8. Діагностика коштовного каміння

1. Визначення оптичного характеру дорогоцінного каміння за допомогою полярископа та коноскопа.

П ерше припущення про природу каменя можна зробити на підставі його кольору, блиску і загального вигляду за допомогою визначення його оптичного характеру (ізотропного, анізотропного) з використанням приладу – полярископ.

За допомогою приладу визначають чи є камінь однозаломлюючим (ізотропним) або має подвійне заломлення (анізотропним).

Полярископ складається з двох основних конструктивних елементів – прозорих пластин, що поляризують світло (поляризатора та аналізатора), між якими розміщують камінь, який досліджується, та висувної коноскопічної лінзи.

П олярископ - прилад для визначення характеру заломлення огранованого каменя, для чого останній поміщається на дзеркальній поверхні поляризатора. Аналізатор встановлюють в такому положенні, при якому полі є найтемнішим; при спостереженні камінь необхідно обертати, згасання і прояснення при його обертанні говорять про його оптичну анізотропію.

Принцип дії приладу полягає у такому. Промінь звичайного світла коливається в усіх можливих напрямках, але при проходженні через пластинку поляроїда, розташовану під прямим кутом до його розповсюдження, він зазнає зміни і стає поляризованим. Отже, поля­ризоване світло коливається тільки в одній площині. Промінь світла, що проходить через диск поляроїду і коливається, умовно кажучи, у напрямку північ - південь, не може пройти через другий диск, який встановлено під прямим кутом до напрямку його коливань, тобто в напрямку захід - схід. Така система практично не пропускає світло і називається «схрещеними поляроїдами».

Якщо один із поляроїдів почати поступово повертати, то система розпочне пропускати світло, збільшуючи його потік, доки не досягне максимуму при паралельному положенні дисків. Ізотропні камені під час спостереження в полярископ з будь-якого положення залишаються темними. Анізотропні — виглядають зовсім по-іншому. При повертанні цих каменів між схрещеними поляроїдами за один повний оберт вони «згасають», тобто стають зовсім темними і «прос­вітлюються», причому «темних» і «світлих» положень - по чотири. Невелика група оптично ізотропних ювелірних каменів включає мінерали кубічної сингонії (алмаз, шпінель, гранат), крім того, до них належать скло, смоли, тверді гелі. У цих каменях інколи спосте­рігається аномальне подвійне заломлення (алмаз, гранат, синтетична шпінель) внаслідок напруги, спричиненої різними факторами. Скло може проявляти анізотропію за рахунок його часткової кристалізації.

Отже, ізотропне каміння при спостереженні в полярископі в будь-якому положенні залишається темним.

Анізотропне каміння поводиться, при спостереженні в полярископі, абсолютно відмінно від ізотропних. При обертанні вони «згасають», тобто стають темними, і «просвітлюються». «Темних» і «світлих» положень - по чотири. Камінь потрібно дивитися площинкою зверху.

Скло в полярископі (укладене на площинку) має заломлення проміння як в калейдоскопі. Фігура розходиться і сходиться до центру у вигляді хреста. Існують такі явища, як :

■ аномальне подвійне заломлення, характерною особливістю якого є зміна свічень і згасань (чорне і світле) 3-5 разів замість звичних 4-х разів в анізотропному камені;

■ агрегат, що має подвійне заломлення, в полярископі буде завжди світлим.

За допомогою коноскопічної лінзи (напівкулі), що вводиться у простір між каменем та аналізатором, промені поляризованого світла, які пройшли крізь досліджуваний камінь і частково змінили напрямок свого руху, перетинаються і взаємокомпенсуються на окремих ділянках, утворюючи тіньові фігури (рис. 2.3) і окремі затемнені ділянки, які спостерігач має можливість бачити.

Діагностика дорогоцінного каміння за показником заломлення

Для визначення показників заломлення світла ювелірних каменів у гемологічній практиці широко використовують рефрактометри, при цьому камінь повинен мати хоч би одну плоску поліровану грань.

Світлозаломлення. На межі двох оптично не тотожних сере­довищ світло змінює напрямок свого руху: частина світлової енергії шляхом відбиття від поверхні повертається у повітря, тобто утво­рюється блиск, а частина проходить крізь границю середовищ, уповільнюючи свій рух і заломлюючись під кутом, тобто змінює при цьому напрямок розповсюдження. Це явище називається заломленням світла. Якщо промінь світла у щільному середовищі ще розщеп­люється на два промені, то це явище характеризується як подвійне заломлення. Таке спостерігається лише в анізотропних каменів. В ізотропних каменях діагностують лише один промінь, що залом­люється.

Застосовують декілька візуальних способів, щоб відрізняти камені з подвійним заломленням світла (анізотропних) від каменів, що мають один показник заломлення (ізотропних).

Визначення показників заломлення на рефрактометрах засновано на явищі повного внутрішнього відбиття на межі двох середовищ. Прилад повинен бути встановлений у стійкому положенні на столі, оснащений джерелом світла до вікна рефрактометра. Якщо освітлення правильне, спостерігач пови­нен бачити через окуляр яскраво і рівномірно освітлену шкалу.

Якщо шкала не у фокусі, окуляр необхідно відрегулювати обертанням. До комплекту з рефрактометром входить пляшечка з рідиною, що має високий показник заломлення.

Маленьку краплю цієї рідини капнути, на скляний столик рефрактометра. Потім ретельно очистити досліджуваний камінь і обережно встановити його на прилад так, щоб крапля розтеклася під ним тонким шаром, створюючи оптичний контакт зі скляним столиком. Через окуляр буде видно, що частина шкали яскраво освітлена, а інша затемнена. Там, де край затемненої частини - це показник заломлення досліджуваного каменя. У деяких випадках можна помітити не одну, а дві затемнені області, причому одна буде затемнена сильніше, ніж інша.

Точне розміщення країв цих затемнених областей буде зміню­ватися залежно від орієнтації каменя. Цей ефект появи двох затемне­них областей на шкалі рефрактометра обумовлений подвійним заломленням.

Для встановлення показників заломлення необхідно визначити їх значення за шкалою у 4-х положеннях і зробити розрахунки за такою методикою.

Ізотропні камені мають один показник заломлення t. У анізотропних (а) одновісних кристалів є два показники заломлення No = const - звичайного променя, Ne Ф const - незвичайного променя.