Omfattende guide til edelsteners krystallkarakteristikk, inkludert farger, glans, gjennomsiktighet, luminescens, spredning, mekanikk og fysiske egenskaper

Avslør hemmelighetene bak edelstenens farger og lysspill med vår guide. Lær hvordan krystaller dannes og hvilke egenskaper de har, som gjennomsiktighet og hardhet. Oppdag tips om identifisering av edelstener og få mer kunnskap om smykker til bruk i bedriften eller til spesialdesign. Perfekt for deg som er innvidd i smykker og for deg som elsker glitter.

Omfattende guide til krystallers optikk, mekanikk og fysiske egenskaper

karakteristiske egenskaper, inkludert farger, glans, gjennomsiktighet, luminescens, spredning, spalting, hardhet, termiske egenskaper

Innledning:

Denne guiden for smykkeentusiaster beskriver krystalloptikk, mekaniske egenskaper og fysiske egenskaper som er avgjørende for edelstener. Den er et must for smykkebutikker, varemerker, forhandlere, designere og e-handelsplattformer. Lær om fargespredning, pleokroisme og luminescens i krystalloptikk. Forstå betydningen av transparens, glans og brytningsindeks. Dykk ned i hardhet, tetthet og seighet som påvirker edelstenens holdbarhet. Denne guiden gir deg kompetanse til å skille mellom ekte edelstener, noe som er avgjørende for gullsmeder og kjendiser på jakt etter unike smykker. Forbedre samlingen din med innsikt i egenskapene som dikterer en perles tiltrekningskraft og verdi.

Del I Definisjoner av optiske termer knyttet til krystaller

I naturen tiltrekker krystallers farge eller form ofte umiddelbart vår oppmerksomhet og leder oss til å finne dem. I løpet av de siste årene har vi oppdaget at krystaller kan ha mange former og farger. Med utviklingen av moderne teknologi har det vokst frem en disiplin som kalles krystallografi. Hvis du er mer interessert i krystaller, kan du lese eller studere mer spesialiserte bøker.

I dette avsnittet vil vi kort diskutere fenomenene som observeres når man ser på krystallsteiner under lysforhold, og faguttrykkene som brukes for å beskrive disse fenomenene.

1. Krystallers farge

1.1 Definisjon av farge

Farge er en visuell egenskap som skyldes lysets påvirkning på det menneskelige øyet, bortsett fra romlige egenskaper. Denne visuelle egenskapen avhenger av observatørens fargegjenkjenning og lysforholdene (figur 2-3-1).

Farge i gemmologi uttrykkes vanligvis som steinens farge etter absorpsjon av synlig lys, eller kan beskrives som steinens komplementærfarge (Figur 2-3-2) etter selektiv absorpsjon av synlig lys i naturlig lys (Figur 2-3-3).

I praktisk visuell identifikasjon kan en klar definisjon av fargenyansen hjelpe oss med å raskt skille mellom edelstener og etterligninger, samt hjelpe oss med å skille visse naturlige edelstener fra deres forsterkede versjoner.

1.2 Viktige punkter for å observere farge

① Observer farger ved hjelp av reflektert lys. Hvis det finnes en kunstig lyskilde, kan det gjøres under en profesjonell kolorimetrisk lampe med konstant fargetemperatur. Hvis det ikke finnes noen kunstig lyskilde, kan det observeres i skyggen på en solrik dag. Det anbefales generelt å observere om morgenen, da det er best å ikke observere edelstensfarger om kvelden på grunn av svakere lys.

② Observer omgivelsene mot en nøytral svart, hvit og grå bakgrunn.

③ Andre faktorer som ikke er nevnt, påvirker ikke fargeobservasjonsresultatene.

1.3 Metoder for å beskrive farger

Gemmologi er et tverrfaglig fag, og beskrivelsen av edelsteners farger bygger ofte på metoder som brukes til å beskrive mineralfarger. Vanlige metoder inkluderer standard kolorimetriske, binomiske og analoge metoder. For visse edelstener med ujevn fargefordeling er det også nødvendig å spesifikt påpeke fenomenet fargeujevnhet, som vanligvis omtales som fargebånd når fargen er fordelt på en stripete eller flettet måte (i noen edelstener er dette fenomenet retningsbestemt og krever observasjon av edelstenen under gjennomskinnelig lys) (Figur 2-3-4 Figur 2-3-6).

(1) Standard kromatografi

Bruk standardfarger (rød, oransje, gul, grønn, cyan, blå, lilla) og hvitt, grått, svart og fargeløst for å beskrive mineralets farge (Figur 2-3-7 ~ Figur 2-3-17)

(2) Binomisk metode

Når fargen på et mineral er mer kompleks, kan to farger brukes for å beskrive det. For eksempel er purpurrød først og fremst rød med en lilla tone (figur 2-3-18). For edelstener med ujevne farger kan man også bruke en binomisk metode for å beskrive hver fargekategori, men da må man være oppmerksom på at fargene er ujevnt fordelt (figur 2-3-19).

(3) Analog metode

Edelstener kan sammenlignes med vanlige gjenstander for å beskrive mineralets farge, for eksempel olivengrønn (Figur 2-3-20).

Analogimetoden er en vanlig måte å beskrive farger på i markedet for handel med edelstener, for eksempel London Blue Topaz (Figur 2-3-21) og Swiss Blue (Figur 2-3-22).

Noen av disse sammenlignende fargebetegnelsene representerer kvaliteten på edelstener, for eksempel kornblomstblå for safirer (figur 2-3-23) og kongeblå (figur 2-3-24). Dueblodsrød for rubiner (figur 2-3-25) og dueblodsrød osv.

Den 120. desember 2014 kunngjorde GRS (Swiss Gemological Laboratory) en ny farge, "Scarlet" (Imperial red), for å beskrive den røde fargen på mozambikanske rubiner. Scarlet rubiner er visse mozambikanske rubiner med en levende rød farge med et oransje skjær, og fluorescensen til denne rubinen påvirker ikke fargen på selve steinen (type B rubiner).

GRS klassifiserer rubiner i to typer: Type A-rubiner og type B-rubiner.

Type A-rubiner er rubiner fra Mosambik som viser betydelig fluorescens og har samme fargeegenskaper som type B-rubiner, kjent som dueblodrubiner. Navnet skyldes at disse rubinene har en farge som ligner på dueblodrubiner av topp kvalitet fra Myanmar.

Rubiner av type B er GRS-rubiner av typen "Scarlet" (Imperial Red), med et sertifikat som beskriver Mosambik-rubiner (type B) som levende røde på hovedsertifikatet og ytterligere beskrivelser på tilleggssertifikatene.

Den 5. november 2015 kunngjorde SSEF og Gubelin Gem Lab at de hadde blitt enige om fagtermer for å beskrive røde og blå safirer, dueblodsrød og kongeblå. Videre beskriver disse begrepene kun farge og klarhet uten noen form for behandling (oppvarming eller fylling), uten synlige mørke inneslutninger. De må vise jevn farge og levende indre refleksjoner i røde og blå safirer.

2. Krystallers glans

2.1 Definisjon av glans

En overflates evne til å reflektere lys og glans avhenger av graden av overflatepolering og brytningsindeks. Begreper som "shine" eller "brightness" brukes ofte i markedet for å erstatte det tekniske begrepet glans.

I praktisk visuell identifikasjon kan glansen hjelpe oss med å raskt skille mellom edelstener og imitasjoner, samt hjelpe oss med å skille visse naturlige edelstener fra deres behandlede motstykker.

2.2 Viktige punkter for å observere glans

① Observer glansen ved hjelp av reflektert lys.

② Når du observerer krystaller, må du være oppmerksom på hvordan krystallens overflatemønster påvirker glansen.

Bearbeidede edelstener har som regel bedre glans enn krystaller (figur 2-3-26).

Ved bearbeiding kan perlen skyldes forskjellen i hardheten til poleringsmaterialet eller retningen og forskjellen i hardheten til selve materialet, noe som resulterer i forskjellen i glansen av de samme perlene.

④ For krystalledelstener, under de samme poleringsforholdene, jo høyere brytningsindeks edelstenen har, desto sterkere er glansen. Aggregerte edelstener kan ha variasjoner i glansen på grunn av sammensetningen (Figur 2-3-27).

⑤ Fraværet av andre faktorer påvirker ikke observasjonsresultatene av glans.

2.3 Metoder for å beskrive glans

Denne boken tar for seg åtte typer edelstenglans. De klyngene som kan sees i krystaller, omfatter metallisk glans, submetallisk glans, adamantinsk glans, glassaktig glans og fettaktig glans (som lett kan sees i områder der krystallen er skadet). Andre typer glans er mer vanlig å finne i aggregater eller organiske edelstener, noe som vil bli utdypet i senere kapitler.

(1) Metallisk glans

Når man observerer krystallinske edelstener med reflektert lys, kan metaller eller noen få edelstener oppvise svært sterke refleksjoner (mesteparten av det innfallende lyset gjennomgår speilrefleksjon), for eksempel gull, sølv og pyritt (Figur 2-3-28). Dette kan forstås som at de har en refleksjonsintensitet som ligner på vanlige metaller.

(2) Diamantglans

Når man observerer krystallinske edelstener med reflektert lys, ser man den sterkeste refleksjonen i edelstener som diamanter (Figur 2-3-29). I den faktiske identifikasjonsanalysen av edelstener anser vi at edelstener med en brytningsindeks (data observert under profesjonelle testinstrumenter for edelstener, som refraktometre eller reflektometre) som er større enn 2,417, har diamantglans etter polering. Subdiamantglans (figur 2-3-30, 2-3-31) ligger mellom diamantglans og glassglans, der edelstener med en brytningsindeks mellom 2,417 og 1,780 har subdiamantglans etter polering.

(3) Glassglans

Når man observerer krystalledelstener under reflektert lys, viser de fleste krystalledelstener denne typen glans, for eksempel smaragder, krystall, turmalin, etc. (figur 2-3-32 og 2-3-34). I den faktiske identifikasjonsanalysen av edelstener anser vi edelstener med en brytningsindeks mellom 1,45 og 1,78 for å ha en glassaktig glans etter polering, noe som kan forstås som en refleksjonsintensitet som ligner den på en glassoverflate. Under de samme poleringsforholdene, jo lavere brytningsindeks, jo svakere glassaktig glans, som kan beskrives som svak glassaktig glans; omvendt, jo høyere brytningsindeks, jo sterkere glassaktig glans, som noen ganger beskrives som sterk glassaktig glans.

(4) Fettaktig glans

Når man observerer krystallsteiner med reflektert lys, kan noen få edelstener oppvise dette fenomenet på krystallflatene. De fleste edelstener viser derimot denne glansen på ujevne deler forårsaket av ytre skader (dette fenomenet kan beskrives med faguttrykk som fraktur eller uutviklet spaltning) (figur 2-3-35 og 2-3-36). Det kan forstås som en refleksjonsintensitet som ligner den på en fettete overflate.

3. Krystallers gjennomsiktighet

3.1 Definisjon av åpenhet

Et objekts evne til å overføre synlig lys. Krystallens tykkelse og farge vil påvirke vurderingen av edelstenens gjennomsiktighet. Generelt gjelder det for fargede edelstenkrystaller at jo tykkere krystallen er, desto mindre gjennomsiktig er den.

Ved visuell identifikasjon kan gjennomsiktighet ikke brukes som en selvstendig vurderingsfaktor som hjelper oss til raskt å skille mellom edelstener og imitasjoner, men oftere som en faktor i vurderingen av edelstenens kvalitet.

3.2 Viktige punkter for å observere åpenhet

① Bruk gjennomlys for å observere gjennomsiktighet, og da er det viktig å sørge for at intensiteten i gjennomlyset ligger nær intensiteten i det naturlige lyset. Feilvurderinger oppstår ofte når det er avvik mellom observasjonslyset og intensiteten i det naturlige lyset.

