![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
i_eronВ детстве я собирал цветные стёкла. Главным источником была куча битого стекла во дворе одного заводика на том конце города. Кажется, экспедиции туда требовали нерабочего времени и включали перелезание через забор. Меня совершенно не интересовало, что делали на том заводике - наверное, какие-нибудь глупые цветные вазы для хранения в буфетах. Хорошими были только однородно окрашенные стёкла. Стёкла с застывшими внутри художественными разводами - отвратительны. А куски, окрашенные на поверхности, с презрением отвергались, как подделки, вернее, самозванцы. Их легко отличить - достаточно повертеть кусок в руках и вглядеться. Цвет однородного стекла гуще в более толстых слоях, но не зависит от направления света. Самыми ценными в коллекции были кусочки насыщенных, глубоких цветов - красный, два синих, несколько зелёных разных оттенков, густо-жёлтый, тёмно-фиолетовый, оранжевые, цвета чая. Их можно было долго вертеть в руках, рассматривать под разными углами падающего света, подносить близко к глазам и смотреть через них на окно, солнце, лампу, свечу. Представлять себе, что это - драгоценные камни с фотографий в книжках.
В драгоценных камнях можно разглядеть гораздо больше, чем в обычном цветном стекле, по нескольким причинам
. Одна из них - дихроизм. Рубин - это кристалл корунда с примесью хрома. Корунд состоит из атомов, вернее, ионов, алюминия и кислорода, очень крепко упакованных - недаром это самый твёрдый камень, кроме алмаза. Но, в отличие от алмаза, атомы корунда слеплены так, что каждому атому в одних направлениях свободнее, чем в других. Поэтому свет, заходя в корунд, разделяется на два сорта, их называют обыкновенный и необыкновенный лучи. Тот луч, который дёргает атомы вверх-вниз, проходит иначе, чем тот, который дёргает влево-вправо. И то, как пойдут эти два луча, зависит от того, как камень повёрнут по отношению к источнику света. Корунд - анизотропный, а алмаз - изотропный, в алмазе - только один луч (но зато какой!). И красные атомы хрома, попавшие в корунд вместо алюминия, по-разному поглощают два луча. Так что цвет этих двух лучей в рубине разный. Рубин - дихроидный, двуцветный камень.
Эти два цвета в рубине не так-то легко заметить. Они похожи: в большинстве рубинов один - густой красный с лёгким намёком на фиолетовый, другой - желтовато-красный. Наши глаза не видят их по отдельности - в отличие от многих насекомых, ящериц, осьминогов и птиц, мы, к сожалению, очень слабо различаем поляризацию света. Так что мы видим нечто среднее. Но оттенок этого среднего меняется, когда мы поворачиваем рубин. Да-да, цвет рубина меняется при повороте, хоть он и равномерно размазан по всей глубине камня!
Желтовато-красный оттенок рубина считается менее красивым, так что огранку и оправу теперь делают так, чтобы по возможности спрятать его и выпятить "обыкновенный" густой красный. Но полностью скрыть эффект не получается. Дихроизм - вещь необычная, так что даже слабая игра оттенков в рубине выглядит "загадочной".
Главные цветные драгоценные камни - рубин, изумруд и сапфир. Иногда ещё александрит считается камнем первой категории, его цвет меняется от розового до зелёного. Все эти камни - дихроидные, и это наверняка не случайно. Среди гранатов есть сорта самых разных оттенков красного, в том числе очень похожие на рубин. Но цвет таких камней, какой бы он ни был красивый, не такой "интересный", как у рубина: гранаты - изотропные и дихроидными быть не могут. Бывают красивые зелёные гранаты, но они - бедные родственники изумруда. Есть жёлтые и оранжевые камни всех оттенков, но и они ценятся невысоко. Ещё есть замечательный камень шпинель. Она бывает разных цветов, но самые красивые камни - красные, иногда их выдают за рубин. Почему же она настолько дешевле рубина? Ювелиры говорят, что шпинель не такая красивая. Конечно, они имеют в виду то, что она изотропная и лишена "загадочной" дихроидной игры цвета.
