Română 
English 
Español 
Português 
Deutsch 
Italiano 
Français 
العربية 
Русский 
Bahasa Indonesia 
日本語 
한국어 
Suomi 
Svenska 
Polski 
Ελληνικά 
Türkçe 
Čeština 
Magyar 
Norsk bokmål 
Ghid cuprinzător pentru optica, mecanica și proprietățile fizice ale cristalelor
Caracristică, inclusiv culori, luciu, transparență, luminescență, dispersie, clivaj, duritate, proprietăți termice
Introducere:
Pentru pasionații de bijuterii, acest ghid decodifică optica cristalelor, proprietățile mecanice și caracteristicile fizice esențiale pentru pietre prețioase. Este o necesitate pentru magazinele de bijuterii, mărci, comercianți cu amănuntul, designeri și platforme de comerț electronic. Aflați despre dispersia culorilor, pleocroism și luminescență în optica cristalelor. Înțelegeți semnificația transparenței, a strălucirii și a indicelui de refracție. Descoperiți duritatea, densitatea și duritatea care influențează durabilitatea unei pietre prețioase. Acest ghid vă oferă expertiza necesară pentru a distinge pietrele prețioase autentice, esențială pentru bijutierii și celebritățile care caută piese unice. Îmbunătățiți-vă colecția cu informații despre proprietățile care dictează farmecul și valoarea unei pietre prețioase.
Tabla de conținut
Secțiunea I Definiții ale termenilor optici legați de cristale
În natură, culoarea sau forma cristalelor ne atrage adesea imediat atenția, îndrumându-ne să le găsim. De-a lungul anilor, am descoperit că cristalele pot avea multe forme și culori. Odată cu dezvoltarea tehnologiei moderne, a apărut o disciplină numită cristalografie. Dacă sunteți mai interesat de cristale, puteți citi sau studia cărți mai specializate.
Această secțiune va discuta pe scurt fenomenele observate la observarea pietrelor prețioase cristaline în condiții de lumină și termenii profesioniști utilizați pentru a descrie aceste fenomene.
1. Culoarea cristalelor
1.1 Definiția culorii
Culoarea este o caracteristică vizuală cauzată de acțiunea luminii asupra ochiului uman, în afară de proprietățile spațiale. Această caracteristică vizuală depinde de recunoașterea culorii de către observator și de condițiile de iluminare (figura 2-3-1).
Culoarea în gemologie este de obicei exprimată ca fiind culoarea pietrei după absorbția luminii vizibile sau poate fi descrisă ca fiind culoarea complementară a pietrei (figura 2-3-2) după absorbția selectivă a luminii vizibile în lumina naturală (figura 2-3-3).
În identificarea vizuală practică, definirea clară a nuanței unei pietre prețioase ne poate ajuta să distingem rapid între pietre prețioase și imitațiile acestora, precum și să diferențiem anumite pietre prețioase naturale de versiunile lor îmbunătățite.
1.2 Puncte cheie pentru observarea culorii
① Observați culorile folosind lumina reflectată. Dacă există o sursă de lumină artificială, se poate face sub o lampă colorimetrică profesională cu o temperatură de culoare constantă. Dacă nu există o sursă de lumină artificială, se poate observa la umbră într-o zi însorită. În general, se recomandă observarea dimineața, deoarece este mai bine să nu se observe culorile pietrelor prețioase seara din cauza luminii mai slabe.
② Observați mediul pe un fundal neutru negru, alb și gri.
③ Alți factori care nu sunt menționați nu afectează rezultatele observării culorilor.
1.3 Metode de descriere a culorii
Gemologia este un subiect interdisciplinar, iar descrierea culorilor pietrelor prețioase se bazează adesea pe metodele utilizate pentru a descrie culorile mineralelor. Metodele utilizate în mod obișnuit includ metodele colorimetrice standard, binomiale și analogice. Pentru anumite pietre prețioase cu distribuție neuniformă a culorii, este necesar, de asemenea, să se evidențieze în mod specific fenomenul de neuniformitate a culorii, care este denumit, de obicei, bandă de culoare, atunci când culoarea este distribuită într-o manieră în dungi sau împletită (la unele pietre prețioase, acest fenomen este direcțional și necesită observarea pietrei prețioase în lumină transmisă) (figura 2-3-4, figura 2-3-6).
Figura 2-3-4 Fluorspar cu benzi de culoare
Figura 2-3-5 Turmalină cu benzi de culoare
Figura 2-3-6 Roșu-violet, cu benzi de culoare, benzile de culoare dispar după răsturnare (partea de sus prezintă benzile de culoare ale rubinului, partea de jos prezintă benzile de culoare ale rubinului după răsturnare)
(1) Cromatografie standard
Utilizarea culorilor standard (roșu, portocaliu, galben, verde, cian, albastru, violet) și a culorilor alb, gri, negru și incolor pentru a descrie culoarea mineralului (Figura 2-3-7 ~ Figura 2-3-17)
Figura 2-3-7 Mineral de referință roșu standard Cinabru
Figura 2-3-8 Mineral de referință standard portocaliu cromat de plumb
Figura 2-3-9 Orpiment mineral de referință galben standard
Figura 2-3-10 Mineral de referință verde standard malachit
Figura 2-3-11 Azurit, mineral de referință albastru standard
Figura 2-3-12 Mineral de referință violet standard Ametist
Figura 2-3-13 Mineral de referință standard brun Limonit
Figura 2-3-14 Mineral negru standard de referință turmalină
Figura 2-3-15 Mineral de referință standard gri Bauxită
Figura 2-3-16 Mineral de referință alb standard Plagioclase
Figura 2-3-17 Mineral de referință standard incolor Piatra de gheață
(2) Metoda binomială
Atunci când culoarea unui mineral este mai complexă, se pot folosi două culori pentru a-l descrie. De exemplu, roșul purpuriu este în primul rând roșu cu un ton violet (figura 2-3-18). În cazul pietrelor prețioase cu culori inegale, se poate utiliza, de asemenea, o metodă binomială pentru a descrie fiecare categorie de culoare, dar trebuie remarcat faptul că culorile sunt distribuite neuniform (figura 2-3-19).
Figura 2-3-18 Roșu-violet (Padma Sapphire)
Figura 2-3-19 Albastru-verde, roșu-roz, distribuție neuniformă a culorilor (turmalină)
(3) Metoda analogă
Pietrele prețioase pot fi comparate cu obiecte comune pentru a descrie culoarea mineralului, cum ar fi verde măslin (figura 2-3-20).
Metoda analogiei este o modalitate frecvent utilizată pentru a descrie culorile pe piața de comercializare a pietrelor prețioase, cum ar fi topazul albastru de Londra (figura 2-3-21) și albastrul elvețian (figura 2-3-22).
Unii dintre acești termeni de culoare comparativi reprezintă calitatea pietrelor prețioase, cum ar fi albastru albăstrui pentru safire (figura 2-3-23) și albastru regal (figura 2-3-24). roșu sânge de porumbel pentru rubine (figura 2-3-25) și roșu sânge de porumbel etc.
Figura 2-3-20 Culoarea măslinului (stânga este olivina, dreapta este culoarea măslinilor și a fructelor)
Figura 2-3-21 London Blue Topaz
Figura 2-3-22 Topaz albastru elvețian
Figura 2-3-23 Albastru albăstrui (stânga este safir albastru albăstrui; dreapta este albăstrui)
Figura 2-3-24 Safir albastru regal. Albastrul regal este a doua cea mai valoroasă culoare a safirelor, după albastrul de floarea porumbului, este albastrul cel mai bine saturat, care poate fi albastru pur sau poate avea o ușoară tentă purpurie.
Figura 2-3-25 Rubin roșu sânge de porumbel. Roșu sânge de porumbel este cea mai valoroasă culoare a rubinului, referindu-se la o culoare roșie pură bogată, saturată, uniformă, fără alte nuanțe evidente, cum ar fi albastru sau maro, dar cu o foarte ușoară nuanță de purpuriu într-un interval acceptabil. Culoarea corpului bijuteriei prezintă un răspuns puternic de fluorescență sub lumină ultravioletă.
La 120 decembrie 2014, GRS (Swiss Gemological Laboratory) a anunțat o nouă culoare, "Scarlet" (roșu imperial), pentru a descrie culoarea roșie a rubinelor din Mozambic. Rubinele Scarlet sunt anumite rubine mozambicane cu o culoare roșu aprins cu o nuanță portocalie, iar fluorescența acestui rubin nu afectează culoarea pietrei în sine (rubine de tip B).
GRS clasifică rubinele în două tipuri: rubine de tip A și rubine de tip B.
Rubinele de tip A se referă la cele din Mozambic care prezintă o fluorescență semnificativă și au caracteristici de culoare similare rubinelor de tip B, cunoscute sub denumirea de rubine cu sânge de porumbel. Denumirea se datorează faptului că aceste rubine au o culoare similară cu cea a rubinelor de calitate superioară din Myanmar.
Rubinele de tip B sunt rubine de tip GRS "Scarlet" (Imperial Red), cu un certificat care descrie rubinele din Mozambic (tip B) ca fiind roșu viu pe certificatul principal și descrieri suplimentare furnizate pe certificatele suplimentare.
La 5 noiembrie 2015, SSEF și Gubelin Gem Lab au anunțat un consens cu privire la termenii profesioniști pentru descrierea safirelor roșii și albastre, roșu sânge de porumbel și albastru regal. În plus, acești termeni descriu doar culoarea și claritatea fără niciun tratament (încălzire sau umplere), fără incluziuni întunecate vizibile. Acestea trebuie să prezinte o culoare uniformă și reflexii interne vii în safirele roșii și albastre.
2. Strălucirea cristalelor
2.1 Definiția luciu
Capacitatea unei suprafețe de a reflecta lumina și strălucirea depinde de gradul de lustruire a suprafeței și de indicele de refracție. Termeni precum "strălucire" sau "luminozitate" sunt adesea utilizați pe piață pentru a înlocui termenul tehnic de luciu.
În identificarea vizuală practică, luciul ne poate ajuta să distingem rapid între pietrele prețioase și imitațiile acestora, precum și să diferențiem anumite pietre prețioase naturale de echivalentele lor tratate.
2.2 Puncte cheie pentru observarea luciu
① Observați luciul folosind lumina reflectată.
② Atunci când observați cristalele, acordați atenție efectului modelelor feței cristalului asupra luciu.
În general, strălucirea pietrelor prețioase prelucrate este mai bună decât cristalele lor (Figura 2-3-26).
③ În procesare, piatra prețioasă se poate datora diferenței de duritate a materialului de lustruire sau direcției și diferenței de duritate a materialului în sine, ceea ce duce la diferența de strălucire a aceleiași pietre prețioase.
④ Pentru pietrele prețioase cristaline, în aceleași condiții de lustruire, cu cât indicele de refracție al pietrei prețioase este mai mare, cu atât luciu este mai puternic. Pietrele prețioase agregate pot prezenta variații de luciu datorită compoziției lor (figura 2-3-27).
⑤ Absența altor factori nu afectează rezultatele observării luciului.
2.3 Metode de descriere a strălucirii
Această carte discută opt tipuri de luciu al pietrelor prețioase. Grupurile care pot fi observate în cristale includ luciu metalic, luciu submetalic, luciu adamantin, luciu vitros și luciu gras (care este ușor de observat în zonele în care cristalul este deteriorat). Alte tipuri de luciu se întâlnesc mai frecvent în agregate sau pietre prețioase organice, care vor fi detaliate în capitolele următoare.
(1) Lustru metalic
La observarea pietrelor prețioase cristaline cu lumină reflectată, metalele sau câteva pietre prețioase pot prezenta reflexii foarte puternice (cea mai mare parte a luminii incidente este supusă reflexiei speculare), cum ar fi aurul, argintul și pirita (figura 2-3-28). Acest lucru poate fi înțeles ca având o intensitate de reflexie similară metalelor comune.
(2) Lustru diamant
La observarea pietrelor prețioase cristaline cu lumină reflectată, cea mai puternică stare de reflexie apare în pietre prețioase precum diamantele (figura 2-3-29). În analiza reală de identificare a pietrelor prețioase, considerăm că pietrele prețioase cu un indice de refracție (date observate cu instrumente profesionale de testare a pietrelor prețioase, cum ar fi refractometrele sau reflectometrele) mai mare de 2,417 au luciu de diamant după lustruire. Strălucirea subdiamant (figurile 2-3-30, 2-3-31) se situează între strălucirea diamantului și strălucirea sticlei, pietrele prețioase cu un indice de refracție între 2,417 și 1,780 prezentând o strălucire subdiamant după lustruire.
