Opal: Fyysiset ja optiset ominaisuudet
Jaa
Fyysiset ja optiset ominaisuudet
Opali: hydratoitunut piidioksidi, liikkuva väri ja optinen rakenne
Opali on hydratoitunutta piidioksidia, joka kirjoitetaan tavallisesti muodossa SiO2·nH2O. Se on mineraloidi eikä kiteistä kvartsia, ja sen kuuluisa väripeli ilmenee vain, kun piipallot ovat riittävän tasaisia ja järjestäytyneitä valon taittamiseksi. Yleinen opali jakaa saman laajan kemian, mutta sillä ei ole säännöllistä sisäistä rakennetta spektrivärien muodostamiseksi.
- Koostumus: SiO2·nH2O
- Materiaalityyppi: hydratoitunut piidioksidimineraaloidi
- Kovuus: tavallisesti Mohsin asteikolla 5–6,5
- Taitekerroin: noin 1,37–1,47
- Optinen luonne: yleisesti isotrooppinen
Mitä opali on
Opali on hydratoitunutta piidioksidia, jonka vesipitoisuus vaihtelee. Sillä ei ole kvartsin pitkän kantaman kiderakennetta, joten sitä kuvataan mineraloidiksi eikä varsinaiseksi kiteiseksi mineraaliksi.
Sen koostumus kirjoitetaan tyypillisesti muodossa SiO2·nH2O, jossa vesipitoisuus vaihtelee. Monet jalokiviopaalit sisältävät noin 6–10 % vettä painosta, vaikka laajempia vaihteluvälejä esiintyy. Tämä vesirakenteen kantavuus selittää paljon opaalin ominaisuuksista: kohtalainen kovuus, alhainen tiheys, ei lohkeamista, konkoidimainen murtuma ja herkkyys lämmölle, kuivuudelle, liotukselle ja äkillisille ympäristömuutoksille.
Tärkein ero on arvokkaan opaalin ja yleisen opaalin välillä. Arvokas opali näyttää väripeliä, koska valo taittuu järjestäytyneiden mikroskooppisten piipallojen kautta. Yleistä opalia, jota kutsutaan usein potchiksi, kun se ei näytä väripeliä, on sama yleinen hydratoituneen piidioksidin koostumus, mutta se ei sisällä riittävän säännöllistä sisäistä rakennetta valon hajottamiseksi spektrin väreiksi.
Fyysiset ja optiset ominaisuudet yhdellä silmäyksellä
Opaalien arvot vaihtelevat vesipitoisuuden, huokoisuuden, järjestäytymisen, sijainnin, käsittelyn sekä sen mukaan, onko materiaali kiinteä, hydrofaani, yleinen, arvokas, kalliolaji, matriisi, kaksoiskappale vai kolminkappale.
| Ominaisuus | Tyypillinen opaalin arvo | Merkitys arvioinnissa |
|---|---|---|
| Kemiallinen koostumus | SiO2·nH2O | Hydratoitunut piidioksidi; vesipitoisuus vaihtelee opaalityypin ja lähteen mukaan. |
| Materiaaliluokka | Mineraloidi; amorfinen tai huonosti järjestäytynyt piidioksidi | Ei kiteistä kvartsia, vaikka molemmat kuuluvat piidioksidiperheeseen. |
| Rakenteelliset muodot | Opali-A, opali-CT ja opali-C | Jalokiviopaali on tyypillisesti opal-A; jotkut yleiset tai vanhemmat materiaalit näyttävät järjestäytyneempiä kristobaliitti-/tridymiittimäisiä alueita. |
| Vesipitoisuus | Usein noin 6–10 %; laajempia vaihteluvälejä esiintyy | Vaikuttaa tiheyteen, huokoisuuteen, vakauteen ja reaktioon lämpöön tai kuivumiseen. |
| Pohjaväri | Musta, tumma, harmaa, valkoinen, vaalea, kristalli, oranssi, punainen, sininen, vaaleanpunainen, vihreä ja muita | Rungon sävy on taustaväri; väripeli voi esiintyä monilla rungon sävyillä. |
| Läpinäkyvyys | Läpinäkyvä tai läpinäkymätön | Kristalliopaali on läpikuultava tai läpinäkyvä; tulen opaali voi olla läpinäkyvä väripelin kanssa tai ilman. |
| Kovuus | Tyypillisesti Mohsin kovuus 5–6,5 | Pehmeämpi kuin kvartsia, joten kiillotusta ja paljaita reunoja tulee suojata. |
| Lohkeaminen ja murtuma | Ei lohkeamista; simpukkamainen tai epätasainen murtuma | Murtuminen seuraa halkeamia eikä lohkeamislinjoja; ohuet reunat ovat haavoittuvia. |