Единственные действительно "благородные" цветные прозрачные драгоценные камни, в которых нет дихроизма - это цветные алмазы. Чаще всего, конечно, алмазы - бесцветные, их красота - результат дисперсии, сильного преломления света и твёрдости. Но алмазы бывают чуть ли не всех цветов - розовые, жёлтые, голубые, синие, даже зелёные и коричневые. Алмазы красивых оттенков ценятся выше, чем бесцветные - за редкость. Цвет их - всегда "плоский", они красивые "несмотря на цвет".
Говорят, что император Нерон смотрел на бои гладиаторов, а потом рассматривал горящий Рим, через кристалл изумруда. Одни интерпретируют Плиния и Светония так, будто Нерон был близорук и использовал изумруд, как монокль (тогда он - первый в мире очкарик), другие - что он смотрел в него, как в зеркало. По третьей версии он держал изумруд у глаз, так как верил в его благотворное магическое действие. Глупости это всё! Конечно, Нерон просто не мог наглядеться на чудесную игру оттенков зелёного в своём изумруде и поворачивал его по-всякому, получая удовольствие, достойное императора. А когда он понял, что цвета зависят от положения по отношению к источникам света, он позаботился о достаточном их количестве. Для такого не жалко было сжечь город.
Вообще-то атомы, как и мы, живут в трёхмерном пространстве. В некоторых ("двуосных") кристаллах они могут дёргаться не двумя, а тремя способами. Если эти атомы - цветные, кристалл может быть трихроидым, трёхцветным. При повороте его цвет будет меняться между тремя оттенками. Но увы, в большинстве таких драгоценных камней эти оттенки вялые и некрасивые. Например, кунцит. Его цвет меняется обычно между усталым фиолетовым, розовым и бесцветным. Основной видимый эффект - цвет камня становится то гуще, то светлее. Удивительно, но не очень красиво. Ещё иолит - бледное подобие сапфира, его цвет меняется от сиреневого до жёлто-серого и до светло-голубого. Ювелиры пытаются скрыть в камнях трихроизм ради более густого цвета, так что в украшениях эти камни совершенно заурядные. Исключение - андалусит, в котором, наоборот, пытаются выпятить игру оттенков. Его три цвета приятные, но без восторгов - оттенки жёлтого, оранжевого и светло-коричневого. Эффект получается заметный, цвет андалусита переливается необычно, но не очень сильно. Так что мало кто слышал хотя бы названия трихроидных камней.
Но лет сорок назад у горы Килиманджаро нашли новый камень, названный танзанитом. Его цвет меняется от синего до фиолетового и до розового. Почему-то его обычно гранят так, чтобы спрятать фиолетовые и розовые оттенки. Получается эдакий заменитель сапфира, густо-синий, но с фиолетовой слабинкой. Но ведь многим должна нравиться игра цвета от синего до розового. Я думаю, что у этого камня есть шанс стать очень популярным. Ниже тут фотографии тиары с самым большим огранённым танзанитом - "Королевой Килиманджаро".
В драгоценных камнях можно разглядеть гораздо больше, чем в обычном цветном стекле, по нескольким причинам
. Одна из них - дихроизм. Рубин - это кристалл корунда с примесью хрома. Корунд состоит из атомов, вернее, ионов, алюминия и кислорода, очень крепко упакованных - недаром это самый твёрдый камень, кроме алмаза. Но, в отличие от алмаза, атомы корунда слеплены так, что каждому атому в одних направлениях свободнее, чем в других. Поэтому свет, заходя в корунд, разделяется на два сорта, их называют обыкновенный и необыкновенный лучи. Тот луч, который дёргает атомы вверх-вниз, проходит иначе, чем тот, который дёргает влево-вправо. И то, как пойдут эти два луча, зависит от того, как камень повёрнут по отношению к источнику света. Корунд - анизотропный, а алмаз - изотропный, в алмазе - только один луч (но зато какой!). И красные атомы хрома, попавшие в корунд вместо алюминия, по-разному поглощают два луча. Так что цвет этих двух лучей в рубине разный. Рубин - дихроидный, двуцветный камень. Эти два цвета в рубине не так-то легко заметить. Они похожи: в большинстве рубинов один - густой красный с лёгким намёком на фиолетовый, другой - желтовато-красный. Наши глаза не видят их по отдельности - в отличие от многих насекомых, ящериц, осьминогов и птиц, мы, к сожалению, очень слабо различаем поляризацию света. Так что мы видим нечто среднее. Но оттенок этого среднего меняется, когда мы поворачиваем рубин. Да-да, цвет рубина меняется при повороте, хоть он и равномерно размазан по всей глубине камня!