② Når edelstenen inneholder åpenbare inneslutninger (urenheter), vil det redusere eller forårsake ujevn gjennomsiktighet.

③ For steiner av samme tykkelse, jo mørkere farge, desto mindre gjennomsiktig; For steiner av samme farge, jo tykkere tykkelse, desto mindre gjennomsiktig.

④ Andre faktorer som ikke er nevnt, påvirker ikke observasjonsresultatene for åpenhet.

3.3 Beskrivelse av metoder for åpenhet

Basert på graden av lysgjennomgang deles transparens inn i fem nivåer: transparent, halvtransparent, gjennomskinnelig, mikrotransparent og ugjennomsiktig.

(1) Gjennomsiktig

Når man observerer edelstenen i gjennomskinnelig lys, ser den generelt lys ut, og i forhold til bakgrunnen er lysstyrken i den sentrale delen av edelstenen enten på nivå med eller litt høyere enn bakgrunnen. Samtidig er kantkonturene mørkere (Figur 2-3-37 til Figur 2-3-39).

Objekter på samme side som det transmitterte lyset kan sees tydeligere gjennom perlen.

For fasetterte edelstener betyr transparens at man tydelig ser paviljongens fasetter og kanter fra det største bordet (Figur 2-3-40).

(2) Sub-gjennomsiktig.

Når man observerer edelstenen med gjennomskinnelig lys, ser edelstenen generelt lys ut. Sammenlignet med bakgrunnen er edelstenens lysstyrke i samsvar med bakgrunnen. Objekter som observeres på samme side som det gjennomgående lyset, er mer markerte, mens objektene virker noe uklare, som om det er lagt et lag med tett hvit gasbind mellom den gjennomsiktige edelstenen og lyskilden (figur 2-3-41, 2-3-42).

(3) Gjennomskinnelig

Når man observerer edelstenen i gjennomlys, virker den totalt sett relativt lys, men lysstyrken er svakere enn bakgrunnen. Objekter på samme side som gjennomlyset er tydeligere, men det er umulig å avgjøre hva objektet er; man kan bare vite at det er et objekt (figur 2-3-43, 2-3-44).

(4) Subgjennomskinnelig

Det finnes to situasjoner for semi-transparens.

En situasjon er å observere edelstenen med gjennomskinnelig lys, der edelstenens lysstyrke ser svart ut i midten på grunn av lav lystransmisjon, mens kantene ser lyse ut på grunn av høy lystransmisjon.

En annen situasjon er å observere edelstenen med gjennomskinnelig lys. Edelstenen ser svart ut på grunn av sin opasitet, men i reflektert lys kan man se edelstenens indre trekk (Figur 2-3-45).

(5) Ugjennomsiktig

Når man observerer edelstenen med gjennomskinnelig lys, er den ugjennomsiktig, og sammenlignet med den relativt lyse bakgrunnen er kantene på edelstenen lyse, mens andre områder ser svarte ut eller ikke slipper gjennom lys (figur 2-3-46, 2-3-47).

4. Krystallers pleokroisme

4.1 Definisjon av pleokroisme

Fenomenet der visse gjennomskinnelige til gjennomsiktige fargede krystaller ser ut til å ha forskjellige farger når de observeres fra forskjellige vinkler, kalles pleokroisme.

De ulike fargene refererer her til forskjellene i fargetone, lyshet og mørke.

Det er viktig å merke seg at ikke alle edelstener viser dette fenomenet; bare noen edelstener fra de mellomliggende eller lavere krystallfamiliene kan vise pleokroisme. Typisk kan edelstener fra den mellomste krystallfamilien vise to farger, dikroisme, mens edelstener fra den nederste krystallfamilien kan vise tre farger, kjent som trikroisme, som samlet omtales som pleokroisme.

I praktisk visuell identifikasjon kan pleokroisme hjelpe oss til raskt å skille mellom edelstener og imitasjoner, for eksempel safir og imitasjonen iolitt (figur 2-3-48 til 2-3-50).

4.2 Viktige punkter for å observere pleokroisme

① Bruk gjennomlys for å observere pleokroismen i edelstener. Det er viktig å merke seg at pleokroismen i de fleste edelstener bare kan observeres ved hjelp av et dikroskop; den er svært vanskelig å se med det blotte øye.

② Når det er åpenbare inneslutninger (urenheter) inne i edelstenen, kan det redusere gjennomsiktigheten til edelstenen, noe som kan påvirke observasjonen av pleokroisme.

③ Andre faktorer som ikke er nevnt, påvirker ikke resultatene av pleokroismeobservasjoner.

4.3 Beskrivelse av metoder for pleokroisme

Formatet for å beskrive pleokroisme observert med det blotte øyet er til stede og fraværende.

Beskrivelsesformatet for å observere pleokroismefenomenet av edelstener ved hjelp av et dikroskop inkluderer følgende: Antall pleokroiske farger; Styrken av pleokroisme; Beskrivelsen av pleokroiske farger. For eksempel kan edelstener med dikroisme beskrives som dikroisme, sterk, rød/lilla-rød; for edelstener med trikroisme kan det beskrives som trikroisme, sterk, dyp blå-lilla/lys blå-lilla/lys gul.

5. Krystallers luminescens

5.1 Definisjon av luminescens

Edelstener med luminescens er enda mer fortryllende. Bortsett fra rubiner, som lett viser asterisme, og flusspat, som lett viser fosforescens, kan de fleste edelsteners fluorescens eller fosforescens bare observeres under ultrafiolett lys. I praktisk visuell identifikasjon kan rubiners fluorescens derfor hjelpe oss med å raskt skille rubiner fra de fleste naturlige imitasjoner (Figur 2-3-51).

(1) Luminescens

Når krystaller stimuleres av ytre energi, har de den egenskapen at de avgir synlig lys, kalt luminescens. Ytre energi omfatter friksjon, ultrafiolett lys, røntgenstråler og annen høyenergistråling.

Ultrafiolett lys er en av de enkleste eksterne energikildene vi kan få tak i. Sollys inneholder ultrafiolett lys, og i det virkelige liv brukes ultrafiolett lys i valutaverifiseringsmaskiner og desinfeksjon av sykehusavdelinger.

(2) Fluorescens og fosforescens

I gemmologi brukes ofte ultrafiolette lyskilder med ulike bølgelengder for å observere luminescensen i edelstener, som deles inn i to typer: fluorescens og fosforescens.

Fluorescens er når en edelsten avgir lys når den eksiteres av ultrafiolett lys, og emisjonen opphører når den ytre energien forsvinner (figur 2-3-52, 2-3-53).

Fosforescens er et fenomen der en edelsten avgir lys når den eksiteres av ultrafiolett lys, og fortsetter å lyse en stund etter at den ytre energien har forsvunnet (figur 2-3-54).

(3) Påvirkende faktorer

Intensiteten av fluorescens er relatert til typen og mengden av urenheter og defekter i edelstenen, og det er grunnen til at fluorescensen i samme type edelsten kan variere. Når en edelsten inneholder jern, undertrykker det ofte fluorescensen, og det er derfor jern også kalles en fluorescensslukker (figur 2-3-55 til 2-3-57).

5.2 Viktige punkter for observasjon av luminescens

Med unntak av noen få edelstener, som rubiner og røde spineller, krever fluorescensobservasjoner i de fleste edelstener ultrafiolett lys med spesifikk energi.

② For å observere luminescensen i edelstener ved hjelp av spesifikk energi, må ultrafiolett lys brukes mot en mørk bakgrunn.

③ Observasjonstiden er fenomenet med edelstenen etter den eksterne energien eksitasjon til slutten av den eksterne energien.

④ Luminiscensen til krystallinske edelstener kjennetegnes av endringer i edelstenens generelle lysstyrke snarere enn et punkt, en linje eller refleksjon av overflaten.

⑤ Fluorescensfargen til de fleste edelstener under ekstern energiekspitasjon skiller seg fra de som observeres i naturlig lys. Fluorescensfargen til en og samme edelsten kan variere under ulike intensiteter av energiekspitasjon, og luminescensen og fluorescensen til en og samme edelsten kan variere.

⑥ Fraværet av andre faktorer påvirker ikke observasjonsresultatene av luminescens.

5.3 Beskrivelse av metoder for luminescens

Bruk det blotte øyet for å observere edelstenens luminescens Beskrivelsesformat: til stede, fraværende.

Bruk en spesiell ultrafiolett fluorescerende lampe for å observere perlenes luminescens. Beskrivelsesformat: test typen ultrafiolett lys, edelstenens luminescensintensitet og farge, for eksempel langbølget ultrafiolett lys, sterkt, blått. For intensitet kan følgende termer brukes: sterk, middels, svak, ingen. Det bør bemerkes at begrepet "krittaktig" ofte brukes når man beskriver den blåhvite fluorescensfargen.

6. Spesielle optiske fenomener i krystaller

6.1 Definisjon av spesielle optiske fenomener

Når lys treffer overflaten på en edelsten, vil fargene eller fenomenene med stjernelignende eller båndformede lyse områder som vises av edelstenen, flimre, bevege seg og endre seg når lyskilden eller edelstenen beveger seg i forhold til hverandre (Figur 2-3-58). Spesielle optiske fenomener kan bare vise fargeforandringer under to forskjellige lysforhold.

6.2 Nøkkelpunkter for observasjon av spesielle optiske fenomener

① De aller fleste spesielle optiske fenomener i edelstener krever reflektert lys for å kunne observeres, og det er best å bruke en lommelykt til å belyse edelstenen for å gjøre fenomenene mer synlige.

② Fargeendringseffekten i spesielle optiske fenomener må observeres under forskjellige lyskilder, for eksempel naturlig lys om dagen og kunstig lys om natten.

③ Fraværet av andre faktorer påvirker ikke observasjonsresultatene av spesielle optiske fenomener.

6.3 Beskrivelse av metoder for spesielle optiske fenomener

Det spesielle optiske fenomenet med edelstener inkluderer katteøyeeffekten, stjerneeffekten, fargeendringseffekten, sandgulleffekten, fargeendringseffekten, måneskinneffekten og glorieeffekten, til sammen syv typer. I noen lærebøker kalles fargeendringseffekten, måneskinneffekten og glorieeffekten samlet for glorieeffekten.

Blant de ovennevnte spesielle optiske fenomenene er det bare katteøyeeffekten, stjerneeffekten og fargeendringseffekten som er involvert i navngivning av edelstener; de andre spesielle optiske fenomenene er ikke involvert i navngivning.

Denne boken tar for seg de vanlige katteøyeeffektene, stjerneeffekten, fargeendringseffekten, sandgulleffekten, måneskinnseffekten og fargeendringseffekten i krystaller.

(1) Cat's Eye-effekt

Definisjon: Fenomenet viser til at det oppstår et lyst bånd på overflaten av en buet edelsten når den belyses, og at det lyse båndet beveger seg parallelt på edelstenens overflate når lyskilden og edelstenen flyttes (figur 2-3-59, 2-3-60).

Årsak: Katteøyeeffekten kan bare observeres i edelstener hvis de tre betingelsene er buet form, retningsbestemt sliping og et sett med retningsbestemte tette parallelle inneslutninger inne i edelstenen (Figur 2-3-61 ~ Figur 2-3-64). Dette fenomenet har ingenting å gjøre med om edelstenen er en krystallgruppe eller et krystallsystem og om edelstenen er en krystall. Dette fenomenet vil også forekomme i aggregater og amorfe faste stoffer.

Identifikasjonsmetode: Ved å belyse den opphøyde delen av en buet edelsten med reflektert lys kan man observere et lyst bånd, og dette lyse båndet vil bevege seg med den relative bevegelsen til lyskilden eller edelstenens posisjon (figur 2-3-65).