(3) Luciu de sticlă
La observarea pietrelor prețioase cristaline în lumină reflectată, majoritatea pietrelor prețioase cristaline prezintă acest tip de luciu, cum ar fi smaraldele, cristalul, turmalina etc. (figurile 2-3-32 și 2-3-34). În analiza reală de identificare a pietrelor prețioase, considerăm că pietrele prețioase cu un indice de refracție între 1,45 și 1,78 au un luciu sticlos după lustruire, care poate fi înțeles ca o intensitate a reflexiei similară cu cea a unei suprafețe de sticlă. În aceleași condiții de lustruire, cu cât indicele de refracție este mai mic, cu atât luciu sticlos este mai slab, ceea ce poate fi descris ca luciu sticlos slab; invers, cu cât indicele de refracție este mai mare, cu atât luciu sticlos este mai puternic, ceea ce este uneori descris ca luciu sticlos puternic.
(4) luciu gras
La observarea pietrelor prețioase cristaline cu lumină reflectată, câteva pietre prețioase pot prezenta acest fenomen pe fețele lor cristaline. În schimb, majoritatea pietrelor prețioase prezintă acest luciu pe părțile inegale cauzate de deteriorări externe (acest fenomen poate fi descris folosind termeni profesioniști precum fractură sau clivaj nedezvoltat) (figurile 2-3-35 și 2-3-36). Acesta poate fi înțeles ca o intensitate a reflexiei similară cu cea a unei suprafețe grase.
Figura 2-3-28 Strălucire metalică a cristalelor de pirită în lumină reflectată
Figura 2-3-29 Strălucirea diamantului sub lumina reflectată
Figura 2-3-30 Strălucirea sub-diamond a zirconiului cubic în lumină reflectată
Figura 2-3-31 Strălucire subadamantină a granatului de aluminiu brazat artificial sub lumină reflectată
Figura 2-3-32 Strălucirea slabă de sticlă a fluoritei sub lumina reflectată
Figura 2-3-33 Strălucirea de sticlă a turmalinei sub lumina reflectată
Figura 2-3-34 Strălucirea puternică de sticlă a rubinului sub lumina reflectată
Figura 2-3-35 Comparație între luciul gras (pe marginile inegale) și luciul de sticlă (în zona de evidențiere aproape triunghiulară) de pe suprafața spartă a turmalinei sub lumină reflectată
Figura 2-3-36 Strălucire grasă a fracturii cristalului de granat în lumină reflectată
3. Transparența cristalelor
3.1 Definiția transparenței
Capacitatea unui obiect de a transmite lumina vizibilă. Grosimea și culoarea cristalului vor influența aprecierea transparenței pietrei prețioase. În general, pentru cristalele prețioase colorate, cu cât cristalul este mai gros, cu atât transparența sa este mai slabă.
În identificarea vizuală propriu-zisă, transparența nu poate fi utilizată ca un factor de judecată de sine stătător care să ne ajute să distingem rapid între pietre prețioase și imitațiile acestora; mai des, apare ca un factor de evaluare a calității pietrelor prețioase.
3.2 Puncte-cheie pentru observarea transparenței
① Utilizați lumina transmisă pentru a observa transparența; în acest moment, este important să vă asigurați că intensitatea luminii transmise este apropiată de cea a luminii naturale. Aprecierile greșite apar adesea atunci când există o abatere între lumina de observație și intensitatea luminii naturale.
② Atunci când piatra prețioasă conține incluziuni evidente (impurități), aceasta va reduce sau va cauza o transparență inegală.
③ Pentru pietre de aceeași grosime, cu cât culoarea este mai închisă, cu atât este mai puțin transparentă; Pentru pietre de aceeași culoare, cu cât grosimea este mai mare, cu atât este mai puțin transparentă.
④ Alți factori care nu sunt menționați nu afectează rezultatele observării transparenței.
3.3 Descrierea metodelor de transparență
Pe baza gradului de transmisie a luminii, transparența este împărțită în cinci niveluri: transparent, semi-transparent, translucid, micro-transparent și opac.
(1) Transparent
Observând piatra prețioasă cu lumină transmisă, aceasta pare în general strălucitoare, iar în comparație cu fundalul, strălucirea părții centrale a pietrei prețioase este fie egală, fie ușor mai mare decât fundalul. În același timp, contururile marginilor sunt mai întunecate (figura 2-3-37 până la figura 2-3-39).
Obiectele aflate pe aceeași parte cu lumina transmisă pot fi văzute mai clar prin gemă.
În cazul pietrelor fațetate, transparența înseamnă să se vadă clar fațetele și marginile pavilionului de pe masa cea mai mare (figura 2-3-40).
Figura 2-3-37 În stânga este citrinul, în mijloc este sinteticul
Figura 2-3-38 Transparent (cristal galben, lumină transmisă)
Figura 2-3-39 Transparent (granat, lumină transmisă).
Figura 2-3-40: Transparent (granat de aluminiu brazat artificial, lumină transmisă). Punctul cheie pentru a judeca transparența pietrelor prețioase cu indice de refracție ridicat, precum diamantele, este capacitatea de a vedea fațetele și suprafețele de pe cealaltă parte a pietrei prețioase.
(2) Sub-transparent.
Observând piatra prețioasă cu lumină transmisă, piatra prețioasă pare în general strălucitoare. Comparativ cu fundalul, strălucirea pietrei prețioase este în concordanță cu fundalul. Obiectele observate pe aceeași parte cu lumina transmisă sunt mai pronunțate, în timp ce obiectele par oarecum neclare, ca și cum între piatra prețioasă transparentă și sursa de lumină ar fi fost adăugat un strat de tifon alb dens (figurile 2-3-41, 2-3-42).
Figura 2-3-41 Cristal de pudră (lumină reflectată)
Figura 2-3-42 Sub-transparent (cristal pudră, lumină transmisă)
(3) Translucid
Atunci când se observă piatra prețioasă cu lumină transmisă, aceasta pare relativ strălucitoare în ansamblu, dar strălucirea sa este mai slabă decât cea a fundalului. Obiectele de pe aceeași parte cu lumina transmisă sunt mai vizibile, dar este imposibil să se determine care este obiectul; se poate ști doar că există un obiect (figurile 2-3-43, 2-3-44).
Figura 2-3-43 Transluciditate (feldspat tras, lumină transmisă)
Figura 2-3-44 Translucid (piatră de soare, lumină transmisă)
(4) Subtranslucid
Există două situații pentru semitransparență.
O situație este observarea pietrei prețioase cu lumină transmisă, unde strălucirea pietrei prețioase apare neagră în centru din cauza transmiterii scăzute a luminii, dar marginile apar luminoase din cauza transmiterii ridicate a luminii.
O altă situație este observarea pietrei prețioase la lumina transmisă. În general, gema pare neagră din cauza opacității sale, dar caracteristicile interne ale pietrei pot fi observate în lumina reflectată (figura 2-3-45).
(5) Opace
Observând piatra prețioasă cu lumină transmisă, aceasta este opacă și, în comparație cu fundalul relativ luminos, marginile pietrei prețioase sunt luminoase, în timp ce alte zone par negre sau nu lasă lumina să treacă (figurile 2-3-46, 2-3-47).
Figura 2-3-46 Opac (cristal: turmalină)
Figura 2-3-47 Opac (Cristal: rubin)
4. Pleochroismul cristalelor
4.1 Definiția paleocroismului
Fenomenul în care anumite cristale colorate translucide sau transparente par să aibă culori diferite atunci când sunt observate din unghiuri diferite se numește pleocroism.
Culorile diferite se referă aici la diferențele de nuanță, luminozitate și întuneric.
Este important de reținut că nu toate pietrele prețioase prezintă acest fenomen; doar unele pietre prețioase din familiile de cristale intermediare sau inferioare pot prezenta pleocroism. De obicei, pietrele prețioase din familia cristalelor intermediare pot prezenta două culori, dicroism; pietrele prețioase din familia cristalelor inferioare pot prezenta trei culori, cunoscute sub numele de tricroism, denumite colectiv pleocroism.
În identificarea vizuală practică, pleocroismul ne poate ajuta să distingem rapid între pietrele prețioase și imitațiile lor, cum ar fi safirul și imitația sa, iolitul (figurile 2-3-48 - 2-3-50).
4.2 Puncte cheie pentru observarea pleocroismului
① Utilizați lumina transmisă pentru a observa pleocroismul pietrelor prețioase. Este important să rețineți că pleocroismul majorității pietrelor prețioase poate fi observat numai cu ajutorul unui dicroscop; este foarte dificil de observat cu ochiul liber.
② Atunci când există incluziuni evidente (impurități) în interiorul pietrei prețioase, reducerea transparenței pietrei prețioase poate afecta observarea pleocroismului.
③ Alți factori care nu sunt menționați nu afectează rezultatele observării pleocroismului.
4.3 Descrierea metodelor de pleocroism
Formatul pentru descrierea pleocroismului observat cu ochiul liber este prezent și absent.
Formatul de descriere pentru observarea fenomenului de pleocroism al pietrelor prețioase cu ajutorul unui dicroscop include următoarele: Numărul de culori pleocroice; Forța pleocroismului; Descrierea culorilor pleocroice. De exemplu, pietrele prețioase cu dicroism pot fi descrise ca dicroism, puternic, roșu/violet-roșu; pentru pietrele prețioase cu tricroism, acesta poate fi descris ca tricroism, puternic, albastru intens-violet/albastru deschis-violet/galben deschis.
5. Luminescența cristalelor
5.1 Definiția luminescenței
Pietrele prețioase cu luminescență sunt și mai încântătoare. În afară de rubine, care prezintă asterism cu ușurință, și de fluorină, care prezintă fosforescență cu ușurință, fluorescența sau fosforescența majorității pietrelor prețioase poate fi observată numai în lumină ultravioletă. Prin urmare, în identificarea vizuală practică, fluorescența rubinelor ne poate ajuta să distingem rapid rubinele de majoritatea imitațiilor naturale (figura 2-3-51).
(1) Luminescență
Atunci când este stimulată de energie externă, proprietatea cristalelor de a emite lumină vizibilă se numește luminescență. Energia externă include frecarea, lumina ultravioletă, razele X și alte radiații de înaltă energie.
Lumina ultravioletă este una dintre cele mai ușor de obținut surse externe de energie; lumina soarelui conține lumină ultravioletă, iar în viața reală, lumina ultravioletă este utilizată în mașinile de verificare a monedelor și în dezinfecția saloanelor de spital.
(2) Fluorescență și fosforescență
În gemologie, sursele de lumină ultravioletă cu lungimi de undă diferite sunt adesea utilizate pentru a observa luminescența pietrelor prețioase, împărțită în două tipuri: fluorescență și fosforescență.
Fluorescența este atunci când o piatră prețioasă emite lumină atunci când este excitată de lumina ultravioletă, iar emisia încetează atunci când energia externă dispare (figurile 2-3-52, 2-3-53).
Fosforescența se referă la fenomenul în care o piatră prețioasă emite lumină atunci când este excitată de lumina ultravioletă și continuă să strălucească pentru o anumită perioadă de timp după ce energia externă s-a disipat (figura 2-3-54).
Figura 2-3-51 Fluorescența pietrelor prețioase (stânga este turmalina, dreapta este rubinul) sub lumină puternic reflectată; turmalina roșie din stânga fără fluorescență prezintă o culoare inegală, în timp ce rubinul roșu din dreapta cu fluorescență puternică prezintă o culoare uniformă. Aceasta este o diferență importantă de identificare vizuală între rubinele puternic fluorescente și imitațiile lor nefluorescente.
Figura 2-3-52 Fluorescența spinelului roșu
Figura 2-3-53 Fluorescența rubinului (comparativ cu safirele albastre nefluorescente, rubinele fluorescente sunt mai atractive)
Figura 2-3-54 Plastic (fosforescența aluminatului artificial de bor și stronțiu)
(3) Factori de influență
Intensitatea fluorescenței este legată de tipurile și cantitățile de impurități și defecte din gemă, motiv pentru care fluorescența aceluiași tip de gemă poate varia. Atunci când o piatră prețioasă conține fier, acesta suprimă adesea apariția fluorescenței, motiv pentru care fierul este denumit și stingător de fluorescență (figurile 2-3-55 - 2-3-57).
Figura 2-3-55 Imitație de diamant sub o sursă de lumină normală.
Figura 2-3-56 Fluorescența diamantelor sintetice în lumină ultravioletă cu undă lungă, care nu poate fi observată cu ochiul liber.
5.2 Puncte cheie pentru observarea luminescenței
① Cu excepția câtorva pietre prețioase precum rubinele și spinalele roșii, observarea fluorescenței în majoritatea pietrelor prețioase necesită lumină ultravioletă cu energie specifică.
② Observarea luminescenței pietrelor prețioase folosind energie specifică, lumina ultravioletă trebuie utilizată pe un fundal întunecat.
③ Timpul de observație este fenomenul pietrei prețioase după excitarea cu energie externă până la sfârșitul energiei externe.