Желтовато-красный оттенок рубина считается менее красивым, так что огранку и оправу теперь делают так, чтобы по возможности спрятать его и выпятить "обыкновенный" густой красный. Но полностью скрыть эффект не получается. Дихроизм - вещь необычная, так что даже слабая игра оттенков в рубине выглядит "загадочной".
Главные цветные драгоценные камни - рубин, изумруд и сапфир. Иногда ещё александрит считается камнем первой категории, его цвет меняется от розового до зелёного. Все эти камни - дихроидные, и это наверняка не случайно. Среди гранатов есть сорта самых разных оттенков красного, в том числе очень похожие на рубин. Но цвет таких камней, какой бы он ни был красивый, не такой "интересный", как у рубина: гранаты - изотропные и дихроидными быть не могут. Бывают красивые зелёные гранаты, но они - бедные родственники изумруда. Есть жёлтые и оранжевые камни всех оттенков, но и они ценятся невысоко. Ещё есть замечательный камень шпинель. Она бывает разных цветов, но самые красивые камни - красные, иногда их выдают за рубин. Почему же она настолько дешевле рубина? Ювелиры говорят, что шпинель не такая красивая. Конечно, они имеют в виду то, что она изотропная и лишена "загадочной" дихроидной игры цвета.
Единственные действительно "благородные" цветные прозрачные драгоценные камни, в которых нет дихроизма - это цветные алмазы. Чаще всего, конечно, алмазы - бесцветные, их красота - результат дисперсии, сильного преломления света и твёрдости. Но алмазы бывают чуть ли не всех цветов - розовые, жёлтые, голубые, синие, даже зелёные и коричневые. Алмазы красивых оттенков ценятся выше, чем бесцветные - за редкость. Цвет их - всегда "плоский", они красивые "несмотря на цвет".
Говорят, что император Нерон смотрел на бои гладиаторов, а потом рассматривал горящий Рим, через кристалл изумруда. Одни интерпретируют Плиния и Светония так, будто Нерон был близорук и использовал изумруд, как монокль (тогда он - первый в мире очкарик), другие - что он смотрел в него, как в зеркало. По третьей версии он держал изумруд у глаз, так как верил в его благотворное магическое действие. Глупости это всё! Конечно, Нерон просто не мог наглядеться на чудесную игру оттенков зелёного в своём изумруде и поворачивал его по-всякому, получая удовольствие, достойное императора. А когда он понял, что цвета зависят от положения по отношению к источникам света, он позаботился о достаточном их количестве. Для такого не жалко было сжечь город.
Вообще-то атомы, как и мы, живут в трёхмерном пространстве. В некоторых ("двуосных") кристаллах они могут дёргаться не двумя, а тремя способами. Если эти атомы - цветные, кристалл может быть трихроидым, трёхцветным. При повороте его цвет будет меняться между тремя оттенками. Но увы, в большинстве таких драгоценных камней эти оттенки вялые и некрасивые. Например, кунцит. Его цвет меняется обычно между усталым фиолетовым, розовым и бесцветным. Основной видимый эффект - цвет камня становится то гуще, то светлее. Удивительно, но не очень красиво. Ещё иолит - бледное подобие сапфира, его цвет меняется от сиреневого до жёлто-серого и до светло-голубого. Ювелиры пытаются скрыть в камнях трихроизм ради более густого цвета, так что в украшениях эти камни совершенно заурядные. Исключение - андалусит, в котором, наоборот, пытаются выпятить игру оттенков. Его три цвета приятные, но без восторгов - оттенки жёлтого, оранжевого и светло-коричневого. Эффект получается заметный, цвет андалусита переливается необычно, но не очень сильно. Так что мало кто слышал хотя бы названия трихроидных камней.