(2) Stjernelys-effekt

Definisjon: Fenomenet der en buet edelsten viser to, tre eller seks lysende bånd som krysser hverandre når den belyses. Hvis to lysende bånd krysser hverandre, kalles det et firestrålende stjernelys; hvis tre lysende bånd krysser hverandre, kalles det et seksstrålende stjernelys; og hvis seks lysende bånd krysser hverandre, kalles det et tolvstrålende stjernelys. De lyse båndene i stjernelyseffekten kalles også stjernelinjer.

Årsak: For at edelstenen skal kunne observere stjernelyseffekten, må den være buet og retningsslipt, og det må være to, tre eller seks grupper av retningstette parallelle inneslutninger inne i edelstenen (figur 2-3-66). Figur 2-3-67). Dette fenomenet forekommer oftere i krystallinske edelstener, spesielt i mellomkrystallinske og lavkrystallinske edelstener.

Identifikasjonsmetode: Når man lyser med reflektert lys på den opphøyde delen av en buet stein, vil man se to, tre eller seks lyse bånd som beveger seg i takt med lyskildens relative bevegelse eller steinens posisjon (Figur 2-3-68). Figur 2-3-69) Noen spesielle edelstener krever at gjennomlyset passerer gjennom den buede edelstenen for å observere stjernelyseffekten, også kalt transparent stjernelys.

På grunn av tilstedeværelsen av flere sett med orienterte inneslutninger kan kvarts oppvise asterisme i forskjellige retninger (Figur 2-3-70). Figur 2-3-66 Stjernelyseffektfaktordiagram.

Tre situasjoner i krystallsteiner kan lett forveksles med asterismeeffekten, og felles for disse fenomenene er at "stjernelinjene" er faste. Den første kalles Trapiche, også kjent som død asterisme, som ligner veldig på asterismeeffekten, men i stedet for kryssende lyse bånd har den seks stråler som består av hvite eller svarte mineraler med 60° avstand fra hverandre, og disse seks strålene beveger seg ikke med lyskilden. Dette fenomenet forekommer vanligvis i edelstener med sekskantede prismekrystaller, som smaragder, rubiner og kvarts (figur 2-3-71, 2-3-72). Det andre er et lignende stjernelignende fenomen forårsaket av orienterte inneslutninger, for eksempel rutilkvarts (figur 2-3-73). Den tredje skyldes inneslutninger av svart karbonholdig materiale som karbon og leire under veksten av krystallsteiner, noe som resulterer i spesielle mønstre; for eksempel er det karakteristiske for tom kvarts i rød beryll det orienterte arrangementet av svarte karbonholdige inneslutninger, som ser korsformede ut i tverrsnitt (figur 2-3-74).

(3) Fargeendringseffekt

Definisjon: Fenomenet der edelstener viser forskjellige farger under forskjellige lyskilder.

Årsak: Når edelstener inneholder en passende mengde krom (Cr) eller vanadium (V), kan dette fenomenet oppstå, noe som ikke er relatert til edelstenens naturlighet og om edelstenen har blitt slipt eller polert; fargeforandringseffekten kan sees i både krystallrå og syntetiske edelstener.

Identifikasjonsmetode: Belys edelstenen med to forskjellige fargetemperaturer av reflektert lys (vanligvis naturlig dagslys og stearinlys om natten), og edelstenen vil vise to tydelig forskjellige farger (Figur 2-3-75).

(4) Sandgulleffekt

Definisjon: Når en transparent edelsten inneholder ugjennomsiktige, flassende faste inneslutninger, oppstår det et stjernelignende refleksjonsfenomen på grunn av lysrefleksjonen fra de ugjennomsiktige, flassende faste inneslutningene (figur 2-3-76, 2-3-77).

Årsak: Når en gjennomsiktig eller halvgjennomsiktig edelsten inneholder ugjennomsiktige eller halvgjennomsiktige faste inneslutninger (figur 2-3-78, 2-3-79), er sandgulleffekten synlig, noe som ofte forekommer i solstein og cordieritt. Dette fenomenet er uavhengig av edelstenens naturlighet og av om den er slipt eller polert.

Identifikasjonsmetode: Belys edelstenen med reflektert lys, og edelstenens indre vil vise stjernelignende refleksjoner. De stjernelignende refleksjonene vil flimre når lyskilden eller edelstenens posisjon beveger seg relativt (Figur 2-3-80).

(5) Måneskinnseffekt

Definisjon: Fenomenet der innfallende lys spres inne i edelstenen, noe som resulterer i et sterkt blått eller melkehvitt lys i lokaliserte områder på edelstenens overflate. Måneskinnseffekten kan oppstå samtidig med andre spesielle optiske fenomener, som kattøyemånestein, spektral månestein, etc. (Figur 2-3-81).

Årsak: Måneskinnseffekten er vanlig i månestein, et edelstenmineral med vekslende lag av albit og kaliumfeltspat, og tykkelsen på de parallelle lagene i hver komponent er mellom 50 og 100 nm. Denne lagdelte strukturen sprer innkommende lys og skaper en vandrende farge på edelstenens overflate. Jo tykkere det parallelle laget er, desto lavere blir metningen i den vandrende fargen og desto tydeligere blir den gråhvite fargen. For eksempel kan den blå måneskinneffekten observeres fra fronten under det reflekterte lyset på grunn av den sterke spredningen av blått og fiolett lys. Spredningsgraden av annet fargelys er liten, og det meste av det sammensatte lyset gjennom prøven til den komplementære fargen på blått og fiolett lys - oransje og gult lys (figur 2-3-82).

Identifikasjonsmetode: Belys edelstenen med reflektert lys, og en uklar farge vises i en bestemt retning på edelstenens overflate. Den uklare fargen vil endre seg etter hvert som lyskildens eller edelstenens relative posisjon endres. Ved små rotasjoner i nærheten av området der måneskinnseffekten oppstår, vil det ikke være noen endring i fargen på måneskinnseffekten, men hvis rotasjonen er for stor, vil måneskinnseffekten ikke være synlig (figur 2-3-83 til 2-3-86).

(6) Fargeskiftende effekt

Fargeforandringen er også kjent som fargespill.

Definisjon: Fargeforandringen som edelstener viser på grunn av forskjellige lyskilder eller observasjonsvinkler, kalles fargeforandringseffekten. Edelstener som kan frembringe fargeendringseffekten er blant annet labradoritt (Figur 2-3-87).

Årsak: Når lys reflekteres eller transmitteres gjennom edelstener med spesifikke strukturelle sammensetninger, endres fargene på grunn av diffraksjons- og interferenseffekter, avhengig av belysningsretningen eller observasjonsvinkelen.

Identifikasjonsmetode: Anta at det reflekterte lyset brukes til å belyse perlen, selv om belysningsretningen og observasjonsvinkelen ikke endres, så lenge perlen flyttes. I så fall vil den se fargen gradvis gå over til en annen farge.

På samme edelsten kalles delene med forskjellige farger for fargeflekker, som varierer i form og størrelse. Kantene er ofte uregelmessige og går over fra en fargeflekk til en annen (fargeflekkene i opallignende fargeskiftende glass, plast eller syntetisk opal har ofte regelmessige, takkede kanter).

Fargespekteret som presenteres ved fargeendring kan være en helfargeskiftning fra lilla til rødt eller en dikroisk eller trikroisk fargeendring fra lilla til grønt.

7. Dispergering av krystaller

7.1 Definisjon av spredning

Dispersion er fenomenet der hvitt, sammensatt lys spaltes i ulike bølgelengdespektre når det passerer gjennom materialer med prismeegenskaper. Det kan beskrives som edelsteners evne til å bryte hvitt lys i syv farger, eller forstås som det fargerike fenomenet som er synlig inne i fasetterte edelstener når de ristes under en lyskilde (figur 2-3-88). I markedet omtales det ofte som "ild" eller "ildfarge", et teknisk begrep som ofte diskuteres i forbindelse med diamanter.

Dispersjon er et fenomen som er unikt for fasetterte edelstener av krystalltypen. Dispersjon er ikke relatert til edelstenens naturlighet; syntetiske edelstener kan også oppvise dispersjonsfenomener, for eksempel syntetisk strontiumtitanat, syntetisk rutil, syntetisk kubisk zirkonia, syntetisk silisiumkarbid og syntetisk aluminiumgranat (Figur 2-3-89). Dispersjon er ikke relatert til edelstenens krystallsystem; for eksempel kan dispersjon observeres i diamanter med isometrisk krystallsystem og syntetisk silisiumkarbid med heksagonalt krystallsystem.

Ved identifisering av edelstener varierer fargene og spredningsområdene som ulike edelstener viser i fasettering med "total intern refleksjon", noe som kan hjelpe oss med å raskt skille diamanter fra imitasjoner (figur 2-3-90, 2-3-91).

7.2 Viktige punkter for å observere spredning

① Bruk gjennomlys for å observere spredningen av edelstenen i en bestemt retning. For å gjøre fenomenet tydeligere anbefales det å observere fra paviljongens spiss mot kronens bord (Figur 2-3-92).

② Når edelstenen inneholder åpenbare inneslutninger (urenheter), kan det å redusere edelstenens gjennomsiktighet påvirke observasjonen av dispersjonen.

③ Edelstener med samme grad av spredning (som også kan beskrives som samme spredningshastighet) er vanskeligere å observere hvis de er mørkere i fargen sammenlignet med lysere edelstener under de samme andre forholdene (Figur 2-3-93).

④ Spredning er et av de vanligste fenomenene i fasetterte edelstener, og kvaliteten på slipingen (spesielt om slipingen kan oppnå "total indre refleksjon" av lyset som kommer inn i edelstenen) vil påvirke synligheten av spredning.

Utelatelse av andre faktorer påvirker ikke observasjonsresultatene for spredning.

7.3 Beskrivelse av spredningsmetoder

Vi beskriver vanligvis spredningsfenomenets observasjonsvansker, for eksempel åpenbar eller ikke åpenbar.

8. Definisjoner av optiske termer relatert til krystaller ved bruk av konvensjonelle laboratorieidentifikasjonsinstrumenter

8.1 Isotrope og ikke-homogene materialer

(1) Isotropisk kropp

Definisjon: En type edelsten med isotrope optiske egenskaper. Dette omfatter edelstener i det isometriske krystallsystemet og noen amorfe og gjennomsiktige til gjennomskinnelige organiske edelstener (figur 2-3-94 til 2-3-96).

Identifikasjonsmetode: Isotrope legemer før bearbeiding kan foreløpig bedømmes ut fra formen. De fleste isotrope legemer etter bearbeiding kan bare skilles ut ved hjelp av instrumenter, for eksempel ved å observere om edelstenen viser enkeltbrytning i et refraktometer, forstørre for å sjekke om det er fravær av spøkelser og om den ser helt mørk ut eller viser unormal ekstinksjon under polarisert lys.

Copywrite @ Sobling.jewelry - Tilpasset smykkeprodusent, OEM og ODM smykkefabrikk

(2) Ikke-homogent legeme

Definisjon: En type optisk anisotropi i edelstener og mineraler. Omfatter edelstener som tilhører det trigonale systemet (Figur 2-3-97), det tetragonale systemet (Figur 2-3-98), det heksagonale systemet (Figur 23-99), det ortorhombiske systemet (Figur 2-3-100), det monokliniske systemet (Figur 2-3-101) og det trikliniske systemet (Figur 2-3-102).

Identifikasjonsmetode: Det ikke-homogene legemet kan før bearbeiding identifiseres nøyaktig ved hjelp av formen. Etter bearbeiding kan noen edelstener av det ikke-homogene legemet identifiseres nøyaktig hvis de viser synlig pleokroisme, men de fleste ikke-homogene legemer må skilles ut ved hjelp av et refraktometer, mikroskop, polarisator eller dikroskop.

