8

Лекция 9

Люминесценция

Это собирательное понятие, охватывающее любое свечение вещества под влияние излучений или других, физических воздействий, а так же химических реакций.

При исследовании драгоценных камней в основном используется люминесценция в ультрафиолетовых лучах. Если нет задержки между поглощением и испусканием видимого света и это явление прекращается сразу после выключения источника возбуждения – это явление называется флюоресценция (от минерала флюорит).

Если вещество продолжает светиться после того ,как мы убрали излучение, то это явление называется фосфоресценцией.

Иногда флюоресценция и фосфоресценция наблюдаются одновременно.

Люминесценция драгоценных камней вызывается присутствием очень малых количеств тех же элементов, которые вызывают окраску кристалла (Cr, Mg, Ni, Fe), а так же молибдатов, вольфраматов и соединения урана.

Так же возможны центры люминесценции, связанные с дефектами кристаллической решётки минералов.

Ввиду того, что одни и те же камни могут содержать различные элементы примесей цвета флюорисценция камней принадлежащие к одному минеральному виду не одинаковы. Но для отдельных месторождений цвета флюорисценции характерны.

Fe в любом количестве является гасителем флюорисценции. Испытания драгоценных камней в ультрафиолетовом свете проводят как в длинноволновой области: это 400 – 315 нм, обозначается она 365,0 и в коротковолновой области: 280 – 200 нм, обозначается 253,7. Дело в том, что бывают камни, реагирующие на излучение только в первом из указанных диапазонов. Флюорисценция очень полезна при диагностике синтетических камней. Интенсивность Флюорисценции может быть различной, свечение камня либо белое, либо цветное. У алмаза, у желтого и бесцветного – голубое свечение (в ультрафиолетовых лучах). У синтетического – желтое свечение.

Перламутр черного жемчуга, искусственный - не люминисцирует, в натуральный - ярко светится.

Пироп и жадеит содержат мало железа и не люминисцируют.

При нагревании возможна термолюминесценция и термофосфоресценция.

Триболюминесценция – свечение под действием истирания (при распиливании алмаза).

Катодолюминисценция – люминесценция при бомбардировке электронами в вакууме.

Электролюминесценция – люминесценция при пропускании электрического тока (природные алмазы пропускают ток, а синтетические нет).

Тест на пропускание коротковолнового уф излучения

Присутствие железа в драгоценных камнях уменьшает интенсивность люминесценции и прозрачность камня к коротковолновому УФ излучению. При тестировании этим методом образец кладут (вместе с природным камнем в качестве эталона) площадкой вниз на фотобумагу в затемненном помещении. Затем камни и бумагу помещают на дно плоского сосуда с водой и в течение нескольких секунд освещают коротковолновым УФ излучение и (благодаря воде лучи проникают в камень, а не отражаются от его граней).

Затем фотобумагу обрабатывают, и изображение эталонного камня будет белым (поскольку он будет поглощать коротковолновое УФ излучение), тогда как изображение образца, если это синтетический камень, окажется черным с белой каймой.

Относительная прозрачность природных и синтетических камней измеряется при размещении драгоценного камня над диафрагмой УФ осветительного прибора. Кусочек шеелита под диафрагмой флюоресцирует под действием коротковолновые УФ лучей, а интенсивность этой флюоресценции зависит от степени прозрачности исследуемого камня к уль­трафиолетовым лучам. Фотодиод, расположенный сбоку от шеелита, преоб­разует свечение в электрический сигнал, который фиксируется измеритель­ным прибором. Подходящая калибровка позволяет определить, является ли исследуемый камень природным (поглощает коротковолновое УФ излуче­ние) или синтетическим (прозрачен к коротковолновому УФ излучению).