Русский 
English 
Español 
Português 
Deutsch 
Italiano 
Français 
العربية 
Bahasa Indonesia 
日本語 
한국어 
Suomi 
Svenska 
Polski 
Română 
Ελληνικά 
Türkçe 
Čeština 
Magyar 
Norsk bokmål 
Аморфные драгоценные камни: определение, оптические и механические свойства
Основы геммологии, связанные с аморфными твердыми телами
Опал - первая разновидность аморфного твердого вещества, признанная людьми в качестве драгоценного камня. На протяжении веков люди восхищались и коллекционировали его, а бесчисленные поэмы восхваляли опал. Древнеримский натуралист Плиний однажды сделал блестящее описание опала: на куске опала можно увидеть пламя рубина, яркий пурпур аметиста, зеленое море изумруда, красочные и гармоничные, захватывающе красивые. Красота красок опала не уступает красоте палитры художника и пламени горящей серы. Шекспир писал в своей "Двенадцатой ночи": "Это чудо - королева драгоценных камней". В "Сокровищах Мальты" опал восхваляется самыми классическими и витиеватыми фразами. Поэтическое описание поэта и художника Дю Бле - самое романтичное и подходящее: "Когда природа украшает цветы, расцвечивает радугу и окрашивает перья маленьких птичек, она вливает в опал краски, смахнутые с палитры". По сравнению с опалом, стекло и пластик были изобретены позже и уже давно считаются символами дешевизны и подражания.
Оглавление
Раздел I Понятие об аморфных твердых телах и их разновидностях
1. Понятие об аморфных твердых телах
Аморфные твердые вещества относятся к твердым веществам, составляющие молекулы (атомы, ионы) которых не имеют пространственно регулярного периодического расположения. Они не имеют правильной формы; до обработки форма аморфных твердых тел относится к коллекции неправильных форм, а после обработки цвет, прозрачность и блеск аморфных твердых тел, наблюдаемые невооруженным глазом, похожи на характеристики кристаллов, таких как стекло и опал.
2. Разновидности аморфных драгоценных камней
К разновидностям природных драгоценных камней относятся опал (рис. 5-1-1) и натуральное стекло (рис. 5-1-2).
Рисунок 5-1-1 Опал
Рисунок 5-1-2 Натуральное стекло
Разновидности искусственных драгоценных камней включают стекло (рис. 5-1-3, 5-1-4), пластик и керамику.
Рисунок 5-1-3 Девитрифицированное стекло
Рисунок 5-1-4 Стекло, используемое для имитации нефрита
Раздел II Стекло
Производство изделий из стекла имеет долгую историю. В Египте уже в XVI веке до н. э. производили одноцветные стеклянные бусины. После X века до н. э. стали популярны инкрустированные бусины (глаза стрекозы).
Стекло всегда было самым распространенным материалом для имитации драгоценных камней. Особенно сейчас, когда разновидности стекла постоянно меняются, и с их помощью можно практически имитировать любой природный камень, особенно если речь идет об имитации большинства неорганических драгоценных камней. Они обладают значительными обманчивыми свойствами. Хотя они не очень яркие, но могут имитировать аметист, аквамарин и оливин. Он также может имитировать природные драгоценные камни, такие как тигровый глаз, опал, коралл и жемчуг. Слой плавления стекла может имитировать агат, малахит и черепаховый панцирь.
Процесс производства стекла уже достаточно отработан. Тем не менее, стекло как имитация драгоценного камня не может достичь химической стабильности, физических показателей (плотности, коэффициента преломления, твердости, термочувствительности), структурных характеристик или рисунка излома, аналогичных натуральным драгоценным камням; оно может лишь добиться сходства внешнего вида и цвета и стремиться к максимально возможной реалистичности морфологии.
Как правило, стеклянные имитации прозрачных драгоценных камней изготавливаются путем плавления традиционного стекла с добавлением соответствующих материалов. Плавление стекла обычно происходит в керамических тиглях в газовых печах. После того как стекло с соответствующими материалами расплавлено, расплавленную жидкость можно вылить в формы и приложить к ним давление, чтобы получить желаемую форму. Во время литья неравномерная усадка может оставить на поверхности усадочные ямы. На стыках форм также могут оставаться следы литья.