8.2 Enakset brytning, dobbeltbrytning, dobbeltbrytningsindeks

Enakset brytning refererer til fenomenet der innfallsvinkelen endres når lyset faller inn i et gjennomsiktig eller halvgjennomsiktig homogent medium, og lyset ikke splittes.

Med dobbeltbrytning menes det fenomenet at når lyset kommer inn i et gjennomsiktig eller svakt gjennomsiktig heterogent legeme, endres innfallsvinkelen, og lyset deles i to stråler (Figur 2-3-103). De to lysstrålene som følger lysets brytningslov, kalles normalt lys, og de som ikke gjør det, kalles ekstraordinært lys.

Dobbeltbrytning er et av fenomenene ved ikke-homogene edelstener, og visse edelstener med spesielt høy dobbeltbrytning kan vise dobbeltsyn som kan observeres med det blotte øye (Figur 2-3-104 til Figur 2-3-105).

8.3 Optisk akse, optisk indikatrise, enakset krystall, toakset krystall

(1) Optisk Axis

Når lys faller inn i et ikke-homogent medium, vil det vanligvis gjennomgå dobbel refraksjon. I enaksiale krystaller er det imidlertid én retning som det innfallende lyset ikke splittes i, mens det i toaksiale krystaller er to retninger som det innfallende lyset ikke splittes i. Vi kaller den ene eller de to retningene som det innfallende lyset ikke splittes i, for den optiske aksen, representert som OA i krystalloptikk.

(2) Optisk Indikatormatrise

En hypotetisk lukket kule med en radius som er lik brytningsindeksen til den målte edelstenen i alle retninger. Selv om brytningsindeksen til den målte edelstenen varierer, har den overordnede formen til det lysregistrerende legemet bare to former: en kule og en grov kule.

Lyshastighetslegemet til et isotropisk legeme er en kule. Ethvert tverrsnitt gjennom sfærens sentrum i en hvilken som helst retning er et sirkulært tverrsnitt, og dens radius representerer brytningsindeksverdien til den isotrope edelstenen (Figur 2-3-106). Lyshastighetslegemet til et ikke-homogent legeme er en ellipsoide, der lyshastighetslegemet i den mellomste krystallfamilien har en ellipsoide med sirkulært tverrsnitt (figur 2-3-107), og lyshastighetslegemet i den nederste krystallfamilien har en ellipsoide med elliptisk tverrsnitt (figur 2-3-108).

(3) Uniaxial krystall

En ikke-homogen edelsten med én optisk akse kalles en enakset krystall. Alle edelstener i den mellomliggende krystallfamilien er enaksiale krystaller (Figur 2-3-109). Det gjelder for eksempel alle edelstener i det trigonale systemet, som turmalin, krystall, rubin og safir, og alle edelstener i det tetragonale systemet, som zirkon, samt alle edelstener i det sekskantede systemet, som beryllfamilien og apatitt.

Edelstener med en relativt perfekt krystallform kan direkte identifiseres som enaksiale krystaller basert på formen.

Den ufullkomne krystallformen og bearbeidede edelstener kan ikke bestemmes til å være enaksiale krystaller utelukkende basert på utseendet (Figur 2-3-110). Bare ved å observere de tilsvarende fenomenene under et refraktometer (figur 2-3-111) eller polarisasjonsmikroskop (figur 2-3-112) kan man avgjøre dette.

(4) Biaxiale krystaller

Ikke-homogene edelstener med to optiske akser kalles diaxiale. Edelstener i den nedre krystallgruppen er alle biaxiale edelstener (Figur 2-3-113). For eksempel topas, olivin og alle andre rombiske edelstener, diopsid, monokliniske edelstener, lapiditt, solstein, månestein og trikliniske edelstener.

Edelstener med en relativt perfekt krystallform kan direkte identifiseres som biaxiale krystaller basert på formen (Figur 2-3-114).

Edelstener med ufullkomne krystallformer og bearbeidede krystaller kan ikke identifiseres som biaxiale krystaller basert på formen; de kan bare bestemmes ved å observere de tilsvarende fenomenene under et refraktometer eller polarisasjonsmikroskop.

8.4 Spredningshastighet, total intern refleksjon

(1) Spredningshastighet

Forskjellen i brytningsindeks ble målt for B-linjen (686,7 nm) og G-linjen (430,8 nm) i solspekteret. Alternativt kan den forstås enklere som forskjellen mellom to spesifikke brytningsindekser for den samme edelstenen, der hver spesifikke brytningsindeks er målt under lys med en bestemt energi.

Spredningshastigheten til edelstener blir sjelden husket; den brukes hovedsakelig til referanse og sammenligning.

Generelt sett er det slik at jo høyere dispersjonshastigheten til en edelsten er, desto mer sannsynlig er det at den viser dispersjonsfenomener blant fasetterte edelstener med samme grad av total indre refleksjon (Figur 2-3-115). Dispersjonshastigheten til edelstener blir sjelden husket; den brukes hovedsakelig til referanse og sammenligning.

(2) Total intern refleksjon

Brytning oppstår når lys passerer gjennom materialer med ulik faktisk optisk tetthet. Når lys beveger seg fra et tett medium til et mindre tett medium, avviker den brutte strålen fra normalretningen, og den brutte vinkelen er større enn den innfallende vinkelen. Innfallsvinkelen når brytningsvinkelen er 90°, kalles den kritiske vinkelen. Alle innfallende lysstråler som er større enn den kritiske vinkelen, kan ikke trenge inn i det mindre tette mediet og reflekteres i det tette mediet, i henhold til refleksjonsloven (Figur 2-3-116).

Når dette prinsippet brukes i fasettsliping, kan det likevel oppstå et merkbart dispersjonsfenomen selv om edelstenens dispersjonshastighet er svært lav (Figur 2-3-117).

Dette prinsippet brukes også til å identifisere diamanter og diamantimitasjoner, ofte kalt linjetesten. Fremgangsmåten og analyseresultatene for dette eksperimentet er som følger: Legg edelstenen med den største flaten ned og den spisse enden opp på et stykke papir med rette linjer tegnet på. Hvis man kan se streker gjennom edelstenen, indikerer det at det dreier seg om en diamantimitasjon, ellers er det en diamant. Det er spesielt viktig å merke seg at den eksperimentelle vurderingen er feil hvis forholdet mellom den testede edelstenens midjelengde og -bredde avviker fra 1 1, eller hvis den testede edelstenen har en subdiamantglans eller diamantglans (figur 2-3-118 til 2-3-121).

8.5 Naturlig lys, polarisert lys

(1) Naturlig lys

Lyset som sendes ut fra en vanlig lyskilde, inneholder lysvektorer i alle retninger, med like store amplituder i alle mulige retninger (aksialsymmetrisk). Denne typen lys kalles naturlig lys. Naturlig lys representeres av to innbyrdes vinkelrette, uavhengige (uten et bestemt faseforhold) lysvibrasjoner med samme amplitude, som hver har halvparten av vibrasjonsenergien (figur 2-3-122).

Naturlig lys er en av de viktigste lyskildene for å observere edelstener med det blotte øyet, og det finnes mange måter å få tak i det på, for eksempel lys i skyggen på en solskinnsdag, lys fra en lommelykt og lys fra lamper med bestemt fargetemperatur.

(2) Polarisert lys

Lys som bare vibrerer i en fast retning, kalles polarisert lys. Polarisert lys vil bli spesifikt nevnt; hvis det ikke er nevnt, antas det å være naturlig (Figur 2-3-123).

Den viktigste måten å oppnå polarisert lys på er å la naturlig lys passere gjennom en spesiell polarisator eller å la naturlig lys passere gjennom ikke-krystallinske edelstener for å produsere polarisert lys.

Polarisert lys kan brukes til å forklare fargemangfoldet i edelstener, og fenomenet med dobbeltbrytning i edelstener er også designprinsippet for polariserende filtre.

9. Sammendrag av krystalloptiske terminologirelasjoner

Mange spesialiserte termer er involvert i krystaller, og det kan ta tid for nybegynnere å forstå sammenhengene mellom optiske termer. Derfor oppsummerer denne boken forholdet mellom noen optiske termer som er involvert i krystaller (tabell 1).

Det sistnevnte optiske begrepet eksisterer som et separat fenomen og har ingen relasjon til andre optiske begreper.

Tabell 1: Oppsummeringstabell over terminologiske forhold innen krystalloptikk.

	Krystall			Kan det bedømmes med det blotte øye?	Vanlige observasjonsinstrumenter
Krystallklassifisering	Avansert krystallfamilie	Mellomliggende krystallfamilie	Krystallfamilie på lavt nivå	De typiske krystallformene kan observeres med det blotte øyet, men krever vanligvis instrumenter til hjelp.	Refraktometer, polarisator, dikroskop, mikroskop
Krystallklassifisering	Isometrisk krystallsystem	Trigonalt krystallsystem, tetragonalt krystallsystem, sekskantet krystallsystem	Ortorhombisk krystallsystem, monoklint krystallsystem, triklint krystallsystem
Optisk egenskap	Isotropisk kropp	Ikke-homogent legeme
Optisk egenskap	Isotropisk kropp	Enakset krystall med positiv eller negativ dobbeltbrytning	Enakset krystall med positiv eller negativ dobbeltbrytning	×	Refraktometer Polarizer
Lysbrytning	Uniaxial refraksjon	Dobbeltbrytning viser enaksial brytning i en bestemt retning	Dobbeltbrytning Utviser enkel brytning i to bestemte retninger	Høy dobbeltbrytning kan observeres med det blotte øye, men krever vanligvis hjelp av instrumenter.	Refraktometer, polarisator, mikroskop.
Polykromisitet	Ingen pleokroisme	Sterk til svak dikroisme	Trichroisme fra sterk til svak eller dichroisme fra sterk til svak	Noen få edelstener kan det, men de fleste krever bruk av instrumenter	Dikroskop
Farge	Det har ingen sammenheng med om det er en krystall og klassifiseringen av krystaller; fargen på krystallen avhenger av urenheter og gitterdefekter i krystallen.			√	×
Glans	Det har ingen sammenheng med om det er en krystall og dens klassifisering; poleringsgraden av alle typer edelstener vil påvirke glansen			√	×
Åpenhet	Det har ikke noe å gjøre med om det er en krystall eller klassifiseringen av krystaller. Hvor gjennomsiktig en krystall er, avhenger ofte av innholdet av inneslutninger i krystallen.			√	×
Luminescens	Det er ikke relatert til om det er en krystall og klassifiseringen av krystaller; det avhenger av urenheter og gitterdefekter i krystallen			Noen få edelstener kan det, men de fleste krever bruk av instrumenter	Ultrafiolett fluorescerende lampe
Spesielt optisk fenomen	Mulige fargeendringseffekter osv.	Mulig katteøyeeffekt, stjernelys-effekt, fargeendringseffekt osv.	Mulige effekter inkluderer katteøyeeffekt, stjernelys-effekt, fargeendringseffekt, gullstøv-effekt, måneskinnseffekt.	√	×
Spredning	Dette fenomenet er vanlig i krystallsteiner, men er ikke relatert til krystallklassifisering; synligheten av dispersjon avhenger av krystallens dispersjonshastighet og graden av total indre refleksjon i fasettene.			√	×

Avsnitt II Hvorfor har edelstener farge

1. Tradisjonelle årsaker til edelstenens farge

Ved feltmineralidentifikasjon er det et svært viktig bevis som kalles stripefarge, som innebærer at man gnir det innsamlede naturmaterialet på en uglasert hvit porselensplate for å etterlate et mineralpulver, og bruker fargen på mineralpulveret til å identifisere visse karakteristiske mineraler (tabell 2).