④ Luminescența pietrelor prețioase cristaline se caracterizează prin modificări ale strălucirii generale a pietrei prețioase, mai degrabă decât printr-un punct, o linie sau reflexia suprafeței.
⑤ Culoarea de fluorescență a majorității pietrelor prețioase sub excitare energetică externă diferă de cele observate în lumina naturală. Culoarea de fluorescență a aceleiași pietre prețioase poate varia sub diferite intensități de excitare energetică, iar luminescența și fluorescența aceleiași pietre prețioase pot fi diferite.
⑥ Absența altor factori nu afectează rezultatele observării luminescenței.
5.3 Descrierea metodelor de luminescență
Folosiți ochiul liber pentru a observa luminescența bijuteriei Formatul descrierii: prezent, absent.
Utilizați o lampă fluorescentă cu ultraviolete specială pentru a observa luminescența pietrei prețioase. Formatul descrierii: se testează tipul de lumină ultravioletă, intensitatea luminescenței pietrei și culoarea, de exemplu, lumină ultravioletă cu undă lungă, puternică, albastră. Pentru intensitate, se pot utiliza următorii termeni: puternică, medie, slabă, nulă. Trebuie remarcat faptul că termenul "calcaros" este adesea utilizat pentru a descrie culoarea alb-albastră a fluorescenței.
6. Fenomene optice speciale ale cristalelor
6.1 Definiția fenomenului optic special
Atunci când lumina atinge suprafața unei pietre prețioase, culorile sau fenomenele de zone luminoase în formă de stele sau de benzi afișate de piatra prețioasă vor pâlpâi, se vor mișca și se vor schimba pe măsură ce sursa de lumină sau piatra prețioasă se mișcă una față de cealaltă (figura 2-3-58). Fenomenul optic special poate prezenta modificări de culoare numai în două condiții de iluminare diferite.
Figura 2-3-94 Pietre prețioase din sistemul cristalin avansat (diamant)
Figura 2-3-95 Solide amorfe (sticlă naturală)
Figura 2-3-96 Piatră prețioasă organică (chihlimbar galben transparent)
6.2 Puncte cheie pentru observarea fenomenelor optice speciale
① Marea majoritate a fenomenelor optice speciale din pietrele prețioase necesită lumină reflectată pentru observare și este mai bine să folosiți o lanternă pentru a ilumina piatra prețioasă pentru a face fenomenele mai evidente.
② Efectul de schimbare a culorii în fenomenul optic special trebuie să fie observat sub diferite surse de lumină, cum ar fi lumina naturală în timpul zilei și lumina artificială noaptea.
③ Absența altor factori nu afectează rezultatele observării fenomenelor optice speciale.
6.3 Descrierea metodelor de detectare a fenomenelor optice speciale
Fenomenele optice speciale ale pietrelor prețioase includ efectul de ochi de pisică, efectul de stea, efectul de schimbare a culorii, efectul de aur de nisip, efectul de schimbare a culorii, efectul de lumină a lunii și efectul de halou, în total șapte tipuri. În unele manuale, efectul de schimbare a culorii, efectul de lumină a lunii și efectul de halou sunt denumite colectiv efectul de halou.
Dintre fenomenele optice speciale de mai sus, doar efectul ochiului de pisică, efectul de stea și efectul de schimbare a culorii sunt implicate în denumirea pietrelor prețioase; celelalte fenomene optice speciale nu sunt implicate în denumire.
Această carte va acoperi efectul comun de ochi de pisică, efectul de stea, efectul de schimbare a culorii, efectul de nisip auriu, efectul de lumina lunii și efectul de schimbare a culorii în cristale.
(1) Efect de ochi de pisică
Definiție: Se referă la fenomenul în care o bandă luminoasă apare pe suprafața unei pietre prețioase curbate atunci când este iluminată, iar banda luminoasă se deplasează paralel pe suprafața pietrei prețioase atunci când sursa de lumină și piatra prețioasă sunt deplasate (figurile 2-3-59, 2-3-60).
Figura 2-3-59 Pupilele pisicii par liniare sub lumină puternică.
Figura 2-3-60 prezintă o gemă cu fenomenul ochi de pisică (sillimanit).
Cauza: Efectul ochiului de pisică poate fi observat în pietrele prețioase numai dacă cele trei condiții sunt forma curbă, tăierea direcțională și un set de incluziuni paralele dense direcționale în interiorul pietrei prețioase (Figura 2-3-61 ~ Figura 2-3-64). Acest fenomen nu are nimic de-a face cu faptul că piatra prețioasă este un grup cristalin sau un sistem cristalin și nici cu faptul că piatra prețioasă este un cristal. Acest fenomen va apărea și în agregate și în solidele amorfe.
Figura 2-3-61 arată dispunerea paralelă densă a incluziunilor observate într-o gemă cu efect de ochi de pisică după mărirea secțiunii cu bandă luminoasă.
Figura 2-3-62 arată dispunerea paralelă densă a incluziunilor observate într-o gemă cu efect de ochi de pisică după mărirea secțiunii cu bandă luminoasă.
Figura 2-3-63 Fenomenul ochi de pisică este cauzat de benzi luminoase verticale ochi de pisică cu incluziuni paralele dense.
Figura 2-3-64 Planul inferior al suprafeței curbe a fenomenului ochi de pisică în cristalul de
Metoda de identificare: Prin iluminarea părții ridicate a unei pietre prețioase curbate cu lumină reflectată, se poate observa o bandă luminoasă, iar această bandă luminoasă se va mișca în funcție de mișcarea relativă a sursei de lumină sau de poziția pietrei prețioase (figura 2-3-65).
(2) Efect de lumină stelară
Definiție: Fenomenul în care o piatră prețioasă curbată prezintă două, trei sau șase benzi luminoase care se intersectează atunci când este iluminată. Dacă se intersectează două benzi strălucitoare, se numește lumină stelară cu patru raze; dacă se intersectează trei benzi strălucitoare, se numește lumină stelară cu șase raze; iar dacă se intersectează șase benzi strălucitoare, se numește lumină stelară cu douăsprezece raze. Benzile luminoase din efectul starlight sunt denumite și linii stelare.
Cauza: Pentru ca piatra prețioasă să observe efectul de lumină stelară, aceasta trebuie să fie curbată și tăiată direcțional și să existe două, trei sau șase grupuri de incluziuni paralele dense direcțional în interiorul pietrei prețioase (Figura 2-3-66). Figura 2-3-67). Acest fenomen apare mai des în pietrele prețioase cristaline, în special în pietrele prețioase cu cristalinitate intermediară și scăzută.
Figura 2-3-66 Reprezentarea factorilor care contribuie la efectul starlight
Figura 2-3-67 Trei grupuri de incluziuni paralele dense direcțional în safirul Starlight ( 30 x, metoda iluminării în câmp întunecat)
Metoda de identificare: Strălucirea luminii reflectate pe partea ridicată a unei pietre curbate va dezvălui două, trei sau șase benzi luminoase, care se vor mișca în funcție de mișcarea relativă a sursei de lumină sau de poziția pietrei (Figura 2-3-68). Figura 2-3-69) Unele pietre prețioase speciale necesită trecerea luminii transmise prin piatra prețioasă curbată pentru a observa efectul starlight, denumit și starlight transparent.
Figura 2-3-68 Safirul Starlight sub lumină constantă
Figura 2-3-69 Mișcarea liniilor stelare atunci când sursa de lumină a safirului Starlight se mișcă
Datorită prezenței mai multor seturi de incluziuni orientate, cuarțul poate prezenta asterism în direcții diferite (figura 2-3-70). Figura 2-3-66 Diagrama factorului efectului luminii stelelor.
Trei situații din pietrele cristaline pot fi ușor confundate cu efectul de asterism, iar punctul comun al acestor fenomene este că "liniile stelare" sunt fixe. Prima se numește Trapiche, cunoscută și sub denumirea de asterism mort, care seamănă foarte mult cu efectul de asterism, dar în loc de benzi luminoase care se intersectează, prezintă șase raze compuse din minerale albe sau negre, distanțate la 60°, iar aceste șase raze nu se mișcă odată cu sursa de lumină. Acest fenomen apare de obicei la pietrele prețioase cu obiceiuri cristaline de tip prismă hexagonală, cum ar fi smaraldele, rubinele și cuarțul (figurile 2-3-71, 2-3-72). Al doilea este un fenomen similar de tip stea cauzat de incluziuni orientate, cum ar fi cuarțul rutilat (figura 2-3-73). Al treilea se datorează includerii de materiale carbonice negre, precum carbonul și argila, în timpul creșterii pietrelor prețioase cristaline, rezultând modele speciale; de exemplu, caracteristica cuarțului gol din beriliul roșu este dispunerea orientată a incluziunilor carbonice negre, care apar în formă de cruce în secțiune transversală (figura 2-3-74).
Figura 2-3-71 Trapiche Ruby
Figura 2-3-72 Forma de Dabbiz (Isabella Pignatelli et al. 2015)
Figura 2-3-73 Cuarț rutilat
Figura 2-3-74 Cristal de andalusit (piatră prețioasă ortoromică, cu secțiune transversală adesea pătrată)
(3) Efectul de schimbare a culorii
Definiție: Fenomenul prin care pietrele prețioase prezintă culori diferite sub diferite surse de lumină.
Cauza: Atunci când pietrele prețioase conțin o cantitate adecvată de crom (Cr) sau vanadiu (V), se poate produce acest fenomen, care nu are legătură cu naturalețea pietrei prețioase și nici cu faptul dacă piatra prețioasă a fost tăiată sau șlefuită; efectul de schimbare a culorii poate fi observat atât la pietrele brute de cristal, cât și la pietrele sintetice.
Metoda de identificare: Luminați piatra prețioasă cu două temperaturi de culoare diferite ale luminii reflectate (de obicei lumina naturală a zilei și lumina lumânărilor pe timp de noapte), iar piatra prețioasă va afișa două culori distincte (figura 2-3-75).
(4) Nisip cu efect de aur
Definiție: Atunci când o piatră prețioasă transparentă conține incluziuni solide opace și solzoase, aceasta produce un fenomen de reflexie stelară datorită reflexiei luminii de către incluziunile solide opace și solzoase (figurile 2-3-76, 2-3-77).
Figura 2-3-76 Sunstone (portocaliu-roșu, translucid).
Figura 2-3-77 Sunstone (portocaliu-roșu deschis, transparent)
Cauza: Atunci când o gemă transparentă sau semitransparentă conține incluziuni solide opace sau semitransparente (figurile 2-3-78, 2-3-79), este vizibil efectul de aur de nisip, întâlnit frecvent la piatra soarelui și cordierit. Acest fenomen nu are legătură cu naturalețea pietrei prețioase și nici cu faptul că aceasta a fost tăiată sau șlefuită.
Figura 2-3-78 Caracteristici mărite ale incluziunilor din piatra lunii ( 10 x , metoda iluminării verticale)
Figura 2-3-78 Caracteristici mărite ale incluziunilor din piatra lunii ( 10 x , metoda iluminării verticale) Figura 2-3-79 Caracteristici mărite ale incluziunilor din piatra soarelui ( 40 x, metoda iluminării în câmp întunecat)
Metoda de identificare: Iluminarea pietrei prețioase cu lumină reflectată, iar interiorul pietrei prețioase va prezenta reflexii în formă de stea. Reflexiile stelare vor pâlpâi pe măsură ce sursa de lumină sau poziția pietrei prețioase se mișcă relativ (figura 2-3-80).
(5) Efectul luminii lunii
Definiție: Fenomen în care lumina incidentă se împrăștie în interiorul pietrei prețioase, rezultând o lumină albastră strălucitoare sau albă lăptoasă în zone localizate pe suprafața pietrei prețioase. Efectul de lumină de lună poate apărea simultan cu alte fenomene optice speciale, cum ar fi piatra de lună ochi de pisică, piatra de lună spectrală etc. (Figura 2-3-81)
Cauza: Efectul de lumină de lună este comun la piatra de lună, un mineral prețios cu straturi alternante de albită și feldspat de potasiu, iar grosimea straturilor paralele ale fiecărei componente este între 50 și l00nm. Această structură de straturi încrucișate împrăștie lumina recepționată, creând o culoare rătăcitoare pe suprafața pietrei prețioase. Cu cât stratul paralel este mai gros, cu atât saturația culorii rătăcitoare este mai scăzută și albul cenușiu este mai evident. De exemplu, efectul de lumină de lună albastră poate fi observat din față sub lumina reflectată datorită dispersiei puternice a luminii albastre și violete. Gradul de împrăștiere a luminii de altă culoare este mic, iar cea mai mare parte a luminii compuse prin probă în culoarea complementară a luminii albastre și violete - lumina portocalie și galbenă (figura 2-3-82).