1. Стеклянные материалы для имитации драгоценных камней
Свойства различных видов стекла связаны с добавлением специальных материалов. Здесь представлены распространенные виды стекла, которые легко спутать с натуральными драгоценными камнями: свинцовое стекло, микрокристаллическое стекло и стекло "кошачий глаз".
1.1 Свинцовое стекло
В основе свинцового стекла лежит высокосвинцовое или среднесвинцовое хрустальное стекло с добавлением различных редкоземельных красителей для достижения эффекта различных драгоценных камней.
1.2 Стеклокерамика
Стеклокерамика, также известная как кристаллическое цветочное стекло, микрокристаллический нефрит или нефритовый шпат, может быть получена из различных промышленных хвостов, золы или шлака. Добавление специальных нуклеирующих агентов и термическая обработка позволяют придать внутренним кристаллам неочевидную ориентацию, в результате чего образуются радиальные, иглоподобные или ветвистые сферулиты. Оно экономично и имеет яркие цвета. Микрокристаллическое стекло состоит в основном из кристаллической и стеклянной фаз, причем стеклянная фаза остается между кристаллами, образуя множество мелкозернистых кристаллов, которые часто используются для имитации нефрита (рис. 5-1-5-5-1-8).
Рисунок 5-1-5 Девитрифицированное стекло (отраженный свет)
Рисунок 5-1-6 Девитрифицированное стекло (проходящий свет)
Рисунок 5-1-7 Внутренние кристаллы девитрифицированного стекла (метод освещения в темном поле 40X)
Рисунок 5-1-8 Внутренние кристаллы девитрифицированного стекла (метод освещения в темном поле 40X)
1.3 Стеклянный кошачий глаз
Изначально он производился американской компанией Cathay и получил название Cathay Cat's Eye, а также английское название Cathay Stone. Он формируется путем укладки и сплавления оптических волокон из различных видов стекла в кубические или шестиугольные формы, называемые "панелями оптического волокна", с 150 000 оптических волокон на квадратный см, способных создавать превосходный эффект кошачьего глаза. Коэффициент преломления 1,8, удельный вес 4,58, твердость по Моосу 6.
Этот материал широко используется в декоративных изделиях и доступен практически во всех цветах. Большинство из них - ярко-красные, зеленые, синие, желтые, оранжевые, фиолетовые или белые. Цвета, совершенно не похожие на натуральные драгоценные камни "кошачий глаз", на первый взгляд могут вызвать подозрение. Однако цвет коричневато-желтого стеклянного кошачьего глаза очень похож на цвет кошачьего глаза из хризоберилла и кварца (рис. 5-1-9, 5-1-10). Однако при рассмотрении ярких полос с обеих сторон с помощью лупы можно обнаружить типичную сотовую структуру - диагностический признак стеклянного кошачьего глаза (рис. 5-1-11, 5-1-12).
Рисунок 5-1-9 Стеклянный кошачий глаз (отраженный свет)
Рисунок 5-1-10 Правое изображение стеклянного кошачьего глаза (отраженный свет)
Рисунок 5-2-11 Сотовая структура стеклянного кошачьего глаза (метод освещения в темном поле 25X)
Рисунок 5-2-12 Сотовая структура стеклянного кошачьего глаза (метод освещения в темном поле 25X)
2. Улучшение стекла в драгоценных камнях
Подавляющее большинство драгоценных камней, добываемых в природе, имеют плохой цвет и низкую прозрачность, а также множество трещин, что не отвечает потребностям рынка. Поэтому для улучшения цвета, прозрачности и других характеристик драгоценных камней широко используются методы улучшения их внешнего вида. В настоящее время наиболее распространенными методами улучшения драгоценных камней являются обработка рубинов, сапфиров, изумрудов и турмалинов. Если продавцы сообщают об этих способах обработки, обычным потребителям легче их отличить.
