Оптические эффекты драгоценных камней

Блеск граней драгоценного камня – не единственное достоинство натурального самоцвета. Оптические эффекты драгоценных и полудрагоценных камней делают их еще более интересными для человека. Зачастую решение купить камень приходит только после того, как человека пленит искристая игра внутреннего огня ювелирного изделия.

Этот же интерес ложится и в основу коллекционирования натуральных камней. Необычная красота самоцвета чаще всего раскрывается усилиями камнерезов и огранщиков. Только после серьезной ювелирной обработки самоцветного камня делается она доступной неравнодушному наблюдателю. Давайте же присмотримся к эффектам, возникающим в кристаллических массивах украшений из камней! Полнота знания способствует увеличению глубины привязанности...

Авантюризация

Камень авантюрин искрится солнечными брызгами. Обычно окрашенный в теплые тона оранжево-красного цвета, он напоминает кусочек окаменевшего Солнца. Однако даже будучи синим, зеленым или лунно-белым, он завораживает яркими искрами мельчайших всполохов, рассыпанных по всей толще камня.


Тончайшие и мельчайшие частицы слюдяных и гематитовых пластинок, кристаллизовавшиеся внутри минерала, и создают эффект миллиона зеркалец, пускающих солнечные зайчики. Авантюризация свойственна шпатам, кварцу и – в разной степени – многим иным разновидностям драгоценных камней.

Адуляризация

Камень адуляр славен загадочным голубым отливом своей поверхности. Физическая причина трудноуловимого мерцания достаточно проста: врастание другого минерала (альбита) в кристалл адуляра меняет параметры прохождения света через породный массив.

У наблюдателя, видящего адуляр, создается впечатление: при изменении угла падения света на камне возникает и исчезает пленка (покрытие, налет), излучающая синеватое свечение. В физической минералогии адуляризация считается частным случаем иризации.


Встречается адуляризация (как и вообще иризация) нередко. Кроме собственно адуляра, таинственным голубым мерцанием отличается еще и лунный камень – близкий «родственник» камня, добываемого в районе швейцарской горы Адул, идентичный с ним по составу, но отличный по внешнему виду.

Иризация

Многие тщательно отполированные драгоценные камни (некоторые разновидности корунда, олигоклаза, берилла) привлекают внимание эффектом иризации. По-гречески «ирида» - «радуга»; иризацией же называется появление радужного сияния в поверхностном слое камня.


Причиной появления иризации является изменение структуры кристаллической решетки минерала при внедрении в нее атомарных примесей. Интерференционная картина светового луча, проходящего через «нарушенную» примесями решетку, меняется в зависимости от перемещения точки зрения наблюдателя. В динамике перемены интерферированного светового потока воспринимаются как радужное мерцание.

Ювелирные украшения из полированных пластин и кабошонов, дающих бело-синее свечение с всполохами и отливами остальных цветов радуги, пользуются большим спросом.

Лабрадоризация

Частным случаем иризации (наряду с адуляризацией) является и так называемая лабрадоризация. Наличие микроскопических пустот, заполненных газом, в толще прозрачного камня, способно создавать заметный визуальный эффект. Однако для появления разноцветных переливов требуется, чтобы размер пузырьков воздуха соотносился с длиной световой волны.

Невооруженным глазом такие пустоты неопределимы. Зато световой луч, проходя через неисчислимые границы сред внутри камня, многократно преломляется, и воспринимается человеком как плотный поток свечения радужной окраски.


Пористая структура делает драгоценный камень дефектным, и часто не позволяет произвести из него качественную ювелирную вставку. Но при этом – исключительно за счет красоты оптического эффекта – стоимость камня может значительно повыситься... Налицо ценово-геммологический парадокс!

Помимо лабрадора, именем которого и было названо явление, эффект лабрадоризации наблюдается у спектролита (весьма схожего по составу с лабрадором), и у мадагаскарского лунного камня, иначе называемого радужным лунным камнем.

Астеризм

Эффект появления звезды из перекрещивающихся лучей света на поверхности самоцветного камня называется астеризмом (от греческого «астер» - «звезда»). Подобное явление свойственно волокнистым материалам – причем невооруженным глазом дискретная структура камня (обычно пронизанного тончайшими иглами рутила) может не просматриваться.

