Игра и переливы цвета минералов

Некоторые прозрачные и полупрозрачные минералы характеризуются игрой и пере­ливами цвета, идущими словно изнутри кристалла. Ярким примером этого свойства являются игра цвета у бриллиантов (искусно ограненных алмазов) (рис. 68) и ра­дужное свечение, идущее из черных кристаллов Лабрадора. Эти явления связаны с некоторыми особенностями дисперсии и интерференции света при прохождении его через минерал. Дисперсией света называется зависимость по-

казателя преломления вещества от длины волны. Дисперсия четко проявляется при прохождении света через специальные оптические призмы, при­чем белый свет разлагается в спектр. Для види­мой части излучения показатель преломления п растет с уменьшением длины волны Л, т.е. наи­меньшее преломление испытывает красный, наи­большее— фиолетовый луч света. Дисперсия и является причиной наблюдаемого в бриллиантах "огня": углы и форма огранки камня рассчитаны так, чтобы красный и фиолетовый лучи разо­шлись наиболее сильно. Мерой дисперсии явля­ется разность между показателями преломления красного и фиолетового лучей. У рутила она составляет 0,250, алмаза—0,062, рубина и сап­фира— 0,018, берилла и топаза — 0,014, кварца—0,013 и у флюорита—0,007.

Интерференцией света называется наложение друг на друга параллельных пучков света, в результате которого часть лучей ослабляется (гаснет), часть — усиливается

Окраски, вызванные явлением интерференции света, установлены у кальцита, гипса, слюды (эти минералы характеризуются совершенной спайностью) и некоторых поле­вых шпатов. У первых трех минералов окраска видна на хороших бесцветных про­зрачных кристаллах в виде типичных радужных колец Ньютона. Чтобы наблюдать эти кольца, в учебных лабораториях по общей физике студенты делают простой опыт: прижимают к стеклу плосковыпуклую линзу и направляют по нормали к ней свет. За счет отражения света от пластины и его интерференции на линзе образуются че­редующиеся цветные и темные кольца (полосы) равной толщины. Такие же кольца образуются вокруг воздушного зазора в трещинах кальцита, гипса, слюды, придавая им радужную окраску. Ширина колец, их число, цвет зависят от толщины зазора.

Сложнее проходит интерференция света в некоторых полевых шпатах — в олиго-клазе, Лабрадоре и ортоклазе. Кристаллы олигоклаза, например, состоят из тончай­ших (около 100 нм) пластинок, характеризующихся несколько отличающимся химиче­ским составом и, следовательно, разными показателями преломления. Интерференция отраженных от таких пластинок лучей света приводит к радужному внутреннему сия­нию олигоклаза в ярких голубых тонах— иризации. Для Лабрадора также характерна

Рис. 68. Схема разложения белого света в бриллианте.

иризация. Радужные многоцветные переливы благородного опала объясняются интер­ференцией (по другим авторам — дифракцией) света из-за особого строения опала: он состоит из мельчайших (150 — 300 нм) глобул БЮг с водой в межглобулярном про­странстве. Сходную природу имеет такое привычное для нас явление, как свечение и переливы цветами радуги перисто-кучевых и перисто-слоистых облаков, сквозь кото­рые просвечивает солнце.