Metoda de identificare: Iluminarea pietrei prețioase cu lumină reflectată; o culoare neclară apare într-o anumită direcție pe suprafața pietrei prețioase. Culoarea încețoșată se modifică în funcție de poziția relativă a sursei de lumină sau de mișcarea pietrei prețioase. Atunci când se efectuează rotații ușoare în apropierea zonei în care apare efectul de lumină de lună, nu va exista nicio modificare a nuanței efectului de lumină de lună; cu toate acestea, dacă rotația este prea mare, efectul de lumină de lună nu va fi vizibil (figurile 2-3-83 - 2-3-86).
(6) Efect de schimbare a culorii
Schimbarea culorii este cunoscută și sub numele de jocul de culori.
Definiție: Schimbarea de culoare pe care o prezintă pietrele prețioase datorită diferitelor surse de lumină sau unghiuri de observare se numește efect de schimbare a culorii. Printre pietrele prețioase care pot produce efectul de schimbare a culorii se numără labradoritul (figura 2-3-87).
Cauza: Atunci când lumina se reflectă sau se transmite prin pietre prețioase cu compoziții structurale specifice, culorile se schimbă datorită efectelor de difracție și interferență, în funcție de direcția de iluminare sau unghiul de observare.
Metoda de identificare: Să presupunem că lumina reflectată este utilizată pentru a ilumina gema, chiar dacă direcția de iluminare și unghiul de observare nu se schimbă, atâta timp cât gema este mișcată. În acest caz, va vedea cum culoarea sa trece treptat la o altă culoare.
Pe aceeași piatră prețioasă, părțile cu culori diferite se numesc pete de culoare, care variază în formă și dimensiune. Marginile lor sunt adesea neregulate și trec de la o pată de culoare la alta (petele de culoare din sticla schimbătoare de culoare asemănătoare opalului, din plastic sau din opalul sintetic au adesea margini regulate zimțate).
Spectrul prezentat de schimbarea culorii poate fi o schimbare de culoare completă de la violet la roșu sau o schimbare de culoare dicroică sau tricroică de la violet la verde.
7. Dispersia cristalelor
7.1 Definiția dispersiei
Dispersia este fenomenul prin care lumina albă compusă este descompusă în spectre de lungimi de undă diferite atunci când trece prin materiale cu proprietăți de prismă. Poate fi descrisă ca abilitatea pietrelor prețioase de a descompune lumina albă în șapte culori sau înțeleasă ca fenomenul colorat vizibil în interiorul pietrelor prețioase fațetate atunci când sunt scuturate sub o sursă de lumină (figura 2-3-88). Acesta este denumit în mod obișnuit "foc" sau "culoare de foc" pe piață, un termen tehnic adesea discutat în ceea ce privește diamantele.
Dispersia este un fenomen specific pietrelor prețioase de tip cristal fațetat. Dispersia nu este legată de naturalețea pietrei prețioase; pietrele prețioase sintetice pot prezenta, de asemenea, fenomene de dispersie, cum ar fi titanatul de stronțiu sintetic, rutilul sintetic, zirconiul cubic sintetic, carbura de siliciu sintetică și granatul de aluminiu sintetic (figura 2-3-89). Dispersia nu este legată de sistemul cristalin al pietrei prețioase; de exemplu, dispersia poate fi observată la diamantele din sistemul cristalin izometric și la carbura de siliciu sintetică din sistemul cristalin hexagonal.
În identificarea reală a pietrelor prețioase, culorile și zonele de dispersie prezentate de diferite pietre prețioase în fațetarea "reflexie internă totală" variază, ceea ce ne poate ajuta să distingem rapid diamantele de imitațiile lor (figurile 2-3-90, 2-3-91).
Figura 2-3-90 Dispersie de diamant
Figura 2-3-91 Dispersie de carbură de siliciu sintetică (unul dintre simulanții de diamant comuni)
7.2 Puncte-cheie pentru observarea dispersiei
① Utilizați lumina transmisă pentru a observa dispersia pietrei prețioase într-o anumită direcție. Pentru ca fenomenul să fie mai evident, se recomandă să se observe de la vârful pavilionului spre masa coroanei (figura 2-3-92).
② Atunci când piatra prețioasă conține incluziuni evidente (impurități), reducerea transparenței pietrei prețioase poate afecta observarea dispersiei.
③ Pietrele prețioase cu același grad de dispersie (care poate fi descris și ca având aceeași rată de dispersie) sunt mai greu de observat dacă au o culoare mai închisă în comparație cu pietrele prețioase mai deschise la culoare în aceleași condiții (figura 2-3-93).
④ Dispersia este unul dintre fenomenele comune în pietrele prețioase fațetate, iar calitatea tăieturii (în special, dacă tăietura poate realiza "reflexia internă totală" a luminii care intră în piatra prețioasă) va afecta vizibilitatea dispersiei.
⑤ Omisiunea altor factori nu afectează rezultatele observării dispersiei.
7.3 Descrierea metodelor de dispersie
De obicei, descriem dificultatea de observare a fenomenului de dispersie, cum ar fi evident sau nu evident.
8. Definiții ale termenilor optici legați de cristale atunci când se utilizează instrumente convenționale de identificare de laborator
8.1 Materiale izotrope și neomogene
(1) Corp izotropic
Definiție: Un tip de piatră prețioasă cu proprietăți optice izotropice. Aceasta include pietrele prețioase din sistemul cristalin izometric și unele pietre prețioase organice amorfe și transparente până la translucide (figurile 2-3-94 - 2-3-96).
Metoda de identificare: Corpurile izotrope, înainte de prelucrare, pot fi evaluate preliminar după forma lor. Majoritatea corpurilor izotrope după prelucrare pot fi distinse numai prin instrumente, cum ar fi observarea dacă piatra prețioasă prezintă refracție unică într-un refractometru, mărirea pentru a verifica absența fantomelor și dacă apare complet întunecată sau prezintă extincție anormală sub lumină polarizată.
Figura 2-3-94 Pietre prețioase din sistemul cristalin avansat (diamant)
Figura 2-3-95 Solide amorfe (sticlă naturală)
Figura 2-3-96 Piatră prețioasă organică (chihlimbar galben transparent)
Copywrite @ Sobling.Jewelry - Producător de bijuterii personalizate, fabrică de bijuterii OEM și ODM
(2) Non-corp omogen
Definiție: Un tip de anizotropie optică în pietre prețioase și minerale. Include pietrele prețioase aparținând sistemului trigonal (figura 2-3-97), sistemului tetragonal (figura 2-3-98), sistemului hexagonal (figura 23-99), sistemului ortorombic (figura 2-3-100), sistemului monoclinic (figura 2-3-101) și sistemului triclinic (figura 2-3-102).
Metoda de identificare: Corpul neomogen, înainte de prelucrare, poate fi identificat cu exactitate prin forma sa. După prelucrare, unele pietre prețioase din corpul neomogen pot fi identificate cu exactitate dacă prezintă pleocroism vizibil, dar majoritatea corpurilor neomogene trebuie să fie distinse cu ajutorul unui refractometru, microscop, polarizor sau dicroscop.
Figura 2-3-97 Familia cristalină intermediară turmalină cu sistem trigonal
Figura 2-3-98 Zircon din familia cristalină intermediară în sistemul tetragonal
Figura 2-3-99 Smarald al familiei de cristale intermediare în sistemul hexagonal
Figura 2-3-100 Topaz din familia cristalelor de nivel scăzut în sistemul ortorombic
Figura 2-3-101 Spodumene din familia cristalelor de nivel scăzut în sistemul monoclinic
Figura 2-3-102 Piatra amazon a sistemului cristalin de nivel scăzut (triclinic)
8.2 Refracție uniaxială, birefringență, indice de birefringență
Refracția uniaxială se referă la fenomenul în care unghiul de incidență se modifică atunci când lumina intră într-un mediu omogen transparent sau semitransparent, iar lumina nu se divide.
Birefringența se referă la fenomenul conform căruia, după ce lumina pătrunde într-un corp eterogen transparent sau ușor transparent, unghiul de incidență se modifică, iar lumina este împărțită în două fascicule (figura 2-3-103). Cele două fascicule de lumină care respectă legea de refracție a luminii se numesc lumină normală, iar cele care nu o fac se numesc lumină extraordinară.
Birefringența este unul dintre fenomenele pietrelor prețioase neomogene, iar anumite pietre prețioase cu o birefringență deosebit de ridicată pot prezenta vedere dublă observabilă cu ochiul liber (Figura 2-3-104 - Figura 2-3-105)
Figura 2-3-104 Fenomenul de dublă refracție în pietrele prețioase
Figura 2-3-105 Fenomenul de dublă refracție în pietrele prețioase (indicele de dublă refracție al carburii de siliciu sintetice din stânga este 0,043, iar indicele de dublă refracție al rutilului sintetic din dreapta este 0,287)
8.3 Axa optică, indicatorul optic, cristal uniaxial, cristal biaxial
(1) Optică Axa
Atunci când lumina pătrunde într-un mediu neomogen, aceasta suferă de obicei o dublă refracție. Cu toate acestea, în cristalele uniaxiale, există o direcție în care lumina incidentă nu se divide; în cristalele biaxiale, există două direcții în care lumina incidentă nu se divide. Ne referim la aceste una sau două direcții în care lumina incidentă nu se divide ca la axa optică, reprezentată ca OA în optica cristalelor.
(2) Optică Indicatrix
O sferă închisă ipotetică a cărei rază este egală cu indicele de refracție al pietrei prețioase măsurate în toate direcțiile. Deși indicele de refracție al pietrei prețioase măsurate variază, forma generală a corpului luminos are doar două forme: o sferă și o sferă aspră.
Corpul de rată a luminii al unui corp izotrop este o sferă. Orice secțiune transversală prin centrul sferei în orice direcție este o secțiune circulară, iar raza acesteia reprezintă valoarea indicelui de refracție al pietrei prețioase izotrope (figura 2-3-106). Corpul luminos al unui corp neomogen este un elipsoid, unde corpul luminos al familiei de cristale intermediare are o secțiune transversală circulară (figura 2-3-107), iar corpul luminos al familiei de cristale inferioare are o secțiune transversală elipsoidală (figura 2-3-108).
Figura 2-3-106 Luminozitatea unui corp omogen
Figura 2-3-107 corp cu rată de lumină de cristal cu o axă (No este direcția de refracție a luminii care respectă legile optice, Ne este direcția de refracție a luminii care nu respectă legile optice, cunoscută și ca direcția luminii extraordinare, direcția OA coincide cu No, secțiunea transversală este circulară, OA indică direcția axei optice)
(3) Cristal uniaxial
O piatră prețioasă neomogenă cu o singură axă optică se numește cristal uniaxial. Pietrele prețioase din familia cristalelor intermediare sunt toate pietre prețioase cu cristal uniaxial (figura 2-3-109). De exemplu, toate pietrele prețioase cu sistem trigonal, cum ar fi turmalina, cristalul, rubinul și safirul, și toate pietrele prețioase cu sistem tetragonal, cum ar fi zirconul, precum și toate pietrele prețioase cu sistem hexagonal, cum ar fi familia berilului și apatita.
Pietrele prețioase cu o formă cristalină relativ perfectă pot fi identificate direct ca cristale uniaxiale pe baza formei lor.
Forma imperfectă a cristalului și pietrele prețioase prelucrate nu pot fi determinate ca fiind cristale uniaxiale doar pe baza aspectului lor (figura 2-3-110). Numai prin observarea fenomenelor corespunzătoare la refractometru (figura 2-3-111) sau la microscopul polarizant (figura 2-3-112) se poate face o determinare.
Figura 2-3-109 Turmalină din grupa cristalină intermediară, forma cristalină este relativ perfectă și poate fi apreciată direct prin forma cristalului pe o axă.
Figura 2-3-110 Piatra prețioasă prelucrată nu poate fi judecată după aspectul său (stânga smarald, dreapta turmalină)
Figura 2-3-111 refractometru
Figura 2-3-112 polarizator
(4) Cristale biaxiale
Pietrele prețioase neomogene cu două axe optice sunt numite diaxiale. Pietrele prețioase din grupa cristalină inferioară sunt toate pietre prețioase biaxiale (figura 2-3-113). De exemplu, topazul, olivina , și toate celelalte pietre prețioase rombice, diopsidele, pietrele prețioase monoclinice, lapiditul, piatra soarelui, piatra lunii și pietrele prețioase triclinice.
Pietrele prețioase cu o formă cristalină relativ perfectă pot fi identificate direct ca cristale biaxiale pe baza formei lor (figura 2-3-114).
Pietrele prețioase cu forme cristaline imperfecte și cele prelucrate nu pot fi identificate ca cristale biaxiale pe baza formei lor; acestea pot fi determinate numai prin observarea fenomenelor corespunzătoare la refractometru sau microscop polarizator.