В процессе совершенствования драгоценных камней в начале XXI века стекло получило новое название - фиссурные наполнители (рис. 5-1-13 и 5-1-15). В 2003 году на рынке стали появляться рубины и корунды, наполненные свинцовым стеклом, а с марта 2004 года, когда Японская ассоциация драгоценных камней (GAAJ) впервые обнаружила рубины, наполненные свинцовым стеклом, известные геммологические лаборатории (AGTA, GIA) также столкнулись с рубинами, обработанными подобным образом. Анализ методом рамановской спектроскопии подтверждает, что наполнитель драгоценного камня очень похож на боратное стекло свинца.
Рисунок 5-1-13 Разница в поверхностном кластере между стеклом и рубином (метод вертикального освещения 20X)
Рисунок 5-1-14 Эффект вспышки стекла в трещинах рубина (метод освещения в темном поле 20X)
Рисунок 5-1-15 Эффект синей вспышки и пузырьки в стекле рубиновых трещин (метод освещения в темном поле 20X)
В 2007 году на рынке появились синие сапфиры, наполненные свинцовым стеклом, причем ранние наполненные сапфиры имели более темный цвет.
В 2011 году на рынке появилось множество сапфиров, наполненных кобальтово-синим свинцовым стеклом, по цвету близких к высокосортным сапфирам.
В последние годы на рынке появляется все больше рубинов с избыточным содержанием стекла, в результате чего мелкие фрагменты рубина оказываются склеенными стеклом. Такой тип драгоценных камней можно назвать смесью стекла и рубина. Важно отметить, что стеклом заполнены не только натуральные готовые драгоценные камни; сообщалось также, что следы стекла обнаружены в необработанных кристаллах корунда и некоторых синтетических драгоценных камнях.
Раздел III Определения оптических терминов, относящихся к аморфным твердым телам
Оптические свойства аморфных драгоценных камней включают цвет, блеск, прозрачность, люминесценцию и особые оптические явления. Некоторые из них были описаны во второй главе и не будут повторяться здесь. В этом разделе мы кратко рассмотрим явления, наблюдаемые при рассмотрении аморфных твердых тел в условиях освещения, и профессиональную терминологию, используемую для описания этих явлений. Особенно важно отметить явления невидимой дисперсии, плеохроизма и двулучепреломления в аморфных твердых телах.
1. Цвет аморфных твердых тел
Здесь мы рассмотрим описание цвета опала.
Из-за разнообразия цветов, вызванного эффектом игры цвета, цвет опала часто описывают с помощью телесного цвета.
(1) Черный опал с телесными цветами, такими как темно-синий, темно-серый, темно-зеленый или другие темные цвета, или черный опал (рис. 5-2-1)
(2) Белый опал, цвет тела белый или серый, прозрачный или полупрозрачный опал (рис. 5-2-2).
(3) Огненный опал, преимущественно оранжевый, прозрачный или полупрозрачный опал (рис. 5-2-3).
(4) Кристаллический опал, бесцветный, прозрачный или полупрозрачный опал (рис. 5-2-4).
Рисунок 5-2-1 Черный опал
Рисунок 5-2-2 Белый опал
Рисунок 5-2-3 Огненный опал
Рисунок 5-2-4 Хрустальный опал
2. Блеск аморфных веществ
Мы обсудили восемь типов блеска драгоценных камней. В предыдущих статьях мы уже обсудили четыре типа, обычно встречающиеся в кристаллах: металлический блеск, адамантиновый блеск, стеклянный блеск и маслянистый блеск, обсудили жирный блеск, шелковистый блеск и восковой блеск, а также блеск органических драгоценных камней, включая жемчужный блеск и смолистый блеск.
Терминология блеска аморфных твердых тел относится к вышеперечисленным категориям, а конкретный блеск зависит от фактического наблюдения.
При практическом наблюдении, если опал демонстрирует узорчатый блеск под определенным углом, его можно определить как собранный (рис. 5-2-5, рис. 5-2-6).
