Quartz: Karakteristik Fisik & Optik
Linas JuozenasBarengaké
Karakteristik Fisik lan Optik
Kuarsa: Kerangka Optik Silika
Kuarsa iku silika kristalin, SiO2. Kuarsa keras, nyebar, trigonal ing kondisi kamar, aktif optik, piezoelektrik, lan cukup adaptif visual kanggo katon kaya kristal watu, ametis, sitrin, kuarsa asap, kuarsa mawar, kuarsa susu, prasiolit, ametrin, lan variasi kalebu.
Ringkesan: Mineral Kerangka sing Tahan Lama
Kuarsa iku tekto silikat sing dibangun saka kerangka terus-terusan tetrahedra silikon-oksigen. Ing kondisi permukaan biasa, kuarsa ana minangka alfa kuarsa, mineral trigonal, kiral sing struktur tangan kiwa lan tengen nerangake sawetara prilaku optik sing paling khas.
Ing conto tangan, kuarsa bisa katon prasaja: cetha, putih, ungu, asap, kuning, jambon, ijo, bergaris, utawa kalebu. Ing balik rentang visual kasebut ana set konstanta fisik sing stabil: kekerasan Mohs cedhak 7, bobot jenis cedhak 2,65, ora ana belahan sejati, pecahan konkoidal, kilap vitreus, lan indeks refraktif ing kisaran tengah 1,54.
Kuarsa uga salah siji mineral langka sing pentingane nyambungake geologi, gemologi, optik, lan teknologi. Kekerasane nggawe kuarsa migunani minangka alat ing bentuk mikrokristalin; kejernihane nggawe kuarsa dadi bahan ukiran lan optik; prilaku piezoelektrik nggawe kuarsa dadi pusat kontrol frekuensi lan pengukuran wektu.
Silika kristalin
Kuarsa iku SiO2, silikat kerangka. Variasi warna beda amarga unsur jejak, cacat, inklusi, utawa riwayat perawatan tinimbang spesies mineral dhasar.
Keras nanging rapuh
Kekerasan Mohs 7 menehi kuarsa tahan gores sing apik, nanging titik sing landhep, pinggiran tipis, lan sambungan kristal isih bisa pecah nalika kena benturan.
Cetha, sederhana, terstruktur
Kuarsa nduweni indeks refraktif sing sedheng, dispersi sing rendah, birefringensi sing sederhana, lan aktivitas optik sing disebabake dening struktur kiral.
Sifat Fisik lan Optik
Nilai-nilai ing ngisor iki nerangake kuarsa makrokristalin. Kuarsa mikrokristalin kaya chalcedony, agate, jasper, chert, lan flint nduweni dhasar silika sing padha nanging bisa beda prilaku ing tekstur, translucensi, porositas, lan gaya pecah amarga struktur sing banget alus.
| Sifat | Kuarsa | Interpretasi |
|---|---|---|
| Komposisi kimia | SiO2, silikon dioksida | Silikat kerangka sing struktur silikon-oksigene tanggung jawab kanggo akeh ketahanan lan ketahanan kimia. |
| Sistem kristal | Trigonal ing kondisi biasa | Kuarza alfa kalebu kulawarga kristal heksagonal nanging trigonal lan kiral, kanthi bentuk tangan kiwa lan tengen. |
| Inversi suhu dhuwur | Kuarza alfa mbalikke dadi kuarza beta cedhak 573 °C ing tekanan biasa | Inversi iki penting ing geologi lan keramik; ora dadi perhatian biasa kanggo nangani spesimen sing wis rampung. |
| Rentang warna umum | Ora werna, putih, ungu, kuning, coklat, abu-abu asap, jambon, ijo, bicolor, utawa kalebu | Werna asalé saka cacat, pusat warna, unsur jejak, inklusi, iradiasi, pemanasan, utawa riwayat perawatan liyane. |
| Garis | Putih | Garis ora migunani kanggo mbedakake varian kuarza, nanging konsisten karo bubuk kuarza sing warnane terang. |
| Kilap | Vitreus | Wajah anyar lan poles apik nuduhake kilap kaya kaca; massa granular bisa katon kaya lilin utawa berminyak. |
| Transparansi | Transparan nganti translusen; bahan masif bisa ora tembus cahya | Kristal watu bisa bening kaya banyu, nalika kuarza susu, kuarza mawar, lan watu sing kalebu bisa nyebar utawa ngalangi cahya. |
| Kekerasan | Mohs 7 | Kuarza bisa nggores kaca biasa lan