ce | Nd | Pr | Dy | Sm | Er | Tm | U |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Vollständiger Name | Lanthan | Cerium | Neodym | Praseodym | Dysprosium | Samarium | Erbium | Thulium | Uran |
| Farbe | Farblos | Gelb | Blau | Grün | Hellgelb | Hellgelb | Rosa | Hellgrün | Silber-weiß |
Seltene Erden haben charakteristische Absorptionsspektren, die oft einzigartige feine Linien bilden. Zum Beispiel enthält gelber Apatit oft das Seltenerdelement Ce mit charakteristischen feinen Absorptionslinien im gelben Bereich. Uran ist jedoch nicht hellgelb, sondern kann deutliche Absorptionsspektrallinien erzeugen. So können beispielsweise in grünem Zirkon mehr als zehn Absorptionslinien in verschiedenen Farbzonen auftreten (Abbildung 3-13).
Abschnitt III Farben, die durch Kristalldefekte und Farbzentren erzeugt werden
In der Natur werden Mineralien aufgrund des unterschiedlichen Kristallisationsgrades in Kristalle und Nichtkristalle unterteilt. Die meisten Edelsteine, wie Rubine, Saphire, Diamanten, Smaragde und Quarz, sind Kristalle; einige organische Edelsteine, wie Bernstein und Korallen, sind nicht kristallin. Kristalle haben eine gitterartige Struktur, bei der ihre inneren Teilchen (Atome, Ionen oder Moleküle) in einem regelmäßigen periodischen Muster im dreidimensionalen Raum angeordnet sind, und Kristalle können spontan polyedrische Formen bilden; Nichtkristalle sind amorphe Körper mit nicht gitterartigen Strukturen, die keine polyedrischen Formen bilden können, wie Glas, Kolophonium und Harz.
Das typischste Beispiel für den Unterschied zwischen Kristallen und amorphen Festkörpern sind Quarz und Glas. Natürlicher Quarz wird aus geschmolzenem Material SiO2 in Magma, das in Hohlräumen in der Erdkruste abkühlt. Die äußere Schicht gewöhnlicher Quarzkugeln ist Achat, der keine Kristallform aufweist, während die innere Schicht die Kristallform von Quarz zeigt. Die wichtigsten chemischen Bestandteile sowohl von Glas als auch von Quarz sind SiO2Quarz ist ein Kristall, in dem Silizium- und Sauerstoffionen in geordneter Weise angeordnet sind, während Glas ein amorpher Feststoff ist, in dem Silizium- und Sauerstoffionen chaotisch und unregelmäßig angeordnet sind, wie in Abbildung 3-14 dargestellt.
Die meisten Edelsteinkristalle sind aufgrund von Verunreinigungsionen gefärbt, wie z. B. Rubine, Smaragde und Turmaline. Einige Edelsteine sind aufgrund von Defekten in ihrer Kristallstruktur gefärbt, obwohl sie keine chromophoren Ionen enthalten. Natürliche Edelsteine, die in der Natur entstanden sind, können ihre Farbe durch äußere Einflüsse wie Bestrahlung und Ionisierung ändern, die die Kristallstruktur verändern. Das häufigste Beispiel ist Rauchquarz, der seine Farbe durch die Bildung von Farbzentren aus strahleninduzierten Leerstellen entwickelt. Künstlich bestrahlter Rauchquarz hat ein ähnliches Entstehungsprinzip wie natürlicher Rauchquarz, mit dem Unterschied, dass die künstliche Bestrahlung schnell Farbe erzeugt.
1. Kristalldefekte und Typen
Das Phänomen, bei dem die Anordnung der Teilchen innerhalb eines lokalen Bereichs der Edelsteinkristallstruktur von den Regeln der Gitterstruktur abweicht (die Teilchen wiederholen sich periodisch im dreidimensionalen Raum), wird als Gitterdefekt bezeichnet. Die Ursachen liegen in den thermischen Schwingungen der Teilchen innerhalb des Edelsteinkristalls, in externen Spannungen, hohen Temperaturen und Drücken, Bestrahlung, Diffusion, Ionenimplantation und anderen Bedingungen.
Wenn beispielsweise Diamanten, die in der Hochtemperatur- und Hochdruckumgebung des oberen Erdmantels kristallisiert sind, durch das Wirtsmagma (Kimberlit oder Lamproit) rasch in die Nähe der Erdoberfläche befördert werden, können die rasche Änderung der Temperatur- und Druckbedingungen und die gegenseitigen Zusammenstöße zwischen den Kristallen und dem umgebenden Gestein leicht zu lokalen Veränderungen in der Struktur der intrusiven Diamantkristalle führen, was zu Gitterdefekten führt, die die Farbe der ursprünglich farblosen Diamanten verändern und bräunlich-gelbe, braune und rosa Diamanten bilden.