Рисунок 5-2-5 Собранный опал
Рисунок 5-2-6 Собранный опал с разным боковым блеском
3. Прозрачность аморфных твердых тел
При описании прозрачности аморфных твердых тел используется та же терминология, что и для кристаллических материалов, и методы наблюдения соответствуют друг другу.
В этом разделе мы специально рассмотрим стеклянные кошачьи глаза, все из которых имеют практически одинаковые характеристики: при наблюдении за стеклянным кошачьим глазом в направлении вертикальной яркой линии эффекта кошачьего глаза он становится полупрозрачным (рис. 5-2-7), а при наблюдении в направлении параллельной яркой линии кошачьего глаза - полупрозрачным (рис. 5-2-8), а при внимательном наблюдении в направлении полупрозрачности обнаруживается сотовая структура.
Рисунок 5-2-7 Направление яркой линии в вертикальном эффекте "кошачьего глаза" воспринимается стеклянным "кошачьим глазом" как полупрозрачное.
Рисунок 5-2-8 Если наблюдать за направлением яркой линии параллельного стеклянного кошачьего глаза, то стеклянный кошачий глаз кажется полупрозрачным.
4. Люминесценция аморфных твердых тел
За исключением стекла со специальными компонентами, которые проявляют фосфоресценцию, люминесценция аморфных твердых тел обычно не видна невооруженным глазом.
5. Специальные оптические явления аморфных твердых тел
При этом возникают обычные для аморфных твердых тел эффекты, такие как гало, изменение цвета и эффект золотого песка. В опале встречаются не только эффекты изменения цвета, но и эффект "кошачьего глаза" (рис. 5-2-9, 5-2-10). Эффект ореола характерен для натурального стекла, а эффект золотого песка встречается изредка (рис. 5-2-11). Благодаря различным добавкам в стекло часто возникают эффекты "кошачьего глаза" и золотого песка. В аморфных твердых телах другие особые оптические явления встречаются редко.
Копирайт @ Sobling.Jewelry - Пользовательские ювелирные изделия производителя, OEM и ODM ювелирный завод
5.1 Эффект ореола
Эффект ореола можно разделить на узкое и широкое определения.
Широкое определение эффекта ореола можно понимать как общий термин для обозначения особого оптического явления, отличного от эффекта "кошачьего глаза", эффекта звездного света и эффекта изменения цвета, включающего эффекты изменения цвета, лунного света, золотого песка и другие.
Узкое определение эффекта ореола можно понимать как общий термин для обозначения особого оптического явления, отличного от эффекта "кошачьего глаза", эффекта звездного света, эффекта изменения цвета, эффекта вариации цвета, эффекта лунного света и эффекта золотого песка.
Эффект гало, который мы здесь обсуждаем, относится к узкому определению эффекта гало, который обычно встречается в обсидиане.
Существует два источника природного стекла: внеземные гости и метеориты. Другой источник - вулканическое стекло, которое можно легко найти в остывших магматических породах, также известное как обсидиан или вулканическое стекло. При наблюдении обсидиана в отраженном свете иногда можно заметить явление множества концентрических колец более светлого цвета, чем тело драгоценного камня; это явление называется эффектом гало (рис. 5-2-12, 5-2-13).
Рисунок 5-2-12 Внешний вид обсидиана (вулканического стекла) в отраженном свете обычной интенсивности
Рисунок 5-2-13 Эффект ореола обсидиана (вулканического стекла) в отраженном свете высокой интенсивности (слева видны концентрические кольца, справа - волокнистые узоры)
5.2 Эффект изменения цвета
При освещении отраженным светом опал, синтетический опал и имитация опала, а также другие аморфные драгоценные камни, такие как меняющие цвет стекло и пластик, демонстрируют явление, при котором в дополнение к цвету тела появляются несколько цветов, так как источник света и наблюдаемый драгоценный камень перемещаются относительно друг друга (рис. 5-2-14). Опал, не обладающий эффектом изменения цвета, называется обычным опалом (рис. 5-2-15).
Рисунок 5-2-14 Эффект изменения цвета опала
Рисунок 5-2-15 Розовый опал
Важно обратить особое внимание на различия между эффектом смены цвета, эффектом лунного света, эффектом смены цвета и мультиколором (табл. 1).