Tabell 2: Forholdet mellom mineralfarge, stripefarge, transparens og glans

Farge	Stripefarge	Åpenhet	Glans
Fargeløs	Fargeløs eller hvit	Gjennomsiktig	Glassglans
Lys farge	Fargeløs eller hvit		Glassglans
Mørk farge	Lys eller fargerik		Semi-metallisk glans
Metallisk farge	Mørk eller metallisk farge	Ugjennomsiktig	Metallisk glans

Ifølge litteraturen var folk allerede i den østlige Jin-perioden i stand til å bruke stripefargen til å skille mellom sølvgullmalm og naturlig gull.

Strekfargen er av stor betydning for identifisering av mineraler.

① Strekfargen til mineraler eliminerer pseudofarger; i pulverform vil mineraler miste alle grensesnitt som påvirker lyset, og pseudofargene til mineraler forsvinner.

② Strekfargen på mineralet har svekket allokromatisk farge.

③ Strekfargen på mineralet fremhever idiokromatisk farge.

Pulveret kan ikke reflektere lys og er ikke gjennomsiktig for ugjennomsiktige mineraler (hovedsakelig de med metallglans), så stripen er gråsvart. Halvtransparente mineraler absorberer noe lys, så fargen på stripen er ikke veldig forskjellig fra bulkmineralene. På grunn av god lystransmisjon og nesten ingen absorpsjon av synlig lys, fremstår transparente mineraler som hvite.

Pyritt og bornitt tilhører mineraler med metallisk glans, så deres stripe er svart; den krystallinske hematitten kalles vanligvis spekulær hematitt, som har en submetallisk til metallisk glans og absorberer noen bølgelengder av lys, og presenterer dermed en viss farge, nemlig rød; Samtidig er rhodochrosite et gjennomsiktig mineral, så stripen er hvit.

For å forklare fargeforskjellene mellom fargen på store, faste mineralstykker og deres stripefarge, klassifiserer mineralogien mineralfarger i tre typer: idiokromatisk farge, allokromatisk farge og pseudofarge, basert på hypotesen om kromoforelementer (tabell 3). Denne hypotesen gjelder også for edelstener i mineraler.

Tabell 3: Vanlige fargestoffer i edelstener

Fargelegging av elementer	atomnummer	Edelstenens farge	Eksempler på edelstener
Jern Fe	26	Farger som rød, blå, grønn, gul osv.	Blå safir, peridot, akvamarin, turmalin, blå spinell, jade, almandin, olivin, diopsid, idokrase, kyanitt osv.
Krom Cr	24	Grønn og rød	Rubin, smaragd, jade, alexandritt, uvarovitt, rød spinell, demantoid, pyrop, turmalin og andre
Mangan Mn	25	Rosa, oransje	Rød beryll, rhodochrositt, rhodonitt, Spessartin-Garnet charoitt, visse røde turmaliner osv.
Diamond Co	27	Rosa, oransje, blå	Blå syntetisk spinell, syntetisk alexandritt osv.
Lantan Pr, neodym Nd	Praseodym 59 Neodym 60	Praseodym og neodym opptrer ofte sammen og danner gule og grønne	Apatitt, lyslilla syntetisk koboltoksid osv.
Uran U	92	Forårsaker den opprinnelige edelstensfargen	Zirkon
Nøkkel V	23	Grønn, lilla eller blå	Essonitt, zoisitt, syntetisk korund (imitert aleksandritt) osv.
Kobber Cu	29	Grønn, blå, rød osv.	Malakitt, silisiummalakitt, turkis, azuritt osv.
Selen Se	34	Rød	Visse røde glass osv.
Nikkel Ni	28	Grønn	Krysopras, grønn opal osv.
Scandium Ti	22	Blå	Safir, benitoitt, topas osv.

(1) Idiokromatisk farge

Fargen er forårsaket av grunnstoffer som er grunnleggende kjemiske komponenter i edelstenmineraler, hvorav de fleste er overgangsmetallioner. Fargen på selvfargede edelstener er stabil (tabell 4).

Tabell 4: Vanlige ensfargede edelstener og deres fargeelementer

Navn på edelsten	Kjemisk sammensetning	Edelstenens farge	Fargelegging av elementer
Uvarovitt	Ca₃Cr₂ (SiO₄)	Grønn	Krom
Olivine	(Fe,Mg)₂SiO₄	Gulgrønn	Jern
Malakitt	CU₂(CO₃)(OH)₂	Grønn	Kobber
Rhodokrositt	MnCO₃	Rosa	Mn
Turkis	CUAl₆((PO₄)₄(OH)₈ -4H₂O	Blå	Kobber
Spessartine-Garnet	Mn₃Al₂(SiO₄)	Oransje	Mn
Rhodonitt	(Mn,Fe,Mg,Ca)SiO₃ og SiO₃	Magenta	Mn
Almandine	Fe₃Al₂(SiO₄)	Rød	Jern

(2) Allokromatisk farge

Fargen skyldes kromoforelementer som finnes i edelstenmineraler. Fargen på andre edelstener er stabil.

① Når renfargede edelstener er fargeløse, kan de produsere farger når de inneholder spor av fargestoffer, og ulike spor av fargestoffer kan produsere ulike farger. For eksempel spinell og turmalin (tabell 5).

② Ulike valenser av samme grunnstoff kan gi forskjellige farger, slik at de som inneholder Fe³⁺ ofte ser brune ut, mens de som inneholder Fe²⁺ ofte ser lyseblå ut, for eksempel akvamarin.

③ Det samme grunnstoffet i samme oksidasjonstrinn kan også gi forskjellige farger i ulike edelstener, for eksempel Cr³⁺, som gir rødt i korund og grønt i smaragd.

Tabell 5: Farger på noen andre edelstener og deres fargeelementer

Navn på edelsten	Kjemisk sammensetning	Edelstenens farge	Fargelegging av elementer
Spinell	MgAI₂O₄	Fargeløs	-
		Blå	Fe eller Zn
		Brun	Fe, Cr
		Grønn	Fe
		Rød	Cr
Turmalin	(Na,Ca)R₃Al₃Si₁₆O₁₈ (O,OH,F) , der R hovedsakelig refererer til elementer som Mg , Fe , Cr, Li, Al , Mn	Fargeløs	-
		Rød	Mn
		Blå	Fe
		Grønn	Cr, V, ,Fe
		Brun, gul	Mg

(3) Pseudo-farge

Pseudofarge har ingen direkte effekt på den kjemiske sammensetningen av edelstener. Edelstener med pseudofarge inneholder ofte små, parallelle inneslutninger, for eksempel oppløste krystallsplinter og sprekker. De bryter, reflekterer, interfererer og diffrakterer lys, og dermed oppstår pseudofargen. Enkelte spesielle slipemetoder kan også forårsake pseudofarger i edelstener (tabell 6).

Pseudofarger er ikke iboende i edelstenen, men kan tilføre sjarm.

Tabell 6: Klassifisering av årsaker til Pseudo Farges

Klassifisering av årsaker	Definisjon	Eksempel
Spredning	Fenomenet der hvitt, sammensatt lys dekomponeres i ulike bølgelengdespektre når det passerer gjennom materialer med prismeegenskaper.	Diamant, zirkon, syntetisk kubisk zirkoniumoksid, syntetisk silisiumkarbid, sfaleritt, kunstig strontiumtitanat, syntetisk rutil osv.
Spredning	Fenomenet der lysstråler avviker fra sin opprinnelige retning og spres under forplantning i et medium på grunn av tilstedeværelsen av ujevne klumper i materialet.	(1) Fargeendringene på edelstener som kan forklares med spredning inkluderer blå månestein, blå kvarts, opal, lilla fluoritt og hvit melkekvarts. (2) Spesielle optiske fenomener som kan forklares ved spredning inkluderer katteøyeeffekt, stjerneeffekt og sandgulleffekt. (3) En type glans som kan forklares med spredning er perlemorglans.
Forstyrrelser	Fenomenet med superposisjon av to monokromatiske lyskilder som sender ut to kolonner med lysbølger som er i samme retning, har samme	(1) Kan brukes til å forklare irisering forårsaket av tilstedeværelsen av sprekker eller spaltning, for eksempel iriserende kvarts (Figur 2-3-124). (2) Kan brukes til å forklare den fargeskiftende effekten i spesielle optiske fenomener, for eksempel opal. (3) Kan brukes til å forklare den ugjennomsiktige overflaten til bornitt og bronsefargen som produseres ved oksidasjon av syntetisk silisiumkarbid. Ingen edelstener har en bronsefarge (figur 2-3-125).
Diffraksjon	Fenomenet med lysbølger som avviker fra sin geometriske bane når de støter på hindringer under forplantningen.

2. De moderne årsakene til edelstenens farge

Hver hypotese har sine begrensninger. I studiet av moderne edelstenmineraler har tradisjonelle fargeforårsakende minerologer og gemmologer funnet ut at utseendet eller fargeforandringen i visse edelstenmineraler ikke kan forklares, for eksempel fargeårsakene til diamanter og endringene i edelsteinsfarge før og etter bestrålingsbehandling.

Moderne fysikk og kjemiutvikling har kompensert for manglene ved tradisjonelle hypoteser om fargegenese. Den er basert på krystallfeltteori, molekylorbitalteori, båndteori og fysisk optisk teori, kombinert med spektroskopiske metoder for å forklare fargene på edelstener.

Moderne teorier om materiens oppbygning går ut på at materien består av atomer, som igjen består av en kjerne og elektroner, der elektronene beveger seg utenfor kjernen. Kvantemekanikken beskriver elektronenes og andre mikroskopiske partiklers bevegelser. I 1913 fremsatte Bohr hypotesen om at atomer eksisterer i stabile tilstander med bestemt energi, såkalte stasjonære tilstander. Hver type atom kan ha mange stasjonære tilstander med ulike energiværdier, og disse stasjonære tilstandene er ordnet etter energi for å danne energinivåer, der den stasjonære tilstanden med lavest energi kalles grunntilstanden, og de andre tilstandene kalles eksiterte tilstander. Vanligvis befinner atomer eller ioner seg i en stabil tilstand, det vil si i grunntilstanden, der det ikke er noen utstrålt energi. Hvis et atom eller ion utsettes for ekstern termisk energi, elektrisk energi eller andre former for energi, vil de ytre elektronene absorbere energi og gå over til en eksitert tilstand. Elektroner i eksitert tilstand er imidlertid ustabile, og etter ca. 10-⁸ sekunder går elektronene tilbake til grunntilstanden, samtidig som de utstråler en del energi i form av lys.

I gemmologien kan dette forstås slik at fargen på edelstener skyldes effekten av ekstern energi, som for eksempel lys, på elektronene i edelstenens atomære sammensetning. Dette fører til at elektronene går fra grunntilstanden til den eksiterte tilstanden og selektivt absorberer spesifikke bølgelengder av lys. De ulike typene elektronoverganger og forskjellene i absorbert energi under denne prosessen resulterer i de forskjellige fargene som edelstenene til slutt har. Tabell 7 er en omfattende oppsummering av russiske og amerikanske forskere, som kategoriserer edelstensfarger i 12 typer som tilhører 4 hovedteorier.

Tabell 7: Moderne fargetyper av edelstener

Tilsvarende tradisjonelle fargeårsaker	Moderne modeller for fargeårsaksteori	Moderne farge forårsaker typer	Typiske edelstener
Idiokromatisk farge, allokromatisk farge	Krystallfeltteori	Overgangsmetall	Malakitt, granat, turkis osv.
		Urenheter fra overgangsmetaller	Smaragd, sitrin, rubin osv.
		Fargesenter	Ametyst, røykkvarts, fluoritt osv.
	Molekylorbitalteori	Ladningsoverføring	Safir, lapis lazuli osv.
	Molekylorbitalteori	Organisk farging	Rav, korall osv.
	Båndteori	Dirigent	Kobber (Cu ) , sølv (Ag ) osv.
		Halvleder	Bleiglans, proustitt osv.
		Uren halvleder	Blå diamanter, gule diamanter osv.
Pseudofarge	Teori for fysisk optikk	Spredning	"Ild" i fasetterte diamanter osv.
		Spredning	Månestein osv.
		Forstyrrelser	Farging av kobberkis og andre etc.
		Diffraksjon	Opal, farge på overflaten av kopperkis osv.