| Suhteellinen tiheys | Noin 1,98–2,25; hydrofaaneilla voi olla alhaisempi | Alhaisempi kuin kvartsilla veden ja huokoisuuden vuoksi. |
| Taitekerroin | Noin 1,37–1,47; tyypillisesti lähellä 1,44 | Alhainen taitekerroin edistää opaalin pehmeää sisäistä hehkua ja lempeitä pinnan heijastuksia. |
| Optinen luonne | Yleisesti isotrooppinen | Voi näyttää heikkoja aggregaatti- tai poikkeavia reaktioita ristikkäisten polarisaattorien alla. |
| Kaksinkertaisjännitys ja pleokroismi | Ei normaalissa amorfisessa jalokiviopaalissa | Suuntautuvaa värin vaihtelua ei odoteta tyypillisessä opaalissa. |
| Fluoresenssi | Vaihtelee | Valkoinen tai yleinen opaali voi fluoresoida vihertävänä; hyaliitti voi näyttää kirkkaan vihreää fluoresenssia; musta opaali on usein heikko tai inertti. |
| Erityinen käyttäytyminen | Väripeli, opalesenssi, hydrofaani-imukyky, vastavalovaikutukset | Jokainen ilmiö riippuu rakenteesta, huokoisuudesta, läpinäkyvyydestä ja valaistuksesta. |
Väripeli: Arvokkaan opaalin optinen tunnusmerkki
Väripeli ei ole pigmenttiä eikä tavallista irisaatiota pinnalla. Se on rakenteellinen optinen ilmiö, joka syntyy, kun mikroskooppiset piipallot ovat riittävän tasakokoisia ja säännöllisesti pakattuja.
Arvokkaassa opaalissa piipallot, joiden koko on tyypillisesti noin 150–350 nanometriä, ovat järjestäytyneet kolmiulotteisiksi verkoiksi. Nämä verkot vuorovaikuttavat valkoisen valon kanssa aiheuttaen diffraktiota ja interferenssiä. Eri pallokoot ja -välit tuottavat eri näkyviä aallonpituuksia, minkä vuoksi jotkut opaalit näyttävät sinivihreitä välähdyksiä, kun taas toiset voivat näyttää oranssia, punaista, violettia tai koko spektrin värejä.
Yleinen opaali ei omaa tarvittavaa säännöllisyyttä, joten se ei näytä todellista väripeliä. Se voi silti olla kaunis rungon värin, läpikuultavuuden, opalesenssin, inkluusioiden, dendriittien, fluoresenssin tai kiillotuksen kautta, mutta nämä ilmiöt tulisi nimetä erikseen arvokkaan opaalin diffraktioon perustuvista välähdyksistä.
Arvokkaan opaalin rakenne
Arvokas opaali tarvitsee säännöllisyyttä. Kun pallojen koko ja väli ovat sopivia, väri ilmestyy kiven liikkuessa, joskus laikkuina, pyörivinä välähdyksinä, neulavalona tai suurempina kuvioina.
Yleinen opaali rakenne
Yleinen opaali voi olla valkoinen, vaaleanpunainen, sininen, vihreä, oranssi, ruskea, musta, dendriittinen tai läpikuultava, mutta sen väri on pohjaväri tai inkluusion väri, ei diffraktio järjestäytyneistä palloverkoista.
Optinen käyttäytyminen
Opaalin taitekerroin on suhteellisen matala, tyypillisesti noin 1,44. Tämä antaa monille opaaleille pehmeän, sisäisen ulkonäön sen sijaan, että ne kimaltaisivat terävästi korkeamman taitekertoimen jalokivien tavoin.
Koska opaali on yleensä amorfinen, se on yleensä isotrooppinen eikä näytä normaalia kaksoismurtumista tai pleokroismia. Polariskoopilla jotkut kappaleet voivat kuitenkin näyttää heikkoja poikkeavia tai aggregaattireaktioita. Nämä voivat johtua jännityksestä, mikrokiteisistä alueista, kuivumisominaisuuksista tai epätasaisesta sisäisestä rakenteesta, eikä niitä tulisi tulkita liikaa ilman muuta gemologista näyttöä.
Opaali voi myös näyttää useita ei-värileikkiin liittyviä optisia ilmiöitä. Opalesenssi on maitomainen tai sinertävä hajavaloefekti; contra-luz opaali näyttää väriä läpäisevässä valossa; hyalite voi fluoresoida voimakkaasti ultraviolettivalossa; ja hydrofaani opaali voi väliaikaisesti muuttaa läpinäkyvyyttään ja kontrastiaan veden imeytymisen jälkeen.