Чаще всего на поверхности камней, ограненных кабошоном, появляется шестилучевая звезда. Реже встречаются четырехлучевые астерии. Звездчатые рубины и сапфиры – самые известные представители мира лучащихся камней.


Геммологам известны и другие минералы, отражающие свет в виде перекрестья лучей. Особенно интересны камни, внутреннее строение которых обуславливает появление несимметричных сочетаний светового рисунка.


Ценители необычных украшений из натуральных камней с удовольствием приобретают изделия со вставками, дающими двенадцатилучевую звезду. Однако встречаются такие минералы редко.

Наиболее четко прорисовываются звезды на кристаллах, выращенных искусственно.

Кошачий глаз

Частным случаем однолучевого астеризма является эффект кошачьего глаза. Белая световая полоса, пересекающая самоцвет, дает основание определять камень как носитель интересного эффекта.

Минералов, подпадающих под определение «кошачьего глаза», довольно много. Оправленные в золото кабошоны теплых оттенков (цифоман) превращаются в изысканные дамские украшения. Темные камни, кристаллы холодных тонов в серебре и платине чаще адресуются мужчинам.


Разноцветные бусы с более или менее выраженными полосками «кошачьего глаза» - летний, веселый и яркий вариант украшений. Однако если имеется в виду минерал, носящий имя «кошачий глаз» без разъяснений и оговорок, следует иметь в виду: речь идет о желтовато-зеленом хризоберилле.

Природа возникновения оптического эффекта однолучевого астеризма разнится. Одни минералы пронизаны микроскопически тонкими полыми каналами – и свет, отражаясь от границы сред воздуха и кристалла, образует полосу. Другие камни полны игольчатых инородных включений. Третьим по природе свойственна волокнистость (нефрит), и случайная (нечасто встречающаяся в природе) ориентация прядей вдоль оси кристалла дает эффект узкой полосы отражения.

Двойное лучепреломление

Минералы (алмаз, демантоид, титанит(сфен), циркон, хризоберилл), способные к двойному лучепреломлению, чрезвычайно интересны. Рассматривая их на просвет, можно видеть количественное удвоение объектов. Световой луч, разделяясь надвое при прохождении через такой кристалл, нередко дает красивейшую иризационную (радужную) картину на поверхности камня.


Фасеточная огранка кристаллов двойного лучепреломления порождает интереснейший визуальный эффект: каждая грань, видимая наблюдателю через толщу ювелирной вставки, получает «дублера», а ее края начинают переливаться всеми цветами спектра.

Дисперсия

Дисперсия – свойство, в большей или меньшей степени присущее большинству драгоценных камней. Собственно, именно дисперсия – то есть способность камня к разложению света на спектральные составляющие – нередко служит мерилом стоимости минерала. Ограненные алмазы – бриллианты – любимы человечеством как раз за наибольшие среди самоцветных камней показатели дисперсии.

Физическая основа природы явления проста. Световой луч, попав в плотную оптическую среду, меняет свои свойства. Его цветные составляющие движутся с различными скоростями. Попав в тело кристалла единым потоком, наружу луч выходит разделенным на отдельные цвета.


Дисперсия разнородных минералов различна. Наиболее выражено явление разложения света на спектральные составляющие у абсолютно бесцветных либо минимально оцвеченных камней. Гранение, как правило, делает дисперсию более явной. Густо окрашенные камни проявляют дисперсию менее заметно.

«Чемпионами» по дисперсии среди драгоценных камней признаны алмазы, демантоиды; сфен, ныне носящий имя титанит, в своем неокрашенном варианте. Лучшие образцы циркона по способности к дисперсии сходны с алмазом.

Плеохроизм

В переводе с греческого плеохроизм означает «многоцветность». Плеохроизм часто путают с эффектом александрита – между тем, это различные физические явления. Но обо всём по порядку…

Плеохроизм. Ярким примером обладания этим эффектом служит сапфир. Известный наряду с многочисленными собратьями по светопропускным свойствам, в условиях постоянной освещенности сапфир может менять видимый цвет. Восприятие зависит от взаимного расположения наблюдателя и камня. Сапфировая ювелирная вставка, рассматриваемая сверху, выглядит синей. Однако стоит взглянуть на нее сбоку – и она делается зеленой. Примеры дихроичных драгоценных камней: сапфир, рубин, турмалин, солнечный камень.