Das Vorhandensein von Kristalldefekten hat einen erheblichen Einfluss auf die Eigenschaften der Kristalle. In der Realität weisen Kristalle mehr oder weniger Defekte auf. Eine mäßige Menge bestimmter Punktdefekte kann die Leitfähigkeit von Halbleitermaterialien und die Lumineszenz von Leuchtstoffen erheblich verbessern und somit eine positive Rolle spielen. Im Gegensatz dazu können Defekte wie Versetzungen die Bruchanfälligkeit von Materialien erhöhen und die Zugfestigkeit von Kristallen mit fast keinen Gitterdefekten auf einen Bruchteil davon reduzieren.
In einem idealen, perfekten Kristall sind die Atome streng in einem regelmäßigen, periodischen Gitter an bestimmten Punkten im Raum angeordnet. Während des tatsächlichen Wachstums und der Bildung von Kristallen kann die Kristallmorphologie nach dem Wachstum jedoch aufgrund des Einflusses der Wachstumsbedingungen wie Temperatur, Druck und Konzentration der Medienkomponenten manchmal von der idealen Kristallstruktur abweichen. Jede Abweichung von der idealen Kristallstruktur kann als Kristalldefekt bezeichnet werden. Kristalldefekte haben erhebliche Auswirkungen auf die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Kristallen, und viele Disziplinen sind mit Kristalldefekten verbunden, wie z. B. die ionische Dotierung in der Materialwissenschaft. Die Farbe von Edelsteinen hängt weitgehend mit den Kristalldefekten in ihnen zusammen. Dies ist eine der Ursachen für die Farbe von Edelsteinen - die Farbzentren.
Es gibt viele Arten von Kristallstrukturdefekten, die nach dem Ausmaß ihrer Verteilung im dreidimensionalen Raum in vier Kategorien eingeteilt werden können: Punktdefekte, Liniendefekte, Oberflächendefekte und Volumendefekte.
(1) Punktuelle Mängel
Andere Atome ersetzen einige Atome in einem idealen Kristall, einige sind dotiert, oder es entstehen Leerstellen. Einige Atome im Kristall werden durch externe Atome ersetzt oder fehlen, und diese Veränderungen stören die periodische Anordnung des regelmäßigen Gitters des Kristalls, was zu Veränderungen im Potenzialfeld der Teilchen führt und die Unvollständigkeit der Kristallstruktur zur Folge hat, die auf bestimmte Positionen beschränkt ist und nur wenige nahe gelegene Atome betrifft. Die Auswirkungen von Punktdefekten auf den Kristall sind minimal, und zu den üblichen Arten von Punktdefekten gehören Gitterpositionsdefekte, Zusammensetzungsdefekte und Ladungsdefekte (Abbildung 3-15).
(2) Leitungsdefekte
Linienförmige Defekte sind in zwei Richtungen sehr klein und erstrecken sich meist länger in die andere Richtung. Sie werden auch als eindimensionale Defekte bezeichnet und bestehen hauptsächlich aus verschiedenen Versetzungen. Versetzungen können als das Produkt eines lokalen Gittergleitens entlang einer bestimmten Atomebene betrachtet werden. Das Gleiten durchdringt nicht das gesamte Gitter; der Kristalldefekt endet innerhalb des Gitters und führt zu einer ungeordneten Anordnung von Teilchen an der Grenze zwischen dem gleitenden und dem nicht gleitenden Teil des Gitters, die als Versetzung bezeichnet wird. Diese Grenze, die Schnittlinie zwischen den gleitenden und nicht gleitenden Bereichen, wird als Versetzungslinie bezeichnet. Es gibt zwei Grundtypen von Versetzungen: Wenn der Kristall Druckkräften ausgesetzt ist, bildet die Teilchen-Gleitebene eine Versetzungslinie mit der Nicht-Gleitebene, und die Versetzungslinie verläuft senkrecht zur Gleitrichtung, was als Kantenversetzung, auch Keilversetzung genannt, bezeichnet wird; aufgrund von Scherspannungen kommt es zu einem Gleiten zwischen Ebenen, und die sich schneidenden Versetzungslinien im gleitenden Teil des Kristalls verlaufen parallel zur Gleitrichtung, was als Schraubenversetzung bezeichnet wird (Abbildung 3-16).