Pohjaväri, väri ja vakaus
Pohjaväri on opaalin taustaväri. Se tulisi kuvata erikseen värileikistä, koska nämä kaksi ominaisuutta vaikuttavat kiveen eri tavoin.
Pohjaväri
Musta ja tummat pohjavärit lisäävät usein kontrastia, kun taas valkoinen ja vaaleat pohjavärit luovat pehmeämmän ilmeen. Kristallinen opaali on läpinäkyvää tai läpikuultavaa ja voi näyttää voimakasta syvyyttä, kun väri on kirkas ja puhdas.
Väriskaala
Arvokas opaali voi näyttää sinisiä, vihreitä, keltaisia, oransseja, punaisia, violetteja tai sekoitettuja spektrivärejä. Punaiset ja oranssit välähdykset ovat usein harvinaisempia, mutta kirkkaus, peitto, kuvio ja katselukulma ovat tärkeämpiä kuin pelkkä sävy.
Vesi ja huokoisuus
Opaalin vesipitoisuus ja huokoisuus vaikuttavat tiheyteen, läpinäkyvyyteen ja kestävyyteen. Hydrofaani-opaali voi imeä vettä ja muuttua väliaikaisesti kirkkaammaksi tai tummemmaksi kastuessaan.
Halkeilu
Halkeilu on hienojen halkeamien verkosto, joka voi kehittyä, kun opaali menettää kosteutta epätasaisesti tai altistuu kuumuudelle, äkilliselle kuivuudelle tai ympäristöpaineelle. Vakaan materiaalin ei tulisi näyttää aktiivista tai leviävää halkeamaverkostoa.
Rakenteet, tekstuurit ja opaalityypit
Opaalia esiintyy monissa muodoissa, ja jokainen muoto tulee nimetä tarkasti, koska rakenne vaikuttaa ulkonäköön, arvoon, hoitoon ja istutuspäätöksiin.
| Tyyppi | Ulkonäkö | Fyysinen tai optinen merkitys |
|---|---|---|
| Arvokas opaali | Näyttää spektriväripelin. | Väri johtuu diffraktiosta järjestäytyneistä piipalloista. |
| Yleinen opaali | Ei väripeliä; voi olla läpikuultava, läpinäkymätön, maitomainen, värillinen, dendriittinen tai kuvioitu. | Arvostetaan rungon värin, rakenteen, kiillotuksen, sulkeumien ja vakauden perusteella. |
| Musta ja tumma opaali | Arvokas opaali tummalla taustavärillä. | Tumma sävy voi lisätä kontrastia ja visuaalista intensiteettiä, kun kirkkaus on voimakas. |
| Valkoinen ja vaalea opaali | Vaalea rungon sävy väripelin tai opalesenssin kanssa. | Usein pehmeämpi kontrastiltaan; korkea kirkkaus ja peitto ovat edelleen tärkeitä. |
| Kristalliopaali | Läpinäkyvästä läpikuultavaan opaali, jossa on sisäinen syvyys. | Arvioidaan kirkkauden, läpinäkyvyyden, rungon puhtauden ja häiritsevän sameuden puuttumisen perusteella. |
| Tulinen opaali | Keltainen, oranssi tai punainen runkoväri, väripelin kanssa tai ilman. | Läpinäkyvät kappaleet voidaan hioa faseteiksi; rungon väri voi olla pääasiallinen arvon määrittäjä. |
| Boulder-opaali | Arvokas opaali luonnollisesti kiinnittyneenä rautakiveen tai isäntäkiveen. | Isäntäkivi on osa luonnollista kiveä, ei kokoonpantu tausta. |
| Matriisiopaali | Väri esiintyy isäntäkiven tai huokoisen matriisin kautta. | Voi olla luonnollinen tai käsitelty; huokoisuus ja käsittelytiedot tulee ilmoittaa. |
| Hyalite | Läpinäkyvä tai vaalea yleisopaali, joskus lasimainen. | Voi näyttää voimakasta vihreää fluoresenssia ultraviolettivalossa. |
| Hydrofiilinen opaali | Huokoinen opaali, joka voi imeä vettä ja muuttaa ulkonäköään. | Vaatii huolellista öljyjen, väriaineiden, liuottimien ja pitkäaikaisen liotuksen välttämistä. |
Tunnistus ja samankaltaiset
Opaalin tunnistuksessa tulee yhdistää useita havaintoja: taitekerroin, ominaispaino, kovuus, kiilto, läpinäkyvyys, fluoresenssi, mikroskooppinen rakenne, koostumus ja reaktio tarkkaan katseluun.