Figura 2-3-113 Topazul din grupa cristalină inferioară are o formă cristalină relativ perfectă și poate fi considerat direct un cristal biaxial prin forma sa.
Figura 2-3-114 Piatra finită nu poate fi judecată după aspectul său.
8.4 Rata de dispersie, reflexie internă totală
(1) Rata de dispersie
Diferența de indice de refracție a fost măsurată pentru linia B (686,7 nm) și linia G (430,8 nm) din spectrul solar. În mod alternativ, poate fi înțeleasă mai simplu ca diferența dintre doi indici de refracție specifici ai aceleiași pietre prețioase, fiecare indice de refracție specific fiind măsurat sub lumina unei energii specifice.
Rata de dispersie a pietrelor prețioase este rareori memorată; aceasta este utilizată în principal pentru referință și comparație.
În general, cu cât este mai mare rata de dispersie a unei pietre prețioase, cu atât este mai probabil ca aceasta să prezinte fenomene de dispersie între pietrele prețioase fațetate cu același grad de reflexie internă totală (figura 2-3-115). Rata de dispersie a pietrelor prețioase este rareori memorată; ea este utilizată în principal pentru referință și comparație.
(2) Reflecție internă totală
Refracția apare atunci când lumina trece prin materiale cu densități optice reale diferite. Atunci când lumina trece dintr-un mediu dens într-un mediu mai puțin dens, raza refractată se abate de la direcția normală, iar unghiul refractat este mai mare decât unghiul incident. Unghiul de incidență când unghiul de refracție este de 90° se numește unghi critic; toate razele de lumină incidente mai mari decât unghiul critic nu pot pătrunde în mediul mai puțin dens și sunt reflectate în mediul dens, conform legii reflexiei (figura 2-3-116).
Atunci când se utilizează acest principiu în tăierea și șlefuirea fațetelor, se poate manifesta un fenomen de dispersie vizibil chiar dacă rata de dispersie a pietrei prețioase este foarte scăzută (figura 2-3-117).
Figura 2-3-116 Diagrama schematică a reflexiei interne totale
Figura 2-3-117 Diagrama schematică a traseului luminii unui diamant rotund standard tăiat briliant cu reflexie internă totală.
Acest principiu este, de asemenea, aplicat în identificarea diamantelor și a imitațiilor de diamante, denumit în mod obișnuit testul liniei. Etapele acestui experiment și rezultatele analizei sunt următoarele: Așezați gema cu fața cea mai mare în jos și capătul ascuțit în sus pe o bucată de hârtie pe care sunt trasate linii drepte. Dacă se pot vedea linii prin gemă, aceasta indică faptul că gemul este o imitație de diamant; în caz contrar, este un diamant. Este deosebit de important de reținut că judecata experimentală este incorectă dacă raportul dintre lungimea și lățimea taliei pietrei testate se abate de la 1 1 sau dacă piatra testată prezintă un luciu subdiamant sau un luciu diamant (figurile 2-3-118 - 2-3-121).
Figura 2-3-118 O linie dreaptă poate fi văzută sub piatra prețioasă prin diamantul imitat, iar linia dreaptă este împărțită în două.
Figura 2-3-119 Liniile drepte nu pot fi văzute prin diamant.
Figura 2-3-120 Unele imitații de diamante prezintă fenomene similare cu cele ale diamantelor și nu pot arăta liniile de bază care traversează gema (cele două imitații de diamante din mijlocul celui de-al doilea rând).
Figura 2-3-121 Pentru diamantele cu un raport lungime/lățime mai mic sau egal cu 1:1, liniile drepte pot fi văzute și prin gemă (diamantul din al doilea rând).
8.5 Lumină naturală, lumină polarizată
(1) Lumina naturală
Lumina emisă de o sursă de lumină generală conține vectori de lumină în toate direcțiile, cu amplitudini egale în toate direcțiile posibile (simetrie axială). Acest tip de lumină se numește lumină naturală. Lumina naturală este reprezentată de două vibrații luminoase reciproc perpendiculare, independente (fără o relație de fază definită), de amplitudine egală, fiecare având jumătate din energia de vibrație (figura 2-3-122).
Lumina naturală este una dintre sursele importante de lumină pentru observarea pietrelor prețioase cu ochiul liber și există multe modalități de a o obține, cum ar fi lumina la umbră într-o zi însorită, lumina de la o lanternă și lumina de la lămpi cu temperatură de culoare specifică.
(2) Lumina polarizată
Lumina care vibrează numai într-o direcție fixă se numește lumină polarizată. Lumina polarizată va fi specificată; dacă nu este specificată, se presupune că este naturală (figura 2-3-123).
Principala modalitate de a obține lumină polarizată este de a lăsa lumina naturală să treacă printr-un polarizator special sau de a lăsa lumina naturală să treacă prin pietre prețioase necristaline pentru a produce lumină polarizată.
Lumina polarizată poate fi utilizată pentru a explica aspectul diversității culorilor pietrelor prețioase, iar fenomenul de dublă refracție din pietre prețioase este, de asemenea, principiul de proiectare al filtrelor polarizante.
9. Rezumat al terminologiei opticii cristalelor Relații
În cristale sunt implicați mulți termeni specializați, iar înțelegerea relațiilor dintre termenii optici poate lua timp pentru începători. Prin urmare, această carte rezumă relațiile dintre unii termeni optici implicați în cristale (tabelul 1).
Ultimul termen optic menționat există ca fenomen separat și nu are nicio legătură cu alți termeni optici.
Tabelul 1: Tabel recapitulativ al relațiilor terminologice din optica cristalelor.
| Cristal | Poate fi judecat cu ochiul liber? | Instrumente comune de observare | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Clasificarea cristalelor | Familie avansată de cristale | Familie de cristale intermediare | Familie de cristale de nivel scăzut | Formele tipice ale cristalelor pot fi observate cu ochiul liber, de obicei fiind nevoie de instrumente pentru asistență. | Refractometru, polarizator , dicroscop, microscop |
| Sistem de cristal izometric | Sistem cristalin trigonal, sistem cristalin tetragonal, sistem cristalin hexagonal | Sistem cristalin ortorombic, sistem cristalin monoclinic, sistem cristalin triclinic | |||
| Proprietate optică | Corp izotropic | Corp neomogen | |||
| Cristal uniaxial cu birefringență pozitivă sau negativă | Cristal uniaxial cu birefringență pozitivă sau negativă | × | Refractometru polarizator | ||
| Refracția luminii | Refracție uniaxială | Birefringența prezintă refracție uniaxială într-o anumită direcție | Birefringență Prezintă o singură refracție în anumite două direcții | Birefringența ridicată poate fi observată cu ochiul liber, dar, în general, necesită ajutorul instrumentelor. | Refractometru, polarizator, microscop. |
| Polychro maticity | Fără pleocroism | Dicroism de la puternic la slab | Trichroism de la puternic la slab sau dicroism de la puternic la slab | Câteva pietre prețioase o pot face, dar majoritatea necesită utilizarea de instrumente | Dicroscop |
| Culoare | Nu are legătură cu faptul că este un cristal și cu clasificarea cristalelor; culoarea cristalului depinde de elementele de impuritate și de defectele rețelei din cristal. | √ | × | ||
| Lustru | Nu are legătură cu faptul că este un cristal și cu clasificarea acestuia; gradul de lustruire al oricărui tip de piatră prețioasă îi va afecta luciul | √ | × | ||
| Transparență | Nu are legătură cu faptul că este un cristal și cu clasificarea cristalelor; transparența unui cristal depinde adesea de conținutul de incluziuni din interiorul cristalului. | √ | × | ||
| Luminescență | Nu are legătură cu faptul că este un cristal și cu clasificarea cristalelor; depinde de elementele de impuritate și de defectele de rețea din cristal | Câteva pietre prețioase o pot face, dar majoritatea necesită utilizarea de instrumente | Lampă fluorescentă ultravioletă | ||
| Fenomen optic special | Posibile efecte de schimbare a culorii etc. | Posibil efect de ochi de pisică, efect de lumină stelară, efect de schimbare a culorii etc. | Efectele posibile includ efectul ochi de pisică, efectul de lumină a stelelor, efectul de schimbare a culorii, efectul de praf de aur, efectul de lumină a lunii. | √ | × |
| Dispersie | Acest fenomen este comun în pietrele prețioase cristaline, dar nu are legătură cu clasificarea cristalelor; vizibilitatea dispersiei depinde de rata de dispersie a cristalului și de gradul de reflexie internă totală a fațetelor. | √ | × | ||
Secțiunea II De ce au culoarea pietrele prețioase
1. Cauzele tradiționale ale culorii pietrelor prețioase
În identificarea mineralelor pe teren, există un element de probă foarte important numit culoarea striațiilor, care presupune frecarea materialului natural obținut pe o placă de porțelan alb negălbenită pentru a lăsa pudră minerală, folosind culoarea pudrei minerale pentru a identifica anumite minerale caracteristice (tabelul 2).
Tabelul 2: Relația dintre culoarea mineralului, culoarea striațiilor, transparență și luciu
| Culoare | Culoare dungă | Transparență | Lustru |
|---|---|---|---|
| Incolor | Incolor sau alb | Transparent | Luciu de sticlă |
| Culoare deschisă | Incolor sau alb | ||
| Culoare închisă | Luminoase sau colorate | Luciu semi-metalic | |
| Culoare metalică | Culoare închisă sau metalică | Opace | Luciu metalic |
Conform înregistrărilor literare, încă din perioada Jin de Est, oamenii erau deja capabili să folosească culoarea striațiilor pentru a distinge între minereul de argint-aur și aurul natural.
Culoarea striațiilor este foarte importantă pentru identificarea mineralelor.
① Culoarea striată a mineralelor elimină pseudoculorile; sub formă de pudră, mineralele vor pierde toate interfețele care afectează lumina, iar pseudoculorile mineralelor dispar.
② Culoarea striată a mineralului are o culoare alocromatică slăbită.
③ Culoarea dungată a mineralului evidențiază culoarea idiocromatică.
Pulberea nu poate reflecta lumina și nu este transparentă pentru mineralele opace (în special cele cu luciu metalic), astfel încât dâra este gri-negru. Mineralele semitransparente absorb o parte din lumină, astfel încât culoarea striației nu este foarte diferită de cea a mineralelor în vrac. Datorită transmiterii bune a luminii și a absorbției aproape inexistente a luminii vizibile, mineralele transparente apar albe.
Pirita și bornita aparțin mineralelor cu un luciu metalic, astfel încât dunga lor este neagră; hematita cristalină este denumită în general hematită speculară, care are un luciu submetalic spre metalic și absoarbe anumite lungimi de undă ale luminii, prezentând astfel o anumită culoare, și anume roșu; În același timp, rodocrositul este un mineral transparent, astfel încât dunga sa este albă.
Pentru a explica diferențele de culoare dintre culoarea pieselor minerale solide mari și culoarea striațiilor acestora, mineralogia clasifică culorile mineralelor în trei tipuri: culoare idiocromatică, culoare alocromatică și pseudoculoare, pe baza ipotezei elementelor cromofore (tabelul 3). Această ipoteză se aplică și pietrelor prețioase din minerale.
Tabelul 3: Elemente colorante comune în pietrele prețioase
| Elemente de colorat | Numărul atomic | Culoarea pietrei prețioase | Exemple de pietre prețioase |
|---|---|---|---|
| Fier Fe | 26 | Culori precum roșu, albastru, verde, galben etc. | Safir albastru, peridot, acvamarin, turmalină , spinel albastru, jad, almandină, olivină, diopside, idocrasă , kyanit etc. |
| Crom Cr | 24 | Verde și roșu | Rubin, smarald, jad, alexandrit, uvarovite, spinel roșu, demantoid, piropoi, turmalină și altele |
| Mangan Mn | 25 | Roz, portocaliu | Beril roșu, rodocrosită, rododonită, Spessartine-Garnet , charoite, anumite turmaline roșii etc. |
| Diamond Co | 27 | Roz, portocaliu, albastru | Spinel sintetic albastru, alexandrit sintetic etc. |
| Lantan Pr, Neodim Nd | Praseodymium 59 Neodymium 60 | Praseodymium și neodymium coexistă adesea pentru a forma galben și verde | Apatită, oxid de cobalt sintetic violet deschis etc. |
| Uraniu U | 92 | Cauzează culoarea originală a pietrei prețioase | Zircon |
| Cheia V | 23 | Verde, violet sau albastru | Essonit, zoisit, corindon sintetic (imitație de alexandrit) etc. |
| Cupru Cu | 29 | Verde, albastru, roșu, etc. | Malachit, malachit siliconic, turcoaz, azurit etc. |
| Seleniu Se | 34 | Roșu | O anumită sticlă roșie, etc. |
| Nichel Ni | 28 | Verde | Chrysoprase, opal verde, etc. |
| Scandiu Ti | 22 | Albastru | Safir, benitoit, topaz etc. |
(1) Culoare idiocromatică
Culoarea este cauzată de elemente care sunt componente chimice de bază ale mineralelor pietrelor prețioase, majoritatea fiind ioni de metale de tranziție. Culoarea pietrelor prețioase autocolore este stabilă (tabelul 4).