(3) Oberflächenmängel
Der einfachste Oberflächenfehler ist der Stapelfehler, der in intrinsische Stapelfehler (bei denen eine Kristallebene entfernt wird) und extrinsische Stapelfehler (bei denen eine Atomschicht in den Kristall eingefügt wird) unterteilt wird. Diese Fehler treten in einem Bereich von wenigen Atomabständen beiderseits einer bestimmten Ebene entlang des Gitters oder zwischen den Körnern auf. Sie umfassen hauptsächlich Stapelfehler und Grenzflächen innerhalb und zwischen Kristallen, wie z. B. kleinwinklige Korngrenzen, Domänenwände sowie Zwillings- und Intergranulargrenzen.
(4) Volumendefekte
Unter Volumendefekten versteht man Defekte, die in unterschiedlichem Ausmaß in allen drei Richtungen vorhanden sind, d. h. dreidimensionale Defekte, wie z. B. eingebettete Risse, Netzstrukturen, familiäre Strukturen, Zwillinge und verschiedene Edelsteineinschlüsse.
2. Farbzentren in Edelsteinen
Farbzentren sind ein Sonderfall von Gitterdefekten und beziehen sich im Allgemeinen auf Gitterdefekte in Edelsteinen, die selektiv Energie des sichtbaren Lichts absorbieren und Farbe erzeugen können und zu den typischsten strukturellen Farbtypen gehören. In einigen Fällen können die ungepaarten Elektronen, die Farbe erzeugen, auch in Ionen von Nicht-Übergangselementen oder in Kristalldefekten auftreten, die aufgrund eines Elektronenmangels entstehen, was Farbzentren sind. Punktdefekte in ionischen Kristallen können zur Absorption von sichtbarem Licht führen, so dass ursprünglich transparente Kristalle farbig erscheinen; diese Art von Punktdefekten, die sichtbares Licht absorbieren können, werden gewöhnlich als Farbzentren bezeichnet. Viele Arten natürlicher Edelsteine werden durch Farbzentren gefärbt, z. B. violetter Fluorit, Rauchkristall und grüne Diamanten.
Bei der Optimierungsbehandlung von Edelsteinen können einige natürliche und künstliche Edelsteine auch durch Strahlung erzeugte Farbzentren aufweisen, wie z. B. blaue, gelbe, rote, grüne Diamanten und blauer Topas, die ihre Farbe durch Strahlung verändern, und blauer Topas, von denen einige Farben relativ stabil sind und nur bei Erhitzung verschwinden; andere Farben sind instabil und können sogar bei Raumtemperatur verblassen. Diese Art von farbverursachenden Farbzentren steht in engem Zusammenhang mit der Kristallstruktur des Edelsteins, wie z. B. grüne Diamanten, bei denen die Ursache für die Farbe das Vorhandensein von Leerstellen in der Kristallstruktur ist; dieser Strukturdefekt kann jedoch auch durch Bestrahlung beseitigt werden, wodurch der Diamant farblos wird. Die häufigsten Arten von Farbzentren in Edelsteinen sind "Elektronenfarbzentren" und "Lochfarbzentren".
(1) Elektronenfarbzentrum (F-Zentrum)
Elektronenfarbzentren sind Farbzentren, die entstehen, wenn Elektronen in Leerstellen von Kristalldefekten vorhanden sind, die durch anionische Leerstellen in der Kristallstruktur des Edelsteins verursacht werden. Wenn das Anion nicht vorhanden ist, wird die Leerstelle zu einer positiv geladenen Elektronenfalle, die Elektronen einfängt. Wenn eine Leerstelle ein Elektron einfängt und es an diese Leerstelle bindet, wird das Elektron angeregt und absorbiert selektiv eine bestimmte Energiewellenlänge, um farbig zu werden. Ein Elektronenfarbzentrum besteht also aus einer anionischen Leerstelle und einem Elektron, das durch das elektrische Feld dieser Leerstelle gebunden ist.
Violetter Fluorit ist eine Farbe, die von elektronischen Farbzentren erzeugt wird. Fluorit (CaF2) gehört zum isometrischen Kristallsystem, wobei jedes Ca2+ verbunden mit zwei F– [Abbildung 3-17 (a)]. In einigen Fällen ist die F– im Fluorit kann seine normale Position verlassen. Es entsteht eine Lücke an der ursprünglichen F– Um die elektrische Neutralität des Kristalls aufrechtzuerhalten, muss eine negativ geladene Einheit diese Leerstelle besetzen. Ein Elektron von einem bestimmten Atom im Kristall wird zu der negativ geladenen Einheit, die diese Lücke besetzt [Abbildung 3-17 (b)]. Dadurch entsteht ein "Farbzentrum", das als elektronisches Farbzentrum bezeichnet wird. In Fluorit absorbieren die elektronischen Farbzentren sichtbares Licht und erzeugen Violett.
