4.5.4. Светопреломление

Преломление света всегда проявляется при переходе светового луча из одной среды в другую, то есть на границе двух веществ, если луч направлен косо к поверхности их раздела. Величина светопреломления всех кристаллов драгоценного камня одного и того же минерального вида постоянна (иногда она слегка колеблется, но в пределах весьма узкого интервала). Поэтому числовое выражение этой величины – показатель преломления (или просто преломление) используется для диагностики драгоценных камней. Показатель преломления определяется как отношение скоростей света в воздухе и в кристалле. Дело в том, что отклонение светового луча в кристалле вызывается именно уменьшением скорости распространения этого луча в оптически более плотной среде.

Показатели преломления драгоценных камней находятся в интервале 1,2–2,6 (Приложение 5). В зависимости от цвета и месторождения драгоценного камня его преломление может несколько варьироваться. Двупреломляющие камни имеют два или даже три показателя светопреломления.

Измерение показателей преломления на практике производится с помощью рефрактометра (рис. 3.4). Их значения непосредственно считываются со шкалы прибора. Однако на обычном рефрактометре можно измерять только показатели преломления не выше 1,8, притом лишь у камней, имеющих плоские грани (фасеты). Для кабошонов специалистам с помощью особых приёмов удаётся получить приближённые данные.

Рис. 3.4. Контактный рефрактометр;

Во флаконе находится контактная (иммерсионная) жидкость

Без больших трудностей и затрат можно измерять светопреломление иммерсионным методом, погружая камень в жидкость с известным показателем преломления и наблюдая границы раздела. По тому, насколько светлыми и резкими кажутся контуры камня или рёбра между гранями, а также по видимой ширине границ раздела можно довольно точно оценивать показатель преломления драгоценного камня.

3.5.5. Двупреломление

Большинство драгоценных и поделочных камней, за исключением опала, стёкол и минералов кубической сингонии, обладают двупреломлением. Это значит, что, входя в них, световой луч не только преломляется, но и разлагается на два луча. Очень резко явление двупреломления наблюдается у оптического кальцита (исландского шпата), весьма чётко также у циркона, титанита и оливина (хризолита). Синтетический рутил двупреломляет настолько сильно, что при взгляде на него камень подчас как бы расплывается, его контуры кажутся размытыми.

В случае фасетной огранки (огранки гранями) на противоположные рёбра камня необходимо посмотреть через площадку (верхнюю грань), и тогда удаётся заметить их удвоение. Двупреломление в титаните (сфене) так велико (а именно 0,120), что удвоение рёбер видно невооружённым глазом. В оливине (хризолите), цирконе и эпидоте кажущееся раздвоение рёбер легко обнаруживается с помощью обычной линзы.

Необходимо учитывать, что во всех таких камнях в определённых направлениях двупреломление отсутствует, и величина двупреломления меняется в зависимости от направления в кристалле от нуля до максимальной для данного камня. Кроме того, каждый из преломлённых лучей становится плоскополяризованным^.

При огранке необходимо производить обработку двупреломляющих камней с таким расчётом, чтобы сильное двупреломление не мешало эстетическому восприятию огранённого камня.

У большинства драгоценных камней двупреломление мало и распознаётся лишь с помощью специальных оптических приборов. Двупреломление служит одним из диагностических признаков драгоценных камней. Численно оно измеряется разностью между наибольшим и наименьшим показателями преломления. У двупреломляющих кристаллов различается ещё оптический знак, то есть положительный или отрицательный «оптический характер».

Данные о двупреломлении кристаллов представлены в Приложении 5.