Tabelul 4: Pietre prețioase comune autocolore și elementele lor colorante
| Numele pietrei prețioase | Compoziție chimică | Culoarea pietrei prețioase | Elemente de colorat |
|---|---|---|---|
| Uvarovită | Ca3Cr2 (SiO4) | Verde | Crom |
| Olivine | (Fe,Mg)2SiO4 | Galben-verde | Fier |
| Malachit | CU2(CO3)(OH)2 | Verde | Cupru |
| Rhodochrosite | MnCO3 | Roz | Mn |
| Turcoaz | CUAl6((PO4)4(OH)8 -4H2O | Albastru | Cupru |
| Spessartine-Garnet | Mn3Al2(SiO4) | Portocaliu | Mn |
| Rodonit | (Mn,Fe,Mg,Ca)SiO3 și SiO3 | Magenta | Mn |
| Almandine | Fe3Al2(SiO4) | Roșu | Fier |
(2) Culoare alocromatică
Culoarea este cauzată de elementele cromofore conținute în mineralele pietrelor prețioase. Culoarea altor pietre prețioase este stabilă.
① Atunci când pietrele prețioase pur colorate sunt incolore, acestea pot produce culori atunci când conțin oligoelemente colorante, diferite oligoelemente colorante producând culori diferite. De exemplu, spinelul și turmalina (tabelul 5).
② Valențe diferite ale aceluiași element pot produce culori diferite, cum ar fi cele care conțin Fe³⁺ care apar adesea maro, în timp ce cele care conțin Fe²⁺ apar adesea albastru deschis, cum ar fi acvamarinul.
③ Același element în aceeași stare de oxidare poate provoca, de asemenea, culori diferite în pietre prețioase diferite, cum ar fi Cr³⁺, care produce roșu în corindon și verde în smarald.
Tabelul 5: Culorile altor pietre prețioase și elementele lor colorante
| Numele pietrei prețioase | Compoziție chimică | Culoarea pietrei prețioase | Elemente de colorat |
|---|---|---|---|
| Spinel | MgAI2O4 | Incolor | - |
| Albastru | Fe sau Zn | ||
| Maro | Fe, Cr | ||
| Verde | Fe | ||
| Roșu | Cr | ||
| Turmalină | (Na,Ca)R3Al3Si16O18 (O,OH,F) , unde R se referă în principal la elemente precum Mg , Fe , Cr, Li, Al , Mn | Incolor | - |
| Roșu | Mn | ||
| Albastru | Fe | ||
| Verde | Cr, V, ,Fe | ||
| Maro, galben | Mg |
(3) Pseudo-culoare
Pseudo-culorile nu au un efect direct asupra compoziției chimice a pietrelor prețioase. Pietrele prețioase cu pseudoculoare conțin adesea mici incluziuni dispuse paralel, cum ar fi așchii de cristal dizolvat și fisuri. Acestea refractă, reflectă, interferează și difractează lumina, producând astfel pseudo-culoare. Anumite tăieturi speciale ale pietrelor prețioase pot provoca, de asemenea, pseudo-culoare în pietre prețioase (tabelul 6).
Pseudoculorile nu sunt inerente pietrei prețioase, dar pot adăuga farmec.
Tabelul 6: Clasificarea cauzelor de Pseudo Culoares
| Clasificarea cauzelor | Definiție | Exemplu |
|---|---|---|
| Dispersie | Fenomenul prin care lumina albă compusă este descompusă în spectre cu lungimi de undă diferite atunci când trece prin materiale cu proprietăți de prismă. | Diamant, zircon, zirconiu cubic sintetic, carbură de siliciu sintetică, sferit, titanat de stronțiu artificial, rutil sintetic etc. |
| Răspândirea | Fenomen prin care fasciculele de lumină deviază de la direcția lor inițială și se dispersează în timpul propagării într-un mediu datorită prezenței unor aglomerări neuniforme în material. | (1) Schimbările de culoare ale pietrelor prețioase care pot fi explicate prin împrăștiere includ piatra de lună albastră, cuarțul albastru, opalul, fluoritul violet și cuarțul alb de lapte. (2) Fenomenele optice speciale care pot fi explicate prin împrăștiere includ efectul ochi de pisică, efectul de stea și efectul de aur de nisip. (3) Un tip de luciu care poate fi explicat prin împrăștiere este luciu perlat. |
| Interferențe | Fenomenul de suprapunere a două surse de lumină monocromatică care emit două coloane de unde luminoase care sunt în aceeași direcție, au aceeași | (1) Poate fi utilizat pentru a explica irizația cauzată de prezența fisurilor sau a clivajelor, cum ar fi cuarțul iridescent (figura 2-3-124). (2) Poate fi utilizat pentru a explica efectul de schimbare a culorii în fenomene optice speciale, cum ar fi opalul. (3) Poate fi utilizată pentru a explica suprafața opacă a bornitei și culoarea bronzului produsă de oxidarea carburii de siliciu sintetice. Nicio piatră prețioasă nu are culoarea bronzului (figura 2-3-125). |
| Difracție | Fenomenul de deviere a undelor luminoase de la traiectoria lor geometrică atunci când întâlnesc obstacole în timpul propagării. |
Figura 2-3-124 Cuarț colorat
Figura 2-3-125 Culoarea ruginei
2. Cauzele moderne ale culorii pietrelor prețioase
Fiecare ipoteză are limitele sale. În studiul mineralelor prețioase moderne, mineralogii și gemologii tradiționali care cauzează culoarea au constatat că apariția sau schimbarea culorii anumitor minerale prețioase nu poate fi explicată, cum ar fi cauzele culorii diamantelor și schimbările de culoare ale pietrelor prețioase înainte și după tratamentul prin iradiere.
Dezvoltarea fizicii și chimiei moderne a compensat deficiențele ipotezelor tradiționale privind geneza culorilor. Ea se bazează pe teoria câmpului cristalin, teoria orbitalului molecular, teoria benzilor și teoria opticii fizice, combinate cu metode spectroscopice pentru a explica culorile pietrelor prețioase.
Teoriile moderne privind structura materială sugerează că materia este compusă din atomi, care constau dintr-un nucleu și electroni, electronii deplasându-se în afara nucleului. Mecanica cuantică descrie mișcarea electronilor și a altor particule microscopice. În 1913, Bohr a propus ipoteza că atomii există în stări stabile cu energie definită, cunoscute sub numele de stări staționare. Fiecare tip de atom poate avea mai multe stări staționare cu valori energetice diferite, iar aceste stări staționare sunt aranjate în funcție de energie pentru a forma niveluri energetice, starea staționară cu cea mai mică energie fiind denumită stare fundamentală, iar celelalte stări fiind numite stări excitate. În general, atomii sau ionii se află într-o stare stabilă, adică în starea fundamentală, moment în care nu există energie radiată. Dacă un atom sau un ion este supus energiei termice externe, energiei electrice sau altor forme de energie, electronii externi vor absorbi energie și vor trece într-o stare excitată. Cu toate acestea, electronii în stare excitată sunt instabili și, după aproximativ 10-⁸ secunde, electronii revin la starea fundamentală, radiind simultan o parte din energie sub formă de lumină.
Punctul de vedere de mai sus poate fi înțeles în gemologie ca apariția culorii în pietrele prețioase fiind datorată efectului energiei externe, cum ar fi lumina, asupra electronilor din compoziția atomică a pietrei prețioase. Acest lucru face ca electronii să treacă de la starea fundamentală la starea excitată, absorbind selectiv anumite lungimi de undă ale luminii. Tipurile de tranziții electronice și diferențele de energie absorbită în timpul acestui proces determină diferitele culori pe care pietrele prețioase le prezintă în cele din urmă. Tabelul 7 este un rezumat cuprinzător al cercetătorilor ruși și americani, care clasifică culorile pietrelor prețioase în 12 tipuri aparținând la 4 teorii principale.
Tabelul 7: Tipuri moderne de culori ale pietrelor prețioase
| Cauze tradiționale de culoare corespunzătoare | Modele moderne de teorie a cauzelor culorilor | Culoarea modernă provoacă tipuri | Pietre prețioase tipice |
|---|---|---|---|
| Culoare idocromatică, culoare alocromatică | Teoria câmpului cristalin | Metale de tranziție | Malachit, granat, turcoaz etc. |
| Impurități ale metalelor de tranziție | Smarald, citrin, rubin, etc. | ||
| Centrul de culoare | Ametist, Cuarț fumuriu, Fluorit, etc. | ||
| Teoria orbitalului molecular | Transfer de taxă | Safir, Lapis Lazuli etc. | |
| Colorare organică | Chihlimbar, coral, etc. | ||
| Teoria benzilor | Conductor | Cupru (Cu ) , argint (Ag ) , etc. | |
| Semiconductor | Galenă, proustită etc. | ||
| Semiconductor impur | Diamante albastre, diamante galbene etc. | ||
| Pseudo culoare | Teoria opticii fizice | Dispersie | "Focul" diamantelor fațetate, etc. |
| Răspândirea | piatră de lună, etc. | ||
| Interferențe | Colorarea calcopiritei și altele etc. | ||
| Difracție | Opal, calcopirita culoare de suprafață, etc. |
Secțiunea III Explicarea proprietăților mecanice legate de cristale
Proprietățile mecanice ale pietrelor prețioase sunt împărțite în patru categorii majore și șapte fenomene: clivajul, fractura și ruperea aparțin unei categorii, în timp ce celelalte trei categorii sunt duritatea, densitatea și tenacitatea. Aici vom discuta despre clivaj, fractură, rupere, duritate și densitate relativă legate de cristale.
Clivajul, fractura și ruperea sunt proprietăți ale cristalelor care apar sub acțiunea unei forțe externe, iar caracteristicile și cauzele ruperii lor diferă. Acestea sunt una dintre proprietățile fizice importante pentru identificarea și prelucrarea pietrelor prețioase.
1. Ruptura cristalelor
1.1 Definiția clivajului
Fenomenul în care un cristal se rupe de-a lungul anumitor direcții cristalografice în planuri netede sub acțiunea unei forțe externe se numește clivaj, iar aceste planuri netede sunt denumite planuri de clivaj (figura 2-4-1).
Clivajul poate fi utilizat pentru a distinge între diferite cristale. Gradul de integritate al planului de clivare, direcția de clivare și unghiul de clivare ale diferitelor cristale sunt diferite. Clivajul este una dintre caracteristicile importante care reflectă structura cristalului (figura 2-4-2) și are o semnificație mai generală decât morfologia cristalului. Indiferent cât de aproape este cristalul de nivelul ideal, atâta timp cât structura cristalină nu se modifică, caracteristicile clivajului rămân neschimbate, ceea ce reprezintă o bază caracteristică importantă pentru identificarea cristalelor.
1.2 Puncte cheie pentru observarea clivajului
Observând suprafața de fractură a unui cristal sau a unei pietre prețioase dintr-o anumită direcție cu lumină reflectată, dacă suprafața de fractură este plană și prezintă o strălucire ca de oglindă în timpul scuturării, atunci această suprafață de fractură se numește clivaj.
Suprafețele despicate pot apărea nu numai în cristale, ci și în pietrele prețioase prelucrate, cum ar fi talia asemănătoare unei pene a unui diamant finisat și despicătura asemănătoare unui centiped dintr-o piatră de lună.
Atunci când sunt observate cu lumină reflectată, suprafețele de clivaj prezintă uneori un luciu perlat (figura 2-4-3), iar între straturile de clivaj pot fi observate și culori de interferență (figurile 2-4-4, 2-4-5).
Figura 2-4-3 Mică cu despicătură perfectă care prezintă un luciu perlat
Figura 2-4-4 Culori de interferență între straturile de gips complet despicate
Figura 2-4-5 Culori de interferență între straturile de gips cu despicătură perfectă
1.3 Descrierea metodelor de clivare
Descrierea clivajului este împărțită în trei aspecte: completitudinea planului clivajului, direcția clivajului și unghiul clivajului.
(1) Completitudinea suprafețelor de clivare
Pe baza prezenței sau absenței clivajului și a gradului de netezime (cunoscut și ca gradul de dezvoltare), clivajul poate fi împărțit în patru categorii: clivaj complet, clivaj complet, clivaj moderat și clivaj incomplet (tabelul 1).
Tabelul 1: Niveluri de clivare și caracteristici de observare
| Nivel de clivaj | Nivel de dificultate | Caracteristici ale observării suprafeței de despicare | Exemplu |
|---|---|---|---|
| Decolteu perfect | Se împarte ușor în foi subțiri | Foi subțiri netede și plate | Mică, grafit, etc. |
| Clivaj complet | Se despică ușor în planuri sau bucăți mici, cu suprafețe de fractură dificile. | Suprafețe netede, plate și lucioase care pot prezenta un aspect în trepte. | Diamant, topaz, fluorit, calcit etc. |
| Ruptură moderată | Se poate diviza în planuri, fracturile apărând mai ușor | O suprafață relativ plană, nu foarte continuă și oarecum aspră. | Chrysoberyl, piatra lunii etc. |
| Clivaj incomplet | Nu este ușor de împărțit în planuri, cu multe fracturi | Discontinuă, neuniformă, cu senzație de grăsime | Apatită, zircon, olivină etc. |
Cristalele cu despicătură perfectă nu sunt potrivite pentru bijuterii din cauza durabilității lor și a slabei lor prelucrabilități. De exemplu, Mica (figura 2-4-6) și grafitul.
Cristalele cu alte grade de clivaj decât clivajul foarte perfect pot fi utilizate ca pietre prețioase, cum ar fi diamantele cu clivaj perfect și fluoritul (figura 2-4-7). Topaz (figura 2-4-8) etc.
Cuvântul dezvoltare este adesea folosit atunci când se descrie sau se discută despre clivaj și poate fi înțeles ca însemnând predispoziție, cum ar fi dezvoltarea clivajului, care înseamnă că clivajul tinde să apară.
(2) Direcția de clivare
Diferitele minerale pot avea o direcție de clivaj sau mai multe direcții.
În mod obișnuit, există o direcție (grafit, Mica, etc.), două direcții (hornblendă, etc.), trei direcții (calcit, etc.) și, în plus, patru direcții (cum ar fi fluoritul) și șase direcții (cum ar fi sphaleritul) clivaj (Figura 2-4-9).
Deoarece clivajul este un fenomen direcțional, este important să ne asigurăm că planul pietrei prețioase prelucrate nu este paralel cu planul clivajului. Acesta trebuie să fie decalat cu cel puțin 5° grade; în caz contrar, va apărea un fenomen în care fațetele nu vor putea fi lustruite cu ușurință și cu strălucire, indiferent de situație.
(3) Clivaj unghiul de intersecție
Pentru cristalele sau pietrele prețioase cu două sau mai multe direcții de clivaj, direcțiile multiple de clivaj se află la anumite unghiuri, iar această relație unghiulară se numește unghi de intersecție (figurile 2-4-10, 2-4-11).
Figura 2-4-10 Clivajul tri-direcțional al gipsului (săgețile roșii indică cele trei direcții diferite ale clivajului perfect în trepte)
Figura 2-4-11 Unghiul de intersecție al despicăturilor de gips 120°
2. Ruptura cristalelor
2.1 Definiția clivajului
Fenomen prin care un cristal se rupe de-a lungul anumitor direcții cristalografice sub acțiunea unei forțe externe, asemănător cu clivajul, dar cu o suprafață mai netedă decât a clivajului.
Fractura și clivajul au cauze diferite; fracturile apar adesea la limita gemenilor, în special în cazul anumitor pietre gemene agregate, iar în gemologie apar numai în corindon (figura 2-4-12)
2.2 Puncte cheie pentru observarea fracturilor
① Cristalele înainte de prelucrare pot fi observate pentru fracturi folosind lumina reflectată, dezvăluind una până la trei direcții de suprafețe de fractură în trepte pe piatra prețioasă, asemănătoare cu clivajul (figurile 2-4-13, 2-4-14).
② Pietrele prețioase prelucrate pot fi observate pentru fracturi folosind lumina transmisă, dezvăluind una până la trei direcții de suprafețe de fractură paralele, mai netede în interiorul pietrei prețioase (figura 2-4-15).
Figura 2-4-13 Clivajul corindonului (linii paralele pe un plan reflectorizant)
Figura 2-4-14 Clivajul corindonului sub lumina reflectată (în stânga se văd linii paralele pe planul de reflexie, în dreapta se vede o suprafață de fractură în trepte)
3. Fracturarea cristalelor
3.1 Definiția fracturii
Fenomenul în care mineralele nu se rup într-o direcție specifică după ce au fost solicitate, rezultând suprafețe de fractură cu diferite forme inegale și neregulate, se numește fractură (figura 2-4-16). Apariția fracturilor nu are nicio legătură cu naturalețea pietrelor prețioase; acest fenomen poate fi observat în pietrele prețioase naturale, sintetice și artificiale. De asemenea, apariția fracturilor nu are legătură cu clasificarea pietrelor prețioase; acest fenomen poate fi observat în cristale, agregate, pietre prețioase organice și solide amorfe.
3.2 Puncte cheie pentru observarea fracturilor
Observarea suprafeței de fractură a cristalului sau a pietrei prețioase într-o anumită direcție cu ajutorul unui tub de lumină reflectorizantă. Dacă suprafața de fractură este neuniformă și prezintă pâlpâiri reflectorizante în timpul mișcării, atunci această suprafață de fractură se numește fractură.
Fracturile pot apărea în pietrele cristaline brute și în pietrele prețioase cu forme intacte după prelucrare, în special după cădere sau supunere la forțe externe (figura 2-4-17). Fracturile în formă de scoică prezintă adesea un luciu gras.
3.3 Metode de descriere a fracturilor
Fracturile diferă de suprafețele netede și plate ale clivajului; acestea sunt în general inegale și curbate. Folosim adesea analogii pentru a descrie morfologia fracturilor, folosind termeni des întâlniți în viața de zi cu zi, cum ar fi "în formă de scoică" și "neregulat".
Forma comună a fracturilor în cristale este fractura în formă de scoică, care poate fi observată cu ușurință în multe pietre prețioase în care clivajul este slab dezvoltat. De exemplu, în cuarț, turmalină și granat sintetic de aluminiu și ytriu (figurile 2-4-18, 2-4-19).
4. Duritatea cristalelor
4.1 Definiția durității
Duritatea, un termen din fizică, se referă la capacitatea unui material de a rezista la pătrunderea unui obiect dur în suprafața sa. Indică moliciunea sau duritatea comparativă a diferitelor materiale pe baza rezistenței lor locale la intruziunea externă. Datorită stabilirii diferitelor metode de testare, există diferite standarde de duritate. Semnificațiile mecanice ale acestor standarde de duritate diferă și sunt de obicei comparate folosind rezultate experimentale; cu toate acestea, duritatea Vickers și duritatea Mohs pot fi convertite prin formule.
Există multe metode de testare a durității, inclusiv metode de indentare, penetrare, măcinare și revenire, printre care primele două metode sunt utilizate pe scară largă.
Metoda indentării utilizează un indent de formă conică din aliaj sau diamant, aplicând o anumită sarcină (greutate) pe suprafața lustruită a mineralului. Relația dintre sarcină și suprafața (sau adâncimea) crestăturii este utilizată pentru a determina duritatea mineralului. Duritatea măsurată cu un indentor de formă rombică se numește duritate Knoop. Duritatea măsurată cu un indentor de formă pătrată se numește duritate Vickers (HV), cunoscută și ca duritate absolută (figurile 2-4-20, 2-4-21). În studiile de mineralogie și gemologie, duritatea Vickers este de obicei testată.
Figura 2-4-20 Instrument de testare a microdurității
Figura 2-4-21 Calcularea durității absolute prin diametrul crestăturilor de suprafață
Metoda zgârieturii evaluează rezistența unui mineral la forțe externe precum zgârietura, presarea sau măcinarea. Această metodă a fost utilizată în mod constant în mineralogie cu ajutorul scalei de duritate Mohs (Friedrich Mohs, 1822) (figura 2-4-22). Scala de duritate Mohs este un tabel de clasificare a 10 minerale de înaltă puritate comune în natură, aranjate în funcție de rezistența lor la zgâriere. Rezultatele înregistrate ale acestui clasament se numesc duritate Mohs (HM), cunoscută și ca duritate relativă.
Duritatea din tabelul parametrilor de identificare a pietrelor prețioase se referă la duritatea Mohs.
Duritatea Vickers și duritatea Mohs pot fi convertite prin intermediul unei formule, iar rezultatele conversiei arată că relația dintre duritatea Mohs este o relație de creștere neliniară (figura 2-4-23).
4.2 Observații privind duritatea Mohs
① Duritatea marii majorități a mineralelor este testată în cristalografie prin caracterizarea mineralelor standard pe scara de duritate Mohs față de mineralele testate. În identificarea pietrelor prețioase, este strict interzis ca pietrele prețioase să se zgârie între ele (prezența zgârieturilor poate afecta valoarea pietrei prețioase).
② Pentru anumite pietre prețioase și imitații ale acestora care au fost tăiate în forme fațetate, putem face distincția între pietrele prețioase și imitațiile acestora observând ascuțimea marginilor fațetelor datorită durității lor diferite, cum ar fi distincția între diamante și simulanții de diamante (figura 2-4-24 la figura 2-4-25) și distincția între rubine și rubine sintetice (figura 2-4-26).
4.3 Metoda de descriere a durității Mohs
Dacă un mineral poate zgâria apatita (adică duritatea sa este mai mare decât cea a apatitei), dar poate fi zgâriat de orthoclase (adică duritatea sa este mai mică decât cea a orthoclasei), atunci duritatea mineralului respectiv este între 5 și 6, ceea ce poate fi scris ca 5-6. În practică, pot fi utilizate metode mai simple în locul unui aparat de testare a durității; de exemplu, duritatea unei unghii este de 2,5, iar duritatea unui cuțit este de 5,5, astfel încât duritatea mineralelor poate fi împărțită aproximativ în mai mică decât o unghie ( 5,5). Poate fi utilizat și un ac de oțel obișnuit (HM=5,5~6). Tabelul 2 prezintă un tabel cu duritatea Mohs a pietrelor prețioase comune și a obiectelor de uz zilnic.
Tabelul 2: Pietre prețioase comune și articole de uz casnic Tabelul de duritate Mohs
| Duritate | Obiect reprezentativ | Utilizări comune |
|---|---|---|
| 1 | Talc, grafit | Talcul este mineralul standard pentru scara de duritate Mohs și este cunoscut ca fiind cel mai moale mineral. Printre aplicațiile comune se numără pudra de talc, dar din cauza durității sale Mohs foarte scăzute, nu poate fi folosit ca piatră prețioasă. |
| 2 | Gips | Mineral standard pentru scara de duritate Mohs; din cauza durității sale Mohs foarte scăzute, nu poate fi folosit ca piatră prețioasă. Apare pe piață ca piatră de sigiliu și obiecte de colecție |
| 2 ~ 3 | Cub de gheață | Unul dintre elementele comune din viața de zi cu zi |
| 2.5 | Unghii, chihlimbar, Ivory | Chihlimbarul și fildeșul sunt pietre prețioase organice comune |
| 2.5 ~ 3 | Aur, argint, aluminiu | Aurul și argintul sunt utilizate în mod obișnuit pentru bijuterii, în timp ce aluminiul se găsește adesea în aplicații industriale |
| 3 | Calcit, cupru, perle, ace de cupru. | Calcitul este mineralul standard pentru scara de duritate Mohs și poate fi utilizat ca material de sculptură; este, de asemenea, o componentă importantă a dicroscoapelor utilizate în identificarea pietrelor prețioase. Cuprul a fost folosit pentru prima dată pentru decorațiuni și este utilizat în mod obișnuit în producția de aliaje și ca mediu de transmisie în industria electronică. Perlele sunt pietre prețioase organice comune. |
| 3.5 | Învelișuri. | Pietre prețioase organice comune; cochiliile mai mici pot fi încrustate direct pentru decorare, în timp ce cochiliile mai mari pot fi tăiate și lustruite în mărgele și alte materiale decorative, cum ar fi tridacna gigas. |
| 4 | Fluor sulfatat | Un mineral standard pentru scara de duritate Mohs, cunoscut și sub numele de fluorit, poate fi folosit ca material de sculptură și este una dintre pietrele prețioase comune. Datorită durității sale relativ scăzute, apare adesea în unele bijuterii handmade mai unice. |
| 4 ~ 4.5 | Platină | Metale rare și, de asemenea, cele mai dure dintre metalele prețioase. Platina este adesea utilizată în industria militară sau în prelucrarea bijuteriilor |
| 4 ~ 5 | Fier | Utilizat în mod obișnuit în producția de oțel și în alte aplicații industriale. |
| 5 | Apatită | minerale standard pe scara de duritate Mohs, una dintre pietrele prețioase comune |
| 5 ~ 6 | Oțel inoxidabil, cuțit mic, ac de oțel, lamă de sticlă | Unul dintre instrumentele frecvent utilizate în geologie pentru caracterizarea mineralelor și rocilor și pentru evaluarea preliminară a durității Mohs a mineralelor și rocilor |
| 6 | Orthoclase, tanzanit, titan pur | Feldsparul este mineralul standard pentru scara de duritate Mohs, iar tanzanita este una dintre pietrele prețioase comune. |
| 6 ~ 7 | Dinți (stratul exterior al coroanei), piese din porțelan. | Componenta principală este hidroxiapatita. |
| 6 ~ 6.5 | Nephrite | Unul dintre tipurile comune de jad. |
| 6.5 | Pirita | Cristalul are o valoare ornamentală puternică și este rareori tăiat și șlefuit în pietre prețioase. |
| 6.5 ~ 7 | Jadeit | Unul dintre tipurile comune de jad. |
| 7 | Cuarț, ametist | Mineral standard pe scara de duritate Mohs, una dintre pietrele prețioase comune |
| 7.5 | Turmalină, zircon | Una dintre pietrele prețioase comune |
| 7 ~ 8 | Granat | Una dintre pietrele prețioase comune |
| 8 | Topaz | minerale standard pe scara de duritate Mohs, una dintre pietrele prețioase comune |
| 8.5 | Heliodor | Una dintre pietrele prețioase comune |
| 9 | Corindon | minerale standard pe scara de duritate Mohs, una dintre pietrele prețioase comune |
| 9.25 | Carbură de siliciu sintetică | Unul dintre simulanții obișnuiți de diamante |
| 10 | Diamant | minerale standard pe scara de duritate Mohs, una dintre pietrele prețioase comune |
| Mai mare de 10 | Nanorodițe polimerice de diamant | Oamenii de știință germani au dezvoltat în 2005 un material mai dur decât diamantul, care are perspective largi de aplicare industrială |
5. Densitatea relativă a cristalelor
5.1 Definiția densității relative
Densitatea este una dintre proprietățile importante ale pietrelor prețioase, deoarece reflectă compoziția lor chimică și structura cristalină. Densitatea unei pietre prețioase se referă la masa pietrei prețioase pe unitatea de volum, măsurată de obicei în g/cm³.
Densitatea relativă și densitatea pietrelor prețioase sunt numeric identice, dar prima este mai ușor de măsurat. Densitatea relativă a unei pietre prețioase se referă la raportul dintre greutatea sa în aer și greutatea unui volum egal de apă la 4 ℃, unde, la 4 ℃, masa a 1 cm³ de apă este aproape exact 1 g.
Densitatea relativă a unei pietre prețioase depinde de compoziția sa chimică. Densitatea relativă a aceluiași tip de piatră prețioasă poate varia din cauza schimbărilor în compoziția chimică, a substituției izomorfe, a incluziunilor mecanice, a prezenței incluziunilor și a adsorbției aerului în cavități și fisuri. De exemplu, densitatea relativă medie a diamantelor este de 3,52 g/cm³, dar densitatea relativă a diamantelor australiene este de 3,54; unele diamante galbene din Africa au o densitate relativă de 3,52, iar unele diamante brune din Brazilia au o densitate relativă de 3,60.
5.2 Metode de testare a densității relative
Metoda cântăririi hidrostatice și metoda lichidului greu sunt metode frecvent utilizate pentru determinarea densității relative a pietrelor prețioase. Prima metodă poate măsura mai precis densitatea relativă a pietrelor prețioase, în timp ce cea de-a doua poate face rapid distincția între două pietre prețioase similare cu densități relative diferite.
Densitatea relativă a pietrelor prețioase variază în general de la 1 la 7. Cele sub 2,5 (cum ar fi chihlimbarul) sunt considerate densitate relativă scăzută, cele între 2,5 și 4 (cum ar fi cuarțul) au densitate relativă medie, iar cele peste 4 sunt considerate densitate relativă ridicată. Majoritatea pietrelor prețioase au o densitate relativă între 2,5 și 4.
(1) Metoda de cântărire hidrostatică
Conform principiului lui Arhimede, atunci când un obiect este scufundat într-un lichid, forța de flotabilitate exercitată de lichid asupra obiectului este egală cu greutatea lichidului deplasat de obiect. Măsurând greutatea pietrei prețioase în aer pe baza greutății lichidului deplasat de obiect, putem calcula densitatea relativă a pietrei prețioase (abreviată SG, cunoscută și sub denumirea de greutate specifică). (De la figura 2-4-27 la figura 2-4-29).
Figura 2-4-27 Atașament de cântărire a apei curate
Figura 2-4-28 Starea accesoriilor de cântărire a purificării apei pe balanță după combinație (suportul de suspensie a plasei este plasat pe discul de cântărire al balanței, suportul pentru pahar este la ambele capete ale discului de cântărire al balanței, alte combinații de atașare se referă la următoarea figură)
Metoda de calcul este greutatea pietrei prețioase în aer împărțită la diferența dintre greutatea pietrei prețioase în aer și în apă. Valoarea calculată este de obicei reținută cu două zecimale, adică densitatea relativă = greutatea pietrei prețioase în aer ÷ (greutatea pietrei prețioase în aer - greutatea pietrei prețioase în apă) x densitatea apei ＝ greutatea pietrei prețioase în aer÷ greutatea apei de același volum ca piatra prețioasă x densitatea apei.
Folosind formula de mai sus, presupunem că o piatră prețioasă cântărește 5,80 g în aer și 3,50 g în apă, densitatea apei fiind de 1 g/cm³; procesul de calcul este următorul:
SG ＝ 5,80 ÷ (5,80 - 3,50) x 1 g/cm³
＝5.80 4÷2.30 x 1 g/cm³
＝2.50 g/cm³
Astfel, calculăm că densitatea relativă a acestei pietre prețioase este de 2,50 g/cm³.
Este important de reținut că, dacă nu se specifică altfel, densitatea apei se ia în general la 4 ℃ g/cm³.
(2) Metoda lichidului greu
Starea ansamblului de accesorii pentru cântărirea apei curate este plasată pe balanță (suportul pentru agățarea sacului de plasă este plasat pe platoul de cântărire al balanței, iar suportul pentru pahar se află la ambele capete ale platoului de cântărire al balanței; celelalte ansambluri de accesorii se referă la diagrama de mai jos).
Metoda lichidului greu este o modalitate simplă și eficientă de a determina indirect densitatea relativă a unei pietre prețioase prin introducerea probei într-un lichid greu cunoscut (a se vedea tabelul 3) și observarea dacă piatra prețioasă se scufundă sau plutește. Lichidele grele sunt una dintre soluțiile organice volatile, ușor toxice și sunt utilizate mai rar în testarea pietrelor prețioase moderne.
Tabelul 3: Patru lichide grele comune și minerale indicatoare
| Lichide grele comune | Densitatea lichidelor grele comune | Minerale indicatoare în suspensie în lichide grele comune |
|---|---|---|
| Tribrommetan diluat CHBr₃ | 2.65 | Cristal curat, fără fisuri |
| Trichloromethane CHBr₃ | 2.89 | Beril verde curat, fără fisuri |
| Diiodometan diluat CH₂I₂ | 3.05 | Turmalină roz curată fără fisuri (densitatea turmalinei variază ușor în funcție de diferite culori, iar densitatea relativă a turmalinei roz este relativ stabilă) |
| Diiodometan CH₂I₂ | 3.32 | Jad curat, fără crăpături |
6. Rezistența cristalelor
Rezistența unui cristal include atât flexibilitatea, cât și fragilitatea. Fenomenul în care pietrele prețioase au o rezistență scăzută la rupere (uzură, întindere, presare, tăiere) se numește fragilitate.
Fragilitatea nu are nimic de-a face cu proprietățile optice ale pietrei prețioase și cu alte proprietăți mecanice precum clivajul, despicătura, fracturarea, duritatea, densitatea etc. Fragilitatea cristalului este legată de modul în care sunt conectate elementele cristalului, ceea ce nu putem observa cu ochiul liber. Ea poate fi simțită și văzută doar în timpul prelucrării și purtării pietrelor prețioase (figura 2-4-30). La vânzarea timpurie a pieselor finite de piatră fațetată se constată adesea că marginea pietrei fațetate este deteriorată din cauza hârtiei de ambalaj desfăcute, iar deteriorarea este redusă după utilizarea unui ambalaj separat din hârtie de bumbac moale. Ruperea marginii fațetate din cauza fragilității este, de asemenea, frecventă în cazul pietrelor prețioase culese și observate timp îndelungat (figura 2-4-31).
Fragilitatea cristalelor de pietre prețioase comune, de la puternic la slab, este următoarea: fluorit, crisoberil, piatră de lună, topaz, smarald, olivină, acvamarin, cuarț, diamant, safir, rubin.
Figura 2-4-30 Fragilitatea diamantelor (deteriorarea marginilor)
Figura 2-4-31 Rutil sintetic (deteriorare cauzată de observarea pe termen lung)
Secțiunea IV Alte proprietăți fizice ale cristalelor
1. Proprietățile electrice ale cristalelor
(1) Conductivitate
Capacitatea mineralelor prețioase de a conduce electricitatea se numește conductivitate. Majoritatea pietrelor prețioase sunt neconductoare, dar pietre prețioase precum hematita, rutilul sintetic și diamantele albastre naturale (tip IIb) pot conduce electricitatea. Proprietățile semiconductoare ale diamantelor albastre naturale sunt deosebit de importante, deoarece sunt una dintre caracteristicile distinctive ale diamantelor colorate artificial, în timp ce diamantele albastre colorate artificial sunt neconductoare.
(2) Efectul termoelectric
Atunci când cuarțul și turmalina sunt încălzite și răcite în mod repetat, acestea se dilată sau se contractă, generând tensiune sau sarcină la ambele capete ale cristalului. Acest fenomen se numește efect termoelectric. Acesta este și motivul pentru care turmalina absoarbe praful atunci când este încălzită de lumina soarelui sau de lumina artificială.
(3) Efectul piezoelectric
Fenomen în care cantități egale de sarcini opuse apar la ambele capete ale cristalelor, cum ar fi cuarțul, atunci când sunt comprimate sau întinse într-o anumită direcție.
2. Proprietățile termice ale cristalelor - Conductivitatea termică
Capacitatea unui material de a conduce căldura se numește conductivitate termică, iar diferite pietre prețioase au capacități diferite de conductivitate termică. Comparând conductivitățile termice se pot distinge eficient pietrele prețioase. Deși proprietățile termice ajută la identificarea multor pietre prețioase, cea mai importantă și evidentă este diamantul, care are o conductivitate termică mult mai mare decât cea a celei de-a doua pietre, corindonul. Acesta este, de asemenea, unul dintre principiile de proiectare ale instrumentelor de testare a conductivității termice a pietrelor prețioase.
3. Radioactivitatea cristalelor
Elementele radioactive, cum ar fi U, Th, Ra etc., pot emite spontan particule sau raze din nucleu, eliberând în același timp energie. Acest fenomen se numește radioactivitate, iar acest proces se numește dezintegrare radioactivă. Dacă oamenii de știință cunosc rata de dezintegrare radioactivă și dispun de instrumente capabile să măsoare prezența diferiților izotopi, ei pot calcula cu mare precizie vârsta unui obiect. De exemplu, studierea conținutului de izotopi radioactivi ai metalelor rare osmiu (Os) și reniu (Re) din diamante poate determina vârsta diamantelor vechi de miliarde de ani.
Radioactivitatea din mineralele naturale ale pietrelor prețioase, cum ar fi diamantele, conține elemente radioactive. Impactul radioactivității asupra proprietăților pietrelor prețioase se reflectă în două aspecte: provoacă colorarea naturală a pietrelor prețioase și îmbunătățește culoarea pietrelor prețioase. Este important să rețineți că radioactivitatea excesivă poate dăuna organismului uman.
4. Proprietățile de suprafață ale pietrelor prețioase
Proprietățile de suprafață ale pietrelor prețioase minerale sunt legate de structura cristalină de suprafață a pietrelor prețioase minerale. Structura de suprafață a pietrelor prețioase minerale variază în funcție de tipul specific de piatră prețioasă, iar proprietățile de suprafață determinate de structura de suprafață vor fi inevitabil diferite.
Proprietățile de suprafață ale mineralelor prețioase se manifestă în mod proeminent în efectele lor de adsorbție asupra substanțelor externe, cum ar fi hidrofobicitatea și lipofilicitatea. Hidrofobicitatea este un termen din chimie care se referă la proprietatea fizică a unei molecule (substanță hidrofobă) care respinge apa. Hidrofobicitatea este adesea denumită lipofilicitate, însă acești doi termeni nu sunt complet sinonimi. În același timp, majoritatea substanțelor hidrofobe sunt de obicei lipofile; există și excepții, cum ar fi cauciucul siliconic și compușii fluorurați.
Proprietatea implicată în gemologie este diamantul, iar identificarea diamantelor și a imitațiilor acestora și procesul de selecție a diamantelor utilizează adesea această proprietate.