Дихроизм и встречающийся реже трихроизм – частные случаи плеохроизма. Экстремально сильный плеохроизм свойственен некоторым разновидностям берилла и андалузиту. Чрезвычайно красивы изменения цвета при перемене вектора светового потока у танзанита: из голубого минерал способен становится фиолетовым (до пурпурного), или даже зеленоватым. Примеры трихроичных драгоценных камней: танзанит, иолит, андалузит.

Александритовый эффект

Эффект, при котором самоцветные камни способны менять свою окраску в зависимости от перемен в характере освещения, называется александритовым. Драгоценный камень александрит – лучший пример александритового эффекта. При дневном свете самоцвет имеет сине-зеленый оттенок, а при искусственном освещении цвет камня меняется на малиновый или пурпурный.


Встречаются и другие самоцветные камни с александритовым эффектом – к примеру, флюорит. Все без исключения кристаллы этого минерала меняют свою окраску при изменении освещения. Реже этот же эффект можно наблюдать у сапфиров, гранатов, шпинели. Такие камни ценятся гораздо дороже своих собратьев, лишенных возможности менять цвет.

Дихроизм

Дихроизм в переводе с греческого – двуцветность. Дихроизм свойственен минералам, обладающим способностью к двойному лучепреломлению (подобно апатиту, турмалину). Проходя через такой кристалл и раздваиваясь, луч света слабеет. Меняется не только его яркость, но и частотные характеристики.


Подобные изменения наше зрение видит как перемену цвета. Один и тот же корунд, рассматриваемый под стабильным освещением, может восприниматься как пурпурно-красный (если смотреть на него с одной стороны) и как белесо-розовый (если глянуть на камень с другой стороны).

Опалесценция

Оптический эффект, превращающий ископаемый минерал в дорогостоящий самоцвет, называется опалесценцией. Как следует из названия, в наибольшей степени свойственен он опалам. Как и в иных случаях, природа появления опалесценции связана с процессами преломления света внутри камня.


Физическая структура опала непроста. Светящийся изнутри разноцветными всполохами самой затейливой формы, камень образован полимеризованными (то есть удлиненными за счет многократного присоединения молекулярно идентичных участков) волокнами разнородных веществ.


Спутанные в клубки размером в несколько сотен ангстрем (в одном миллиметре десять миллионов ангстрем), кременеземовые волоконца с кварцевыми включениями «уложены» с максимальной плотностью, однако порядок «упаковки» математически правилен. Чаще всего клубки располагаются в виде кубических структур. Случается им образовывать и шестиугольные гексагоны.

Молекулы воды, присутствующие в опалах в связанном с волокнистыми шариками состоянии, выступают в роли молекулярного «клея» минерала. Столь сложная структура породы и порождает необычную, узнаваемую и всегда неповторимую игру света в опалах – опалесценцию.

Люминесценция, флюоресценция

Способность вещества светиться под воздействием ультрафиолетовых лучей называется люминесценцией. Качество это ценно для драгоценных камней тем, что некоторая доля ультрафиолета всегда присутствует в естественном дневном освещении – что добавляет декоративности ювелирным вставкам, изготовленным из люминесцентных минералов.

Собственно люминесценция подразделяется на флюоресценцию (впервые замеченную у флюорита и получившую соответствующее название), и фосфоресценцию. Флюоресцентные породы излучают свет только под воздействием и во время воздействия ультрафиолета. Фосфоресцирующие минералы светятся в течение некоторого времени после прекращения облучения камня.


Флюоресцентность жемчуга зависит от химического состава воды в месте обитания моллюска. Янтарь светится бело-голубым тоном, однако интенсивность свечения зависит от качества окаменелой смолы. Слава рубина во многом основана на его способности флюоресцировать.

Порождается люминесценция у драгоценных камней (но не у алмазов) примесями, обнаруживающимися в кристалле. Однако в различных месторождениях минералов концентрация примесей может колебаться, и потому камни одного наименования не всегда проявляют этот оптический эффект в равной степени.