Del III Forklaring av mekaniske egenskaper knyttet til krystaller

De mekaniske egenskapene til edelstener er delt inn i fire hovedkategorier og syv fenomener: spalting, brudd og brekkasje tilhører én kategori, mens de tre andre kategoriene er hardhet, tetthet og seighet. Her vil vi diskutere spalting, brudd, brudd, hardhet og relativ tetthet i forbindelse med krystaller.

Spalting, brudd og brekkasje er egenskaper ved krystaller som oppstår under ytre kraft, og bruddkarakteristikkene og årsakene er forskjellige. De er en av de viktigste fysiske egenskapene for å identifisere og behandle edelstener.

1. Spalting av krystaller

1.1 Definisjon av spalting

Fenomenet der en krystall brytes opp langs bestemte krystallografiske retninger i glatte plan under påvirkning av ytre kraft, kalles spalting, og disse glatte planene kalles spaltingsplan (figur 2-4-1).

Spaltning kan brukes til å skille mellom forskjellige krystaller. Integritetsgraden til spaltningsplanet, spaltningsretningen og spaltningsvinkelen til forskjellige krystaller er forskjellig. Spaltning er et av de viktigste trekkene som gjenspeiler krystallstrukturen (figur 2-4-2) og har en mer generell betydning enn krystallmorfologi. Uansett hvor nær krystallen er til det ideelle nivået, så lenge krystallstrukturen ikke endres, forblir spaltningens egenskaper uendret, noe som er et viktig karakteristisk grunnlag for identifisering av krystaller.

1.2 Viktige punkter for å observere spalting

Hvis man observerer bruddflaten i en krystall eller edelsten fra en bestemt retning med reflektert lys, og hvis bruddflaten er flat og viser et speillignende glimt under risting, kalles denne bruddflaten spalting.

Spaltningsflater kan forekomme ikke bare i krystaller, men også i bearbeidede edelstener, som for eksempel den fjærlignende midjen på en ferdig diamant og den tusenbeinlignende spaltningen i en månestein.

Når man observerer spaltningsoverflater med reflektert lys, kan de iblant ha en perlemoraktig glans (figur 2-4-3), og man kan også se interferensfarger mellom spaltningslagene (figur 2-4-4, 2-4-5).

1.3 Beskrivelse av metoder for spalting

Beskrivelsen av spalting er delt inn i tre aspekter: spaltingsplanets fullstendighet, spaltingens retning og spaltingens vinkel.

(1) Fullstendighet av spaltingsflater

Basert på tilstedeværelse eller fravær av spalting og graden av glatthet (også kjent som utviklingsgrad), kan spalting deles inn i fire kategorier: fullstendig spalting, fullstendig spalting, moderat spalting og ufullstendig spalting (tabell 1).

Tabell 1: Spaltningsnivåer og observasjonskarakteristikker

Spaltningsnivå	Vanskelighetsgrad	Kjennetegn ved observasjon av spaltingsoverflater	Eksempel
Perfekt utringning	Lett å dele opp i tynne ark	Glatte og flate tynne plater	Glimmer, grafitt osv.
Fullstendig spalting	Spaltes lett i flater eller små biter, med vanskelige bruddflater.	Glatte, flate og blanke overflater som kan se ut som en trapp.	Diamant, topas, fluoritt, kalsitt osv.
Moderat spalting	Kan splittes i plan, slik at det lettere oppstår brudd	En relativt flat overflate, lite sammenhengende og noe ru.	Chrysoberyl, månestein osv.
Ufullstendig spalting	Ikke lett å dele opp i plan, med mange brudd	Diskontinuerlig, ujevn, med en fettete følelse	Apatitt, zirkon, olivin osv.

Krystaller med perfekt spaltning er uegnet til smykker på grunn av deres holdbarhet og dårlige bearbeidbarhet. For eksempel glimmer (figur 2-4-6) og grafitt.

Krystaller med andre grader av spaltning enn den helt perfekte spaltningen kan brukes som edelstener, for eksempel diamanter med perfekt spaltning og fluoritt (figur 2-4-7). Topas (figur 2-4-8) osv.

Ordet utvikling brukes ofte når man beskriver eller diskuterer spalting, og det kan forstås som predisposisjon, for eksempel spaltingsutvikling, som betyr at spalting har en tendens til å skje.

(2) Spaltningsretning

Ulike mineraler kan ha én eller flere spaltningsretninger.

Vanligvis er det én retning (grafitt, glimmer osv.), to retninger (hornblende osv.), tre retninger (kalsitt osv.) og i tillegg fire retninger (f.eks. fluoritt) og seks retninger (f.eks. sfaleritt) spaltning (Figur 2-4-9).

Siden spaltning er et retningsbestemt fenomen, er det viktig å sørge for at planet på edelstenen som bearbeides, ikke er parallelt med spaltningsplanet. Det må være forskjøvet med minst 5° grader, ellers vil det oppstå et fenomen der fasettene uansett ikke kan poleres jevnt og lyst.

(3) Spalting skjæringsvinkel

For krystaller eller edelstener med to eller flere spaltningsretninger står de flere spaltningsretningene i bestemte vinkler, og dette vinkelforholdet kalles skjæringsvinkelen (figur 2-4-10, 2-4-11).

2. Spalting av krystaller

2.1 Definisjon av spalting

Fenomenet der en krystall brytes langs visse krystallografiske retninger under ytre kraft, noe som ligner spalting, men med en glattere overflate enn spalting.

Brudd og spaltning har forskjellige årsaker; brudd oppstår ofte ved tvillinggrensen, spesielt i visse aggregerte tvillingsteiner, og i gemmologi opptrer de bare i korund (figur 2-4-12)

2.2 Viktige punkter for å observere brudd

① Krystaller før bearbeiding kan observeres for brudd ved hjelp av reflektert lys, noe som avslører en til tre retninger av trinnlignende bruddflater på edelstenen, i likhet med spalting (figur 2-4-13, 2-4-14).

Bearbeidede edelstener kan observeres for brudd ved hjelp av gjennomskinnelig lys, noe som avslører én til tre retninger av parallelle, glattere bruddflater inne i edelstenen (Figur 2-4-15).

3. Brudd i krystaller

3.1 Definisjon av brudd

Fenomenet der mineraler ikke brytes i en bestemt retning etter å ha blitt belastet, noe som resulterer i bruddflater med ulike ujevne og uregelmessige former, kalles brudd (Figur 2-4-16). Forekomsten av brudd er ikke relatert til edelsteners naturlighet; dette fenomenet kan sees i naturlige, syntetiske og kunstige edelstener. Forekomsten av brudd er heller ikke relatert til klassifiseringen av edelstener; dette fenomenet kan observeres i krystaller, aggregater, organiske edelstener og amorfe faste stoffer.

3.2 Viktige punkter for å observere brudd

Observerer bruddflaten på krystallen eller edelstenen i en bestemt retning ved hjelp av et reflekterende lysrør. Hvis bruddflaten er ujevn og viser reflekterende flimring under bevegelse, kalles denne bruddflaten et brudd.

Brudd kan oppstå i rå krystallsteiner og edelstener med intakte former etter bearbeiding, spesielt etter fall eller ytre påvirkning (Figur 2-4-17). Skjellignende brudd har ofte en fettaktig glans.

3.3 Metoder for å beskrive brudd

Brudd skiller seg fra glatte og flate spalteflater; de er som regel ujevne og buede. Vi bruker ofte analogier for å beskrive morfologien til brudd, og bruker begreper som er vanlige i dagliglivet, for eksempel skjellignende og uregelmessig.

Den vanligste bruddformen i krystaller er skallformede brudd, som lett kan observeres i mange edelstener der spaltingen er dårlig utviklet. For eksempel i kvarts, turmalin og syntetisk yttriumaluminiumgranat (figur 2-4-18, 2-4-19).

4. Krystallers hardhet

4.1 Definisjon av hardhet

Hardhet er et begrep innen fysikk og refererer til et materiales evne til å motstå at et hardt objekt trenger inn i overflaten. Det indikerer ulike materialers sammenlignbare mykhet eller hardhet basert på deres lokale motstand mot ytre inntrengning. På grunn av etableringen av ulike testmetoder finnes det forskjellige hardhetsstandarder. Den mekaniske betydningen av disse hardhetsstandardene er forskjellig og sammenlignes vanligvis ved hjelp av eksperimentelle resultater, men Vickers' hardhet og Mohs' hardhet kan omregnes ved hjelp av formler.

Det finnes mange metoder for å teste hardhet, blant annet innrykk, penetrasjon, sliping og rebound-metoder, hvorav de to første metodene er mye brukt.

Ved indenteringsmetoden brukes en kjegleformet indenter av legering eller diamant, som påføres en viss belastning (vekt) på mineralets polerte overflate. Forholdet mellom belastningen og innrykkets areal (eller dybde) brukes til å bestemme mineralets hardhet. Hardheten som måles med en rombisk formet indentor, kalles Knoop-hardhet. Hardheten som måles med en firkantet indenter, kalles Vickers-hardhet (HV), også kjent som absolutt hardhet (figur 2-4-20, 2-4-21). I mineralogiske og gemmologiske studier er det vanligvis Vickers-hardheten som testes.

Skrapemetoden evaluerer et minerals motstand mot ytre krefter som riper, pressing eller sliping. Denne metoden har blitt konsekvent brukt i mineralogien sammen med Mohs' hardhetsskala (Friedrich Mohs, 1822) (Figur 2-4-22). Mohs' hardhetsskala er en rangeringstabell over 10 vanlige mineraler med høy renhet i naturen, ordnet etter hvor motstandsdyktige de er mot riper. De registrerte resultatene av denne rangeringen kalles Mohs' hardhet (HM), også kjent som relativ hardhet.

Hardheten i tabellen over identifikasjonsparametere for edelstener refererer til Mohs' hardhet.

Vickers-hardhet og Mohs-hardhet kan omregnes ved hjelp av en formel, og omregningsresultatene viser at forholdet mellom Mohs-hardhet og Mohs-hardhet er et ikke-lineært vekstforhold (Figur 2-4-23).

4.2 Observasjoner om Mohs' hardhet

① Hardheten til de aller fleste mineraler testes i krystallografi ved å karakterisere standardmineraler på Mohs' hardhetsskala mot de mineralene som testes. Ved identifisering av edelstener er det strengt forbudt for edelstener å skrape hverandre (riper kan påvirke edelstenens verdi).

For visse edelstener og imitasjoner av disse som er slipt i fasetterte former, kan vi skille mellom edelstenene og imitasjonene ved å observere skarpheten på fasettkantene på grunn av ulik hardhet, for eksempel skillet mellom diamanter og diamantsimulanter (Figur 2-4-24 til Figur 2-4-25) og skillet mellom rubiner og syntetiske rubiner (Figur 2-4-26).

4.3 Metode for beskrivelse av Mohs' hardhet

Hvis et mineral kan ripe opp apatitt (dvs. hardheten er større enn apatitt), men kan ripes opp av ortoklas (dvs. hardheten er mindre enn ortoklas), er mineralets hardhet mellom 5 og 6, noe som kan skrives som 5-6. I praksis kan enklere metoder brukes i stedet for en hardhetstester; for eksempel er hardheten til en fingernegl 2,5, og hardheten til en kniv er 5,5, så mineralets hardhet kan grovt sett deles inn i mindre enn en fingernegl ( 5,5). En vanlig stålnål (HM=5,5~6) kan også brukes. Tabell 2 viser en tabell over vanlige edelstener og dagligdagse gjenstander med Mohs-hardhet.