Kvartsi ja kalcedoni
Kvartsi ja kalcedoni ovat kovempia, tiheämpiä ja kiteisiä tai mikrokiteisiä. Niillä on yleensä korkeampi taitekerroin kuin opaalilla, eikä niillä ole opaalin vesipitoista rakennetta.
Lasi
Lasi voi matkia opaalia kuplien, pyörteiden, maitomaisen rungon värin tai keinotekoisten väriefektien avulla. Toistuvat kuplakuvioinnit, muotoillut pinnat ja epätavallinen tasaisuus voivat olla varoitusmerkkejä.
Synteettinen opaali
Synteettinen opaali voi näyttää vakuuttavaa väripeliä, mutta sen kuvio voi suurennuksen alla näyttää liian säännölliseltä tai pylväsmäiseltä. Se tulee kuvata synteettiseksi, kun se tunnistetaan.
Opaliitti
Opaliitti on yleensä keinotekoinen lasi, jossa on pehmeä sinivihreä-oranssi hehku. Se ei ole luonnollista opaalia eikä sitä tule myydä, kuvata tai tulkita luonnolliseksi hydratoiduksi piidioksidiksi.
Kokoonpannut opaalit
Doubletit ja tripletit sisältävät aitoja opaali-kerroksia, mutta ne ovat kokoonpantuja kiviä. Niiden kerrokset näkyvät usein sivulta tai suurennuksen alla.
Värjätty tai käsitelty materiaali
Väri, joka keskittyy halkeamiin, huokosiin, porausreikiin tai taustavyöhykkeisiin, voi viitata värjäykseen tai käsittelyyn. Huokoinen hydrofaani-opaali voi olla erityisen altis tahroille.
Käsittelyt, kokoonpanot ja rakenne
Opaali voi olla luonnollinen, käsitelty, stabiloitu, värjätty, savustettu, sokerihappokäsitelty, taustoitettu, kansitettu tai koottu. Nämä erot eivät ole vähäisiä; ne vaikuttavat kestävyyteen, arvoon ja hoitoon.
Doubletit
Doubletti koostuu ohuesta opaali-kerroksesta, joka on liimattu taustaan, usein tummaan potchiin, rauta-kiveen, lasiin tai muuhun materiaaliin. Tausta voi vahvistaa kontrastia, mutta tekee kivestä herkemmän kosteudelle ja lämmölle.
Tripletit
Tripletissä on ohut opaali-kerros, tumma tausta ja kirkas suojaava kansi. Tripletit voivat olla houkuttelevia ja käytännöllisiä, mutta ne ovat koottuja kiviä ja ne tulisi tunnistaa sellaisiksi.
Savustus- ja sokerihappokäsittely
Jotkut huokoiset opaalit tai matriisimateriaalit tummentuvat kontrastin lisäämiseksi. Käsittely tulisi ilmoittaa, koska se muuttaa sekä ulkonäköä että markkina-arviota.
Värjäys ja impregnaatio
Väriainetta, hartsia tai stabilointimateriaalia voidaan käyttää huokoisessa tai heikosti stabiilissa opaaliissa. Nämä käsittelyt voivat parantaa ulkonäköä tai käsiteltävyyttä, mutta niitä ei tule sekoittaa käsittelemättömään luonnolliseen väriin.
Opaalin katselu ja valokuvaus
Opaali on poikkeuksellisen herkkä valon kulmalle. Vastuullinen visuaalinen arviointi käyttää useampaa valaistusolosuhdetta ja katselukulmaa.
Hajavalo
Hajavalo on hyödyllinen rungon sävyn, läpinäkyvyyden, sumuisuuden, pilvisyyden, pohjavärin, kiillon laadun ja laajan yläpuolisen ulkonäön arvioinnissa.
Pistevalo
Pieni suunnattu valo auttaa paljastamaan väripelin, rullaavan välähdyksen, neulavälähdyksen, laajan välähdyksen, halkeilun, pinnan kuopat ja piilevät murtumat.
Hidas pyöritys
Kiven hitaasti keinuttaminen näyttää, näkyykö väri monesta kulmasta vai vain kapeassa välähdyksessä.
Häikäisyn hallinta
Matala sivuvalo ja hallittu heijastus voivat paljastaa kiillon ja pinnan kunnon. Polarisaatiosuodin voi vähentää häikäisyä, mutta sitä ei tulisi käyttää värin liioitteluun normaalin katselun ulkopuolella.