(2) Lochfarbzentren (V-Zentren)
Das Leerstellen-Farbzentrum wird durch äußere Faktoren gebildet, wobei Kationen Elektronenleerstellen erzeugen. Dies bedeutet, dass Elektronen aus ihrer ursprünglichen Position herausgeschleudert werden und ein ungepaartes Elektron zurückbleibt. Der Grund für die Farbe liegt darin, dass bei der Bildung von Kationenlücken im Kristall zur Herstellung des Ladungsgleichgewichts die Anionen in der Nähe der Kationenlücke unter dem Einfluss externer Energie Elektronen freisetzen und ungepaarte Elektronen bilden, die sichtbares Licht absorbieren und Farbe erzeugen. Bei bestrahlten Diamanten und Blautopas beispielsweise wird durch die Bestrahlung Energie zur Aktivierung von Elektronen freigesetzt, so dass sich Ionen oder Atome im Gitter verschieben und so durch die Bestrahlung Strukturdefekte und Farbzentren entstehen.
Ein klassisches Beispiel für ein Farbzentrum in einem Kristall ist die Färbung von Rauchquarz. Die Kristallstruktur von Quarz ist ein Silizium-Sauerstoff-Tetraeder mit Silizium in vierfacher Koordination, wie in dem zweidimensionalen Strukturdiagramm in Abbildung 3-18(a) dargestellt. Alle 10.000 Si4+ Atome haben ein durch Al ersetztes3+und wenn Al3+ Substitute für Si4+ im Kristall, Al3+ muss von einigen Alkali-Ionen umgeben sein (z. B. Na+ oder H+), um die elektrische Neutralität aufrechtzuerhalten. Dennoch befinden sich diese Ionen oft in einem gewissen Abstand zu Al3+.
Wenn Quarz mit Röntgen-, γ- und anderen Strahlenquellen bestrahlt wird, steigt die Energie der benachbarten Sauerstoffatome von Al3+ zunimmt, wodurch eines der Elektronen seines Paares aus seiner normalen Position herausgeschleudert werden kann. H+ wird dieses Elektron einfangen und H bilden. Durch hochenergetische Strahlung wird das O2- mit mehr Valenzelektronen ein Elektron abgibt, wodurch ein [A1O4]4- Leerstellen-Farbzentrum, und das [A1O4]4- Atomcluster absorbiert sichtbares Licht, um Farbe zu erzeugen, und bildet Rauchquarz.
[A1O4]5-→ [A1O4]4-+e– (3-1)
H+ +e–→ H (3-2)
H+ fängt Elektronen ein und wird zu H, das farblos ist und kein sichtbares Licht absorbiert. Wenn die Bestrahlungsintensität hoch ist und es genügend Al3+ im Kristall, kann der Quarz schwarz bestrahlt werden. Da an der Stelle, an der ein Elektron ausgestoßen wird, häufig eine Leerstelle vorhanden ist, wird diese Art von Farbzentrum als "Leerstellen-Farbzentrum" bezeichnet.
Natürliche Rauchkristalle sind im Laufe der Erdgeschichte meist durch langfristige, niedrig dosierte Strahlung aus radioaktiven Materialien entstanden. Erhitzung kann die Farbe beseitigen; wenn dieser Rauchkristall auf etwa 400℃ erhitzt wird, kehren die herausgeschleuderten Elektronen an ihre ursprüngliche Position zurück, alle Elektronen paaren sich, und der Quarz wird wieder farblos; wird er erneut bestrahlt, kann er wieder rauchig werden [Abbildung 3-18 (b)].
Amethyst hat die gleichen Farbzentren für Leerstellen, aber seine Verunreinigung ist Eisen anstelle von Aluminium. Wenn die Verunreinigung Fe 3+ Ersetzt Si4+ im Quarz treten bei der Bestrahlung mit hochenergetischen Strahlen folgende Veränderungen auf:
[FeO4]5- → [FeO4]4- +e– (3-3)
H+ +e–→ H (3-4)
Ähnlich wie bei der Bildung von Rauchkristallen entsteht eine violette Farbe durch die Bildung von [FeO4]4- Lochfarbzentren nach der Bestrahlung. Wenn dieser Amethyst erhitzt wird, färbt er sich gelb und wird zu Citrin, und bei weiterer Erhitzung wird er farblos. Im Allgemeinen ist die Erhitzungstemperatur relativ niedrig, etwa 400 °C. Die violette Farbe von wärmebehandeltem Amethyst kann durch erneute Bestrahlung der Farbzentren wiederhergestellt werden. Auch synthetischer Amethyst wird nach diesem Prinzip hergestellt.