Tabell 2: Vanlige edelstener og husholdningsartikler Mohs' hardhetstabell

Hardhet	Representativt objekt	Vanlige bruksområder
1	Talkum, grafitt	Talk er standardmineralet for Mohs' hardhetsskala, og det er kjent for å være det mykeste mineralet. Det brukes blant annet som talkumspulver, men på grunn av sin svært lave Mohs-hardhet kan det ikke brukes som edelsten.
2	Gips	Standardmineral for Mohs' hardhetsskala; på grunn av sin svært lave Mohs-hardhet kan den ikke brukes som edelsten. Den finnes på markedet som seglstein og samleobjekter
2 ~ 3	Isbiter	En av de vanligste gjenstandene i dagliglivet
2.5	Negler, rav, Elfenben	Rav og elfenben er vanlige organiske edelstener
2.5 ~ 3	Gull, sølv, aluminium	Gull og sølv brukes ofte til smykker, mens aluminium ofte brukes i industrielle applikasjoner
3	Kalsitt, kobber, perler, kobbernåler.	Kalsitt er standardmineralet for Mohs' hardhetsskala og kan brukes som utskjæringsmateriale. Det er også en viktig komponent i dikroskoper som brukes til å identifisere edelstener. Kobber ble først brukt til dekorasjon og er i dag vanlig i legeringsproduksjon og som overføringsmedium i elektronikkindustrien. Perler er vanlige organiske edelstener.
3.5	Skjell.	Vanlige organiske edelstener; mindre skjell kan legges direkte inn som dekor, mens større skjell kan skjæres og poleres til perler og andre dekorative materialer, som for eksempel tridacna gigas.
4	Fluorspar	Det er et standardmineral på Mohs' hardhetsskala, også kjent som fluoritt, og kan brukes som utskjæringsmateriale og er en av de vanligste edelstenene. På grunn av sin relativt lave hardhet dukker den ofte opp i mer unike håndlagde smykker.
4 ~ 4.5	Platina	Sjeldne metaller, og også det hardeste blant edelmetallene. Platina brukes ofte i militærindustrien eller i smykkeforedling
4 ~ 5	Jern	Brukes ofte i stålproduksjon og andre industrielle applikasjoner.
5	Apatitt	Mohs hardhetsskala standardmineraler, en av de vanligste edelstenene
5 ~ 6	Rustfritt stål, liten kniv, stålnål, glassobjektglass	Et av verktøyene som ofte brukes i geologi for å karakterisere mineraler og bergarter, og for å foreta en foreløpig vurdering av mineralers og bergarters Mohs-hardhet
6	Ortoklas, tanzanitt, ren titan	Feltspat er standardmineralet for Mohs' hardhetsskala, og tanzanitt er en av de vanligste edelstenene.
6 ~ 7	Tenner (ytre lag av kronen), porselensbiter.	Hovedkomponenten er hydroksyapatitt.
6 ~ 6.5	Nephrite	En av de vanligste typene jade.
6.5	Pyritt	Krystallen har stor prydverdi og blir sjelden slipt og polert til edelstener.
6.5 ~ 7	Jadeitt	En av de vanligste typene jade.
7	Kvarts, ametyst	Standardmineral på Mohs hardhetsskala, en av de vanligste edelstenene
7.5	Turmalin, zirkon	En av de vanligste edelstenene
7 ~ 8	Granat	En av de vanligste edelstenene
8	Topas	Mohs hardhetsskala standardmineraler, en av de vanligste edelstenene
8.5	Heliodor	En av de vanligste edelstenene
9	Korund	Mohs hardhetsskala standardmineraler, en av de vanligste edelstenene
9.25	Syntetisk silisiumkarbid	En av de vanligste diamantsimulatorene
10	Diamant	Mohs hardhetsskala standardmineraler, en av de vanligste edelstenene
Større enn 10	Nanostav av polymerdiamant	Tyske forskere utviklet i 2005 et materiale som er hardere enn diamant, og som har store muligheter for industriell anvendelse

5. Relativ tetthet av krystaller

5.1 Definisjon av relativ tetthet

Tetthet er en av de viktigste egenskapene til edelstener, ettersom den gjenspeiler deres kjemiske sammensetning og krystallstruktur. Tettheten til en edelsten refererer til massen av edelstenen per volumenhet, vanligvis målt i g/cm³.

Edelsteners relative tetthet og tetthet er numerisk sett det samme, men førstnevnte er lettere å måle. Den relative tettheten til en edelsten refererer til forholdet mellom dens vekt i luft og vekten av et like stort volum vann ved 4 °C, der massen av 1 cm³ vann er nesten nøyaktig 1 g ved 4 °C.

Den relative tettheten til en edelsten avhenger av dens kjemiske sammensetning. Den relative tettheten til samme type edelsten kan variere på grunn av endringer i kjemisk sammensetning, isomorf substitusjon, mekaniske inneslutninger, tilstedeværelsen av inneslutninger og adsorpsjon av luft i hulrom og sprekker. For eksempel er den gjennomsnittlige relative tettheten til diamanter 3,52 g/cm³, men den relative tettheten til australske diamanter er 3,54; noen gule diamanter fra Afrika har en relativ tetthet på 3,52, og noen brune diamanter fra Brasil har en relativ tetthet på 3,60.

5.2 Testmetoder for relativ densitet

Den hydrostatiske veiemetoden og tungvæskemetoden er vanlige metoder for å bestemme den relative tettheten til edelstener. Førstnevnte metode kan måle den relative tettheten til edelstener mer nøyaktig, mens sistnevnte raskt kan skille mellom to lignende edelstener med ulik relativ tetthet.

Den relative tettheten til edelstener varierer vanligvis fra 1 til 7. De som ligger under 2,5 (for eksempel rav) regnes som lav relativ tetthet, de som ligger mellom 2,5 og 4 (for eksempel kvarts) har middels relativ tetthet, og de som ligger over fire regnes som høy relativ tetthet. De fleste edelstener har en relativ tetthet på mellom 2,5 og 4.

(1) Hydrostatisk veiemetode

Når en gjenstand er nedsenket i en væske, er oppdriftskraften som utøves av væsken på gjenstanden, lik vekten av væsken som fortrenges av gjenstanden, i henhold til Arkimedes' prinsipp. Ved å måle edelstenens vekt i luft basert på vekten av væsken som fortrenges av gjenstanden, kan vi beregne den relative tettheten til edelstenen (forkortet SG, også kjent som spesifikk tyngdekraft). (Figur 2-4-27 til Figur 2-4-29).

Beregningsmetoden er vekten av edelstenen i luft dividert med forskjellen mellom vekten av edelstenen i luft og vann. Den beregnede verdien er vanligvis angitt med to desimaler, det vil si relativ tetthet = edelstenens vekt i luft ÷ (edelstenens vekt i luft - edelstenens vekt i vann) x vannets tetthet ＝ edelstenens vekt i luft ÷ vannets vekt i samme volum som edelstenen x vannets tetthet.

Hvis vi bruker formelen ovenfor og antar at en edelsten veier 5,80 g i luft og 3,50 g i vann, og at vann har en tetthet på 1 g/cm³, går utregningen som følger

SG ＝ 5,80 ÷ (5,80 - 3,50) x 1 g/cm³

＝5,80 4÷2,30 x 1 g/cm³

＝2,50 g/cm³

Dermed beregner vi at den relative tettheten til denne edelstenen er 2,50 g/cm³.

Det er viktig å merke seg at med mindre annet er spesifisert, er tettheten til vann vanligvis satt til 4 °C i g/cm³.

(2) Metode for tung væske

Tilbehøret for veiing av rent vann er plassert på vekten (nettposens opphengsstøtte er plassert på vektens vektskål, og begerbæreren er plassert i begge ender av vektens vektskål; annet tilbehør er vist i diagrammet nedenfor).

Tungvæskemetoden er en enkel og effektiv måte å indirekte bestemme den relative tettheten til en edelsten ved å plassere prøven i en kjent tung væske (se tabell 3) og observere om edelstenen synker eller flyter. Tungvæsker er en av de organisk flyktige, mildt giftige løsningene og brukes sjeldnere i moderne edelstenstesting.

Tabell 3: Fire vanlige tunge væsker og indikatormineraler

Vanlige tunge væsker	Tetthet av vanlige tunge væsker	Suspenderte indikatormineraler i vanlige tunge væsker
Fortynnet tribromometan CHBr₃	2.65	Ren krystall uten sprekker
Triklormetan CHBr₃	2.89	Ren grønn beryll uten sprekker
Fortynnet diiodmetan CH₂I₂	3.05	Ren rosa turmalin uten sprekker (tettheten til turmalin varierer noe med forskjellige farger, og den relative tettheten til rosa turmalin er relativt stabil)
Diiodmetan CH₂I₂	3.32	Ren jade uten sprekker

6. Krystallers seighet

En krystalls seighet omfatter både fleksibilitet og sprøhet. Fenomenet der edelstener har dårlig motstand mot brudd (slitasje, strekking, pressing, skjæring) kalles sprøhet.

Sprøhet har ingenting å gjøre med edelstenens optiske egenskaper og andre mekaniske egenskaper som spaltning, spaltning, brudd, hardhet, tetthet osv. Krystallens sprøhet er relatert til hvordan krystallelementene er koblet sammen, noe vi ikke kan observere med det blotte øye. Den kan bare føles og sees ved bearbeiding og bruk av edelstener (figur 2-4-30). Ved tidlig salg av ferdige fasetterte steiner ser man ofte at kanten på den fasetterte steinen er skadet på grunn av løst innpakningspapir, og skaden reduseres etter bruk av separat emballasje av mykt bomullspapir. Det er også vanlig at fasetterte kanter brekker på grunn av sprøhet hos edelstener som er plukket og observert over lang tid (Figur 2-4-31).

Den vanlige edelstenkrystallens sprøhet fra sterk til svak er som følger: fluoritt, krysoberyl, månestein, topas, smaragd, olivin, akvamarin, kvarts, diamant, safir, rubin.

Del IV Andre fysiske egenskaper ved krystaller

1. Krystallers elektriske egenskaper

(1) Konduktivitet

Edelsteinsmineralers evne til å lede elektrisitet kalles konduktivitet. De fleste edelstener er ikke-ledende, men edelstener som hematitt, syntetisk rutil og naturlige blå diamanter (type IIb) kan lede elektrisitet. Halvlederegenskapene til naturlige blå diamanter er spesielt viktige, ettersom de er et av kjennetegnene ved kunstig fargede diamanter, mens kunstig fargede blå diamanter er ikke-ledende.

(2) Termoelektrisk effekt

Når kvarts og turmalin varmes opp og kjøles ned gjentatte ganger, utvider eller trekker de seg sammen og genererer spenning eller ladning i begge ender av krystallen. Dette fenomenet kalles den termoelektriske effekten. Det er også grunnen til at turmalin absorberer støv når den varmes opp av sollys eller kunstig lys.

(3) Piezoelektrisk effekt

Fenomenet der det oppstår like store mengder av motsatte ladninger i begge ender av krystallmaterialer som kvarts når de komprimeres eller strekkes i en bestemt retning.

2. Krystallers termiske egenskaper - varmeledningsevne

Et materiales evne til å lede varme kalles varmeledningsevne, og ulike edelstener har ulik varmeledningsevne. Ved å sammenligne varmeledningsevnen kan man effektivt skille edelstener fra hverandre. Selv om termiske egenskaper bidrar til å identifisere mange edelstener, er den viktigste og mest åpenbare diamanten, som har en varmeledningsevne som er langt større enn den nest høyeste, korund. Dette er også et av designprinsippene for instrumenter som tester varmeledningsevnen til edelstener.