Но лет сорок назад у горы Килиманджаро нашли новый камень, названный танзанитом. Его цвет меняется от синего до фиолетового и до розового. Почему-то его обычно гранят так, чтобы спрятать фиолетовые и розовые оттенки. Получается эдакий заменитель сапфира, густо-синий, но с фиолетовой слабинкой. Но ведь многим должна нравиться игра цвета от синего до розового. Я думаю, что у этого камня есть шанс стать очень популярным. Ниже тут фотографии тиары с самым большим огранённым танзанитом - "Королевой Килиманджаро".
![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
no subject
Date: 2009-11-17 08:08 pm (UTC)На самом деле эффект плеохроизма возникает из-за разной скорости прохождения световых волн в минералах в различных направлениях. Для изотропных минералов оптическая фигура шар и свет распространяется с одинаковой скоростью во все стороны.
Для одноосных цилиндр круглого сечения. В одном направлении скорость постоянная, а по оси цилиндра меняется. Отсюда дихроизм. Для двуосных оптическая фигура элептическая сфера. Скорость изменяется по всем направлениям – соответственно трихроизм. Александрит как раз двуосный минерал. Что касается зеленых камней то по блеску можно привести в пример деамантоид (зеленый гранат). Очень яркий блеск и высокая дисперсия. Камни крупнея карата приравниваются к драгоценным. Так что игра цвета это прекрасно, но не надо забывать, что в рубине и сапфире она часто зависит от влечений микровключений рутила. Он и создает игру (шелковый перелив) как в знаменитых кашмирских сапфирах. А еще рубин и сапфир наиболее твердые из драгоценных камней после алмаза. Чистый прозрачный изумруд без включений – огромная редкость. А вот чистая прозрачная шпинель как раз нет.
no subject
Date: 2009-11-18 09:10 am (UTC)Я тут стараюсь описывать физику максимально упрощённо, но без "нечестных" утверждений. Источник цвета камня - это действительно "цветные" атомы примесей (а иногда - дипольные пары атомов разных примесей, как в сапфире, или точечные дефекты решётки, как в некоторых цветных алмазах). Цвет в рубине (сапфире, изумруде, шпинели, гранате) получается от примеси "цветных" атомов. Чистый корунд - бесцветный. А такой, в котором часть атомов алюминия замещена атомами хрома - красный. Атомы (ионы) хрома поглощают свет в видимой области, а атомы алюминия в корунде - нет. Красный цвет рубина - это цвет ионов хрома. Называть атомы хрома, сидящие в рубине, "цветными" - вполне честно.
Плеохроизм - следствие анизотропной поляризуемости цветного кристалла. Она зависит от базовой симметрии упаковки атомов кристалла, а цвет - от примеси. Так что плеохроизм получается, когда "цветные" атомы примеси сидят в анизотропном окружении кристалла - сочетание двух эффектов. Ион хрома поглощает свет из разных направлений немного по-разному, потому что он зажат соседними атомами по-разному с разных сторон. Не потому, что свет приходит с разной скоростью.
Конечно, разная скорость света по разным направлениям (анизотропное светопреломление) - следствие той же анизотропной поляризуемости. Но ведь есть много анизотропных камней (исландский шпат, кварц, тот же корунд), которые бесцветны, если в них нет примесей. В них нет плеохроизма, пока в них нет "цветных" примесей.
Яркий блеск камня зависит от коэффициента рефракции. Высокая дисперсия приводит к радужным преломлённым отражениям. Рассеяние на микровключениях игольчатого рутила создаёт "шелковистые переливы" и "звёзды" (астеризм). Всё это - цветовые эффекты, отдельные от плеохроизма.
no subject
Date: 2009-11-18 12:14 pm (UTC)Тем боле что все это я учил дастаточно давно и изрядно подзабыл за ненадобностью.
Хотя про оптические свойства минералов привел довольно
точно с минералогической энциклопедии.
Незнал, что вы физик, поэтому попытался убрать всю наукообразность.