In einigen Edelsteinen können einige wenige Verunreinigungsatome auch Farbzentren bilden und Farbe zeigen. Zum Beispiel während des Wachstums von Beryll und unter radioaktiver Bestrahlung, kann ein Elektron verlieren und eine rot-grüne Absorptionsbande bilden, die eine blaue Farbe erzeugt. Es gibt viele Farbzentren in Diamanten, von denen die meisten durch die Bildung von Leerstellen oder Versetzungen in der Struktur unter äußeren Bedingungen verursacht werden, und die Farben sind im Allgemeinen sehr stabil.
Die Untersuchung der durch das Farbzentrum induzierten Farbe ist relativ schwierig und erfordert verschiedene Techniken wie Spektroskopie und paramagnetische Elektronenresonanz. Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass einige typische Merkmale der durch das Farbzentrum induzierten Farbe relativ eindeutig sind. Tabelle 38 gibt einen Überblick über die Farben und Ursachen der farbzentrumsinduzierten Farbe in gängigen Edelsteinen.
Tabelle 3-8 Farben und Ursachen der zentrumsbedingten Farbe in gängigen Edelsteinen
| Arten von Edelsteinen | Farbe | Ursache |
|---|---|---|
| Diamant | Grün | Kohlenstoffvakuum GR1 Farbe Zentrum in Diamant |
| Gelb | Fehlende Struktur von Diamant-N3-Aggregaten | |
| Orange | Natoms und H3, H4 Farbzentrenfehler | |
| Kristall | Rauchfarbe | Von Al geschaffene offene Stellen3+ Ersetzen von Si4+ im Zusammenhang mit Strahlung |
| Gelb | Verwandt mit Al3+Sie kann auch durch Strahlung erzeugt werden. | |
| Lila | Fe3+ ersetzt die durch Si entstandene freie Stelle4+ | |
| Korund-Edelstein | Gelb | Die Farbe ist instabil, der Grund für strukturelle Mängel ist unbekannt |
| Topas | Blau | Die Farbe ist stabil, der Grund für strukturelle Mängel ist unbekannt |
| Gelb | Die Farbe ist stabil, die Ursache der strukturellen Mängel ist unbekannt. | |
| Bräunlich-rot | Die Farbe ist instabil, die Ursache der strukturellen Mängel ist unbekannt | |
| Turmalin | Rot | Bezogen auf Mn3+ kann auch durch Strahlung verursacht werden |
| Beryl | Blau | Bezogen auf CO32- kann auch durch Bestrahlung verursacht werden |
| Fluorit | Lila | Elektronisch e- ersetzt F- und ergibt |
Das Prinzip der Farbzentren wird auch zur Verbesserung der Farbe natürlicher Edelsteine bei der Edelsteinveredelung eingesetzt. Die meisten Methoden verwenden Bestrahlung, um die Farbe der Edelsteine zu verändern. Einige Farbzentren sind relativ stabil, während einige Edelsteinsorten schnell verblassen, so dass diese Veredelungsmethode für diese Edelsteine weniger wichtig ist. In Tabelle 3-9 sind einige Farben aufgeführt, die von Farbzentren erzeugt werden, darunter stabile Farbzentren, instabile Farbzentren und Farben, die durch andere mögliche Faktoren erzeugt werden.
Tabelle 3-9 Von Farbzentren erzeugte Farben
| Im Wesentlichen lichtbeständig | Amethyst, Fluorit (lila-rot), bestrahlte Diamanten (grün, gelb, braun, schwarz, blau, rosa); einige natürliche oder bestrahlte Topase (blau) |
|---|---|
| Verblasst schnell im Licht | Lithium-Cäsium-grüner Beryll (tiefblau); einige bestrahlte Topase (braun oder hellbraun); bestrahlte Saphire (gelb); ultraviolett bestrahlte violette Sodalite (violett-rot) |
| Andere Farben, die Farbzentren produzieren können | Sylvin (blau); Halit (blau oder gelb); Zirkon (braun); Calcit (gelb); Baryt, Coelestin (blau); Amazonit (blau bis grün) |