Hoito, käsittely ja säilytys
Opaalia tulisi käsitellä vesipitoisena piimateriaalina: kauniina, kohtalaisen pehmeänä ja ympäristön rasituksille herkkänä.
Yleinen puhdistus
- Käytä pehmeää kuivaa tai kevyesti kosteaa liinaa.
- Käytä lyhytaikaista haaleaa vettä ja mietoa saippuaa vain, kun se sopii tietylle opaalityypille.
- Kuivaa varovasti ja nopeasti kosteuden poistamisen jälkeen.
- Vältä hankaavia aineita, voimakkaita kemikaaleja, happoja, emäksiä ja liuottimia.
Mitä välttää
- Ei höyrypuhdistusta tai ultraäänipuhdistusta.
- Ei pitkäaikaista liotusta, erityisesti hydrofaaniselle opalille, matriisiopalille, dupleteille tai tripleteille.
- Ei korkeita lämpötiloja, kuumaa auton säilytystä, suoraa lämmittimen altistusta tai äkillistä kuivausta.
- Ei öljyjä, väriaineita, hajuvesiä tai liuottimia huokoiselle hydrofaaniselle materiaalille.
Korujen suojaus
Riipukset ja korvakorut ovat yleensä turvallisempia kuin paljaat sormukset. Sormuksissa tulisi käyttää suojaavia istutuksia, ja käyttäjien tulisi välttää iskuja, hankautumista, kemikaaleja ja nopeita lämpötilan vaihteluita.
Säilytys
Säilytä opali erillään kovemmista kivistä ja metallireunoista. Pehmeä pussi, pehmustettu laatikko tai jaettu tarjotin auttaa säilyttämään kiillon ja vähentää vahingossa tapahtuvaa lohkeilua.
Lukijoiden usein kysymiä kysymyksiä
Onko opali mineraali?
Opalia kuvataan yleisesti mineraaloidiksi, koska sillä ei ole säännöllistä kiteistä rakennetta kuten kvartsilla. Se on hydratoitua piioksidia eikä kiteistä SiO2.
Mikä aiheuttaa opalin väripelin?
Väripeli johtuu valon diffraktiosta ja interferenssistä mikroskooppisten piioksidipallojen järjestäytyneistä riveistä. Tavallisella opalilla ei ole tarvittavaa säännöllisyyttä, joten se ei näytä todellista spektriväriä.
Onko tulopala aina jalokiviopali?
Ei. Tulopalali on nimetty keltaisen, oranssin tai punaisen rungon värin mukaan. Se voi näyttää tai olla näyttämättä väripeliä, ja läpinäkyvää tulopalaa arvostetaan usein rungon värin ja kirkkauden vuoksi.
Miksi hydrofaaninen opali voi muuttua märänään?
Hydrofaaninen opali on huokoinen ja voi imeä vettä. Tämä voi väliaikaisesti muuttaa läpinäkyvyyttä, näkyvää rungon sävyä tai värikontrastia. Öljyt ja väriaineet voivat myös päästä huokoiseen materiaaliin ja aiheuttaa pysyviä muutoksia.
Voiko opalia puhdistaa vedellä?
Jotkut kiinteät opalit kestävät lyhyttä hellävaraista puhdistusta vedellä, mutta pitkäaikainen liotus on tarpeetonta ja voi olla riskialtista hydrofaaniselle opalille, matriisiopalille, dupleteille ja tripleteille. Epävarmoissa tilanteissa käytä pehmeää kuivaa tai kevyesti kostutettua liinaa.
Miten opali eroaa kvartista?
Kvartsi on kiteistä SiO2, kovempaa ja tiheämpää, korkeammalla taitekertoimella. Opali on hydratoitunutta, amorfista tai huonosti järjestäytynyttä piioksidia, yleensä pehmeämpää, matalampitiheyksistä ja herkempiä lämmölle ja ympäristökuormitukselle.
Yhteenveto
Opalin fyysinen kauneus on rakenteellista. Hydratoitunut piioksidi, vaihteleva vesipitoisuus, matala taitekerroin, huokoisuus, rungon sävy, kiillotus ja mikroskooppinen järjestäytyminen muovaavat sitä, mitä silmä näkee. Jalokiviopal muuttaa järjestäytyneet piioksidipallot liikkuvaksi spektriväriksi; tavallinen opal tarjoaa rungon värin, hehkun, tekstuurin ja läpikuultavuuden ilman diffraktiota. Parhaat kuvaukset pitävät nämä erot selkeinä, yhdistäen visuaalisen ihmeen tarkkaan materiaalin tunnistukseen ja huolelliseen käsittelyyn.