Таблица 1: Методы наблюдения и ключевые моменты для эффекта изменения цвета, эффекта лунного света, эффекта смены цвета и мультиколора.
| Метод наблюдения | Результат наблюдения | |
|---|---|---|
| Эффект изменения цвета | Наблюдайте за драгоценным камнем с помощью отраженного света или следите за относительным движением источника света. | В драгоценном камне наблюдается несколько цветовых блоков, причем цвет в одном и том же месте меняется при относительном перемещении камня и источника света (рис. 5-2--16). |
| Эффект лунного света | Наблюдение за драгоценными камнями или относительным движением источника света с помощью отраженного света. | В драгоценном камне наблюдается смещение синего или оранжево-желтого цвета, причем цвет меняется в одной и той же области при относительном перемещении драгоценного камня и источника света (рис. 5-2-17). |
| Эффект изменения цвета | Наблюдение одного и того же драгоценного камня под разными источниками света с использованием отраженного света. | Каждый тип источника света может наблюдать только определенный цвет драгоценного камня (Рисунок 5-218, Рисунок 5-2-19). |
| Плеохроизм | Наблюдение драгоценного камня под одним и тем же источником света под разными углами с использованием проходящего света. | Если рассматривать драгоценный камень под разными углами, можно заметить различные цвета. (Рисунок 5-2-20) |
Рисунок 5-2-16 Опал с эффектом изменения цвета
Рисунок 5-2-17 Сравнение эффекта изменения цвета (слева три) и эффекта лунного света (справа три)
Рисунок 5-2-18 Камень александрит при свете свечи ночью
Рисунок 5-2-19 Камень александрит под солнечным светом в течение дня
Рисунок 5-2-20 Плеохроичный кордиерит
5.3 Эффект песка и золота
На рынке чрезвычайно распространен тип коричневато-желтого стекла с эффектом песочного золота, также известный как авантюрин или песочно-золотой камень (рис. 5-2-21, рис. 5-2-22).
Рисунок 5-2-21 Стекло с песочно-золотым эффектом (голубое)
Рисунок 5-2-22 Стекло с эффектом золотого песка (темно-синий и коричнево-желтый)
В процессе производства в стекло добавляется оксид меди, который при закалке восстанавливается до металлической меди. Медный порошок представляет собой небольшие треугольные формы и гексагональные кристаллы.
Этим методом также можно получить кобальтово-синее полупрозрачное стекло, содержащее металлические медные листы, которые используются для имитации лазурита, содержащего пирит (рис. 5-2-23).
Раздел IV Опал
Английское слово "опал" происходит от латинского слова Opalus, означающего "красота драгоценных камней, собранных в одно целое". Древнеримский натуралист Плиний однажды сказал: "На опаловом камне можно увидеть пламя рубина, цветовые пятна аметиста, зеленое море изумруда, красочные и гармоничные, красота, не имеющая себе равных".
1.Происхождение опала
В состав опала входит гидратированный диоксид кремния.
Для образования опала необходимы стабильная геологическая среда и соответствующее время роста. Опал в древней выветрившейся коре возникает в результате выветривания и выщелачивания, образуясь при испарении богатых кремнеземом водных растворов. В процессе испарения, если среда стабильна и вода испаряется с постоянной скоростью в течение соответствующего времени, она может образовывать твердые кремнеземные сферы одинакового размера и формы. Эти сферы располагаются упорядоченно, задерживая воду между собой. Регулярно расположенные кремнеземные сферы могут дифрагировать свет, создавая уникальный эффект игры цвета, присущий драгоценному опалу. Если среда нестабильна, с переменной скоростью испарения или недостаточным временем роста, образуются затвердевшие частицы кремнезема неправильного размера и формы, что приводит к появлению некачественного опала или даже обычного опала. И наоборот, если время роста слишком велико, кристаллизация может потерять свою игру цвета.
При соблюдении вышеперечисленных геологических условий опал можно найти во многих местах, например в Мексике, Австралии, Перу и Эфиопии.
1.1 Мексиканский опал
В Мексике издавна добывают высококачественный опал. Еще до того, как опал был обнаружен в Австралии, Мексика уже была известным регионом по добыче опала. Месторождения опала в Мексике расположены в основном в южной части страны, например в Ирго, Джимабе и Сан-Николасе. Однако он редко встречается на рынке из-за таких факторов, как низкий уровень добычи, удаленность районов добычи и политическая нестабильность. Мексиканский опал делится на три категории: огненный опал, опал и матричный опал, причем наиболее известны огненный опал и кристаллический опал. До открытия эфиопского опала Мексика была единственным местом, где выращивали огненный опал.
1.2 Австралийский опал
Опал, добываемый в Австралии, также известен как "осадочный драгоценный камень", поскольку он образуется и добывается в основном в осадочных породах мезозойского Большого Артезианского бассейна.
Австралийский опал был открыт в середине и конце XIX века. Месторождения в основном расположены в белых скалах и на хребте Лайтнинг-Ридж в Новом Южном Уэльсе на юго-западе Австралии, в Кубер-Педи и Андамуке в Южной Австралии, а также в Опалтоне и Хеликсе в Квинсленде. Хребет Молнии в Новом Южном Уэльсе знаменит своим черным опалом, здесь были добыты такие значительные опалы, как "Австралийская эссенция" весом 226 каратов и "Вековой свет" весом 273 карата.
В Австралии добывают самые разнообразные виды опалов, включая черный опал, белый опал, кристаллический опал и ископаемый опал, среди которых наиболее известен черный опал.
1.3 Перуанский голубой опал
В 1980-х годах, когда в Перу разрабатывались медные рудники, был обнаружен голубой опал, но появился он весной 2001 года на выставке драгоценных камней в Тусоне (США).
Телесный цвет перуанского голубого опала - синий, зеленый и сине-зеленый (рис. 5-2-24). Самый редкий и ценный цвет голубого опала - темно-синий, за ним следует озерно-синий. Перуанский голубой опал не демонстрирует игру цвета.
Перуанский голубой опал от полупрозрачного до непрозрачного. Он имеет излом, похожий на половину раковины. Под ортогонально поляризованным светом голубой опал демонстрирует общее погасание, местами наблюдается неравномерная текстура или полосчатое погасание. В коротковолновом ультрафиолетовом свете он проявляет среднюю или слабую зеленую флуоресценцию; в длинноволновом ультрафиолетовом свете - слабую зеленую флуоресценцию.
Голубой опал часто содержит мохообразные флоккуленты (рис. 5-2-25), пестрые включения оксида железа и твердой фазы лимонита.
Рисунок 5-2-24 Перуанский голубой опал
Рисунок 5-2-25 Внутренний флокулянт перуанского голубого опала (метод освещения в темном поле 20X)
1.4 Эфиопский опал
Сообщалось, что эфиопский опал был обнаружен в провинции Шева еще в 1994 году, но он был нестабилен, склонен к растрескиванию и не получил широкого признания на рынке. В 2008 году, когда в эфиопском регионе Уэло был добыт стабильный опал, похожий на австралийский, эфиопский опал постепенно завоевал признание рынка.
Эфиопский опал, также известный как водный опал, по-английски называется гидрофановый опал, где термин "гидрофан" происходит от греческого, означающего "присутствие воды", описывая его способность поглощать воду и свойство превращаться из непрозрачного в полупрозрачный или из полупрозрачного в прозрачный в воде. Некоторые опалы, которые не демонстрируют ярких изменений цвета в сухом состоянии, демонстрируют четкие изменения цвета при погружении в воду.
В Эфиопии добывают такие виды опала, как белый опал, кристаллический опал и огненный опал.
По сравнению с австралийским опалом, характеристики эфиопского опала можно свести к более разнообразным узорам, меняющим цвет, губчатому обезвоживанию и поглощению воды, явлению, похожему на эффект лунного света, и большему объему.
1.5 Опал другого происхождения
В долине Вирджин в штате Невада, США, также добывают огненный и черный опал. Отсюда родом самый крупный опал в мире весом 2610 каратов (в настоящее время хранится в Смитсоновском музее в Вашингтоне). Однако недостатком американского опала является высокое содержание воды, что может привести к его растрескиванию из-за обезвоживания при длительном воздействии воздуха. В конце концов, он полностью рассыпается.
В нашей стране опал добывают в провинциях Хэнань, Шэньси, Юньнань, Аньхой, Цзянсу и Хэйлунцзян, но по качеству он относится только к нефритовому уровню. Опал ювелирного качества был найден только в окрестностях Шаньчэна, Хэнань.
2. Эффект изменения цвета опала
Независимо от происхождения опала, причины возникновения эффекта изменения цвета неизменны.
2.1 Причины и факторы, влияющие на эффект изменения цвета опала
Наблюдая внутреннюю часть опала с эффектом изменения цвета с помощью сканирующего электронного микроскопа, можно обнаружить, что внутренняя часть опала состоит из бесчисленных почти сферических кремнеземных сфер, которые плотно упакованы. Эти кремнеземные сферы одинаковы по размеру, расположены аккуратно и в определенном диапазоне; они соединяются друг с другом, укладываясь в простые кубические структуры, или укладываются одна струна на промежутки другой струны, образуя телесно-центрированную кубическую упаковку.
Когда размеры кварцевых сфер неравномерны и расположены беспорядочно, промежутки между ними также хаотичны и не могут образовать решетку. Когда свет попадает в такой опал, дифракция не может возникнуть, а значит, и эффект изменения цвета невозможен.
Кроме того, опал может содержать небольшое количество микрокристаллов неоднородных минералов, таких как кварц, каолин и тальк. Кварц образуется при кристаллизации аморфного опала. В течение геологического времени развиваются аморфный опал, плохо кристаллизующийся зернистый моноклинный тридимит, хорошо кристаллизующийся призматический моноклинный тридимит и хорошо кристаллизующийся зернистый кварц. Степень кристаллизации определяет силу изменения цвета опала. По соответствующим данным, в опалах с сильным изменением цвета отсутствуют микрокристаллы, только слабая кристалличность; в опалах с умеренным изменением цвета присутствуют микрокристаллы зернистого моноклинного тридимита с размытыми контурами; а в опалах со слабым изменением цвета или без него появляются игольчатые микрокристаллы моноклинного тридимита, что свидетельствует о слабой кристаллизации. Другими словами, по мере увеличения степени кристаллизации степень изменения цвета опала будет соответственно ослабевать.
Эффект изменения цвета опала связан не только с кремнеземными сферами и их однородностью, но и с внешними условиями. Поскольку эффект изменения цвета является оптическим, а свет - это всего лишь ощущение, воздействующее на человеческий мозг, положение, время и метод наблюдения также могут влиять на эффект изменения цвета. Один и тот же кусок опала может демонстрировать разную силу изменения цвета или вариации цвета при наблюдении в разных широтах, в разное время года, при разных погодных условиях или даже в разное время одного и того же дня. Поэтому, наблюдая за опалом в помещении при естественном освещении, лучше всего стоять лицом к окну, а на открытом воздухе - отвернуться от солнца и наблюдать с противоположной стороны. При искусственном освещении следует использовать отраженный свет, наблюдая за силой изменения цвета и разнообразием оттенков с расстояния 15 〜20 см от опала, что позволяет более точно описать и оценить его.
2.2 Причины появления цветовых пятен при изменении цвета опала
Тесное расположение маленьких кварцевых сфер внутри опала создает регулярные зазоры между сферами. Эти промежутки близки к длине волны света, образуя трехмерную решетку, которая может вызывать дифракцию света. Когда свет попадает в опал, часть света ударяется о поверхность кварцевых сфер, вызывая преломление, а другая часть света проходит через трехмерную решетку, образованную зазорами. Когда разница в формировании света равна целому числу, кратному длине волны, возникает дифракция. Эксперимент с призмой Ньютона
Свет может быть разложен на семь цветов. Поэтому, когда естественный свет проходит через решетку, различные длины волн монохроматического света дифрагируют, распадаясь на различные цвета от фиолетового до красного.
Цветовая гамма эффекта игры опала зависит от размера зазоров между кварцевыми сферами, который, в свою очередь, зависит от диаметра кварцевых сфер. Если диаметр кварцевых сфер большой, то и зазоры тоже большие, что позволяет пропускать больше монохроматического света, в результате чего игра цвета становится более насыщенной; и наоборот, игра цвета будет однообразной.
В общем, опал, создающий эффект игры цвета, должен отвечать следующим условиям: умеренный размер зерен, одинаковый размер зерен и упорядоченное расположение зерен. Существенное различие между опалом и обычным опалом, а также между высококачественным опалом и низкокачественным опалом заключается в их внутренней микроструктуре. Чем равномернее размер зерен, умереннее их диаметр и упорядоченнее расположение, тем сильнее игра цвета и выше качество опала; и наоборот, если размеры зерен неравномерны и расположение их неупорядочено, то образуется обычный опал.
2.3 Причины форм цветовых пятен в эффекте игры цвета опала
Образование цветовых пятен при игре цвета происходит из-за структурных дефектов в зернах. Во многих учебниках по геммологии говорится о том, что упорядоченная укладка зерен равного диаметра формирует опал, дающий игру цвета. Однако "эквидиаметр" и "упорядоченность" - понятия относительные. Изображения, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа, показывают, что размеры зерен равны в определенном диапазоне, а расположение или ориентация зерен при укладке не является строго последовательной, а представляет собой лишь упорядоченное расположение в определенном диапазоне, образуя мозаичную структуру. Такая структура обусловлена тем, что во время формирования опала геологические условия не являются абсолютно стабильными, и незначительные изменения могут привести к вариациям размера зерен и ошибкам в порядке расположения. Такая структура позволяет опалу демонстрировать чередование разноцветных пятен, нитей или точек на одной плоскости, меняющихся подобно калейдоскопу с яркими цветами. Если бы весь кусок опала состоял из зерен одинакового размера и был расположен абсолютно последовательно, то наблюдаемая игра цвета свидетельствовала бы лишь о регулярном изменении цвета всего куска опала, причем в каждый момент времени наблюдался бы только один цвет. Поэтому при идентификации цветовые пятна, неравномерные по размеру и с размытыми границами, следует рассматривать как одну из характеристик натурального опала.
Раздел V Объяснение механических свойств, связанных с аморфными твердыми телами
Здесь мы обсудим изломы, связанные с аморфными твердыми телами.
К распространенным конхоидальным изломам в аморфных драгоценных камнях относятся стекло (независимо от натуральности), пластик и опал (рис. 5-3-1 - 5-3-3).
Рисунок 5-3-1 Конхоидальный излом стекла (маслянистый блеск)
Рисунок 5-3-2 Конхоидальный излом стекла (имитация солнечного камня)
Рисунок 5-3-3 Конхоидальный излом стекла (имитация нефрита)
Раздел VI Пластмассы
Пластик - это искусственный органический материал, состоящий в основном из полимеров с длинными цепочками атомов углерода и водорода. Пластмасса обладает высокой пластичностью, ее можно нагревать или формовать в любую форму, а также придавать ей различные цвета путем добавления красителей. Физические свойства пластика значительно отличаются от свойств большинства неорганических драгоценных камней, поэтому он редко используется для имитации прозрачных неорганических драгоценных камней, кроме опала. Однако многие оптические свойства пластика, такие как блеск, удельный вес, твердость и теплопроводность, схожи с органическими драгоценными камнями, поэтому он часто используется для имитации органических драгоценных камней, а также обладает большим потенциалом для обмана, например, для имитации жемчуга, янтаря и струи. Большинство пластиковых имитаций изготавливается с помощью пресс-форм. Иногда пластик также используется для улучшения качества драгоценных камней, например, для ламинирования, создания основы и поверхностных покрытий.
Пластик не является прочным материалом для имитации, поэтому необходимо соблюдать особую осторожность, чтобы не повредить его.