3. Krystallers radioaktivitet

Radioaktive grunnstoffer, som U, Th, Ra osv., kan spontant sende ut partikler eller stråler fra kjernen samtidig som de frigjør energi. Dette fenomenet kalles radioaktivitet, og denne prosessen kalles radioaktivt henfall. Hvis forskerne kjenner den radioaktive nedbrytningshastigheten og har instrumenter som kan måle forekomsten av ulike isotoper, kan de beregne alderen til et objekt med stor nøyaktighet. Ved å studere innholdet av radioaktive isotoper av de sjeldne metallene osmium (Os) og rhenium (Re) i diamanter kan man for eksempel bestemme alderen på milliarder av år gamle diamanter.

Radioaktivitet i naturlige edelstenmineraler, som diamanter, inneholder radioaktive elementer. Radioaktivitetens innvirkning på edelstenens egenskaper gjenspeiles i to aspekter: den forårsaker den naturlige fargen på edelstener og forbedrer edelstenens farge. Det er viktig å merke seg at overdreven radioaktivitet kan skade menneskekroppen.

4. Overflateegenskaper til edelstener

Overflateegenskapene til edelstenmineraler er relatert til edelstenmineralenes krystallstruktur på overflaten. Overflatestrukturen til edelstenmineraler varierer med den spesifikke typen edelsten, og overflateegenskapene som bestemmes av overflatestrukturen, vil uunngåelig variere.

Overflateegenskapene til edelstenmineraler kommer tydelig til uttrykk i deres adsorpsjonseffekter på eksterne stoffer, for eksempel hydrofobisitet og lipofilisitet. Hydrofobisitet er et begrep innen kjemi som refererer til den fysiske egenskapen til et molekyl (hydrofobt stoff) som frastøter vann. Hydrofobisitet kalles ofte lipofilisitet, men disse to begrepene er ikke helt synonyme. Samtidig er de fleste hydrofobe stoffer vanligvis lipofile, men det finnes unntak, for eksempel silikongummi og fluorforbindelser.

Den egenskapen som er involvert i gemmologi er diamant, og identifisering av diamanter og diamantimitasjoner og diamantutvelgelsesprosessen benytter seg ofte av denne egenskapen.

Copywrite @ Sobling.jewelry - Tilpasset smykkeprodusent, OEM og ODM smykkefabrikk

Heman

Smykkeekspert --- 12 års rikholdig erfaring

Hei, kjære,

Jeg er Heman, pappa og helt til to fantastiske barn. Jeg er glad for å dele mine erfaringer med smykker som ekspert på smykkeprodukter. Siden 2010 har jeg betjent 29 kunder fra hele verden, som Hiphopbling og Silverplanet, og hjulpet og støttet dem i kreativ smykkedesign, produktutvikling og produksjon av smykker.

Hvis du har spørsmål om smykkeprodukt, er du velkommen til å ringe eller sende meg en e-post og la oss diskutere en passende løsning for deg, og du vil få gratis smykkeprøver for å sjekke håndverket og smykkekvalitetsdetaljene.

La oss vokse sammen!

Legg igjen en kommentar Avbryt svar

POSTS Kategorier

Trenger du støtte til smykkeproduksjon?

Send inn din forespørsel til Sobling

Hei, kjære,

La oss vokse sammen!

Følg meg

Hvorfor velge Sobling?

SERTIFIKASJONER

Sobling respekterer kvalitetsstandarder

Nyeste innlegg

Hvordan lage smykker i rent gull: En trinn-for-trinn-guide

Heman - ekspert på smykkeprodukter 13. januar 2025

Lær hvordan du lager smykker i rent gull som en proff! Denne guiden tar for seg alle trinnene, fra støping og forming til polering. Du finner tips om bruk av verktøy som tang og klemmer. Perfekt for smykkemakere, butikker og designere. Gjør deg klar til å lage vakre gullsmykker!

Les mer "

Hvordan identifisere optimaliserte edelstener? En guide til instrumentene og utstyret som brukes i identifikasjonen og driftsprosessen

Heman - ekspert på smykkeprodukter 8. november 2024

Denne artikkelen handler om hvordan du kan oppdage om en edelsten er behandlet ved hjelp av spesialverktøy og teknikker. Den tar for seg den visuelle inspeksjonen og testingen som er nødvendig for å bekrefte om en edelsten har blitt forbedret, hvilke typer behandlinger som brukes, og hvor stabile disse behandlede steinene bør være. Boken er et must for alle i smykkebransjen som ønsker å vite hva som er ekte og hva som ikke er det når det gjelder kjøp eller salg av edelstener.

Les mer "

Introduksjon av skjell og perlemor - 6 typer perlelignende utseende uten perlelag

Heman - ekspert på smykkeprodukter 18. oktober 2024

Oppdag mysteriene bak organiske edelstener som konkylier, melo, abaloneperler og skjell. Lær om deres naturlige dannelse, farge, glans og hvordan de verdsettes i smykkeverdenen. Enten du er designer, forhandler eller bare elsker unike smykker, er denne guiden noe for deg. Få innsikt i disse vakre, sjeldne skattene fra havet.

Les mer "

Figur 5-1 Ulike farger på korund-edelstener

Avduking av optimaliserte edelstener som safir, beryll og diamant i én krystall

Heman - ekspert på smykkeprodukter 12. november 2024

Utforsk edelsteinsbehandlinger som varmebehandling av rubiner og safirer, og bestråling av blåsteiner. Lær hvordan disse prosessene kan forsterke edelstenens farge og klarhet, noe som gjør dem mer attraktive for både smykkeelskere og samlere.

Les mer "

Figur 3-17 Skyve de sylindriske spissene

Hva er Prong Setting, Pave Setting og Micro-pave Setting for smykker?

Heman - ekspert på smykkeprodukter 12. desember 2024

Lær deg det grunnleggende om innfatninger med stenger, pave- og mikroinnfatninger - avgjørende for smykkeproduksjon. Lær hvordan du på en sikker og vakker måte kan innfatte edelstener i designene dine, slik at de gir glitter til varemerket ditt. Uunnværlig lesning for gullsmeder, atelierer og designere som ønsker å løfte håndverket sitt.

Les mer "

Utforsk den tidløse sjarmen til trepynt laget av naturens fineste materialer

Heman - ekspert på smykkeprodukter 3. mars 2025

Oppdag skjønnheten i treornamenter laget av sjeldne tresorter som agartre, huanghuali og rosentre. Lær om deres unike egenskaper og hvordan de er utformet til fantastiske smykker. Hvert smykke forteller en historie, fra eldgammelt, nedsunket tre til forsteinet tre. Perfekt for smykkebutikker, designere og e-handelsselgere som ønsker å tilføre naturlig eleganse til kolleksjonene sine.

Les mer "

Unlocking Jewelry Crafting: En guide til støpe- og stemplingsteknikker

Heman - ekspert på smykkeprodukter 6. september 2024

I denne artikkelen lærer du hvordan du lager smykker ved hjelp av kule teknikker som å smelte voks og helle metall i støpeformer. Vi tar for oss gamle metoder, moderne triks og alt du trenger for å lage dine egne skinnende tilbehør hjemme.

Les mer "

10. Plasser den i edelstenen, og form den.

En omfattende guide til metallformingsteknikker: hul, struktur, gravering, filigran og andre

Heman - ekspert på smykkeprodukter 22. november 2024

Lær det grunnleggende om smykkeproduksjon med vår guide! Vi går gjennom uthuling av metall, saging, sveising, teksturering, rynking og gravering. Perfekt for smykkebutikker, studioer og designere som vil lage unike smykker. Oppdag hvordan du lager spesialtilpassede emaljerte smykker og intrikate filigransarbeider for en kolleksjon som skiller seg ut.

Les mer "

Smykker fabrikk, smykker tilpasning, Moissanite smykker fabrikk, Messing kobber smykker, Semi-Precious smykker, Syntetiske edelstener smykker, Ferskvann perle smykker, Sterling sølv CZ smykker, Semi-Precious edelstener tilpasning, Syntetiske edelstener smykker

utmerkede produkter

produktkategori

materialkategori

Omfattende guide til edelsteners krystallkarakteristikk, inkludert farger, glans, gjennomsiktighet, luminescens, spredning, mekanikk og fysiske egenskaper

Omfattende guide til krystallers optikk, mekanikk og fysiske egenskaper

karakteristiske egenskaper, inkludert farger, glans, gjennomsiktighet, luminescens, spredning, spalting, hardhet, termiske egenskaper

Innledning:

Innholdsfortegnelse

Del I Definisjoner av optiske termer knyttet til krystaller

1. Krystallers farge

1.1 Definisjon av farge

1.2 Viktige punkter for å observere farge

1.3 Metoder for å beskrive farger

(1) Standard kromatografi

(2) Binomisk metode

(3) Analog metode

2. Krystallers glans

2.1 Definisjon av glans

2.2 Viktige punkter for å observere glans

2.3 Metoder for å beskrive glans

(1) Metallisk glans

(2) Diamantglans

(3) Glassglans

(4) Fettaktig glans

3. Krystallers gjennomsiktighet

3.1 Definisjon av åpenhet

3.2 Viktige punkter for å observere åpenhet

3.3 Beskrivelse av metoder for åpenhet

(1) Gjennomsiktig

(2) Sub-gjennomsiktig.

(3) Gjennomskinnelig

(4) Subgjennomskinnelig

(5) Ugjennomsiktig

4. Krystallers pleokroisme

4.1 Definisjon av pleokroisme

4.2 Viktige punkter for å observere pleokroisme

4.3 Beskrivelse av metoder for pleokroisme

5. Krystallers luminescens

5.1 Definisjon av luminescens

(1) Luminescens

(2) Fluorescens og fosforescens

(3) Påvirkende faktorer

5.2 Viktige punkter for observasjon av luminescens

5.3 Beskrivelse av metoder for luminescens

6. Spesielle optiske fenomener i krystaller

6.1 Definisjon av spesielle optiske fenomener

6.2 Nøkkelpunkter for observasjon av spesielle optiske fenomener

6.3 Beskrivelse av metoder for spesielle optiske fenomener

(1) Cat's Eye-effekt

(2) Stjernelys-effekt

(3) Fargeendringseffekt

(4) Sandgulleffekt

(5) Måneskinnseffekt

(6) Fargeskiftende effekt

7. Dispergering av krystaller

7.1 Definisjon av spredning

7.2 Viktige punkter for å observere spredning

7.3 Beskrivelse av spredningsmetoder

8. Definisjoner av optiske termer relatert til krystaller ved bruk av konvensjonelle laboratorieidentifikasjonsinstrumenter

8.1 Isotrope og ikke-homogene materialer

(1) Isotropisk kropp

(2) Ikke-homogent legeme

8.2 Enakset brytning, dobbeltbrytning, dobbeltbrytningsindeks

8.3 Optisk akse, optisk indikatrise, enakset krystall, toakset krystall

(1) Optisk Axis

(2) Optisk Indikatormatrise

(3) Uniaxial krystall

(4) Biaxiale krystaller

8.4 Spredningshastighet, total intern refleksjon

(1) Spredningshastighet

(2) Total intern refleksjon

8.5 Naturlig lys, polarisert lys

(1) Naturlig lys

(2) Polarisert lys

9. Sammendrag av krystalloptiske terminologirelasjoner

Tabell 1: Oppsummeringstabell over terminologiske forhold innen krystalloptikk.

Avsnitt II Hvorfor har edelstener farge

1. Tradisjonelle årsaker til edelstenens farge

Tabell 2: Forholdet mellom mineralfarge, stripefarge, transparens og glans

Tabell 3: Vanlige fargestoffer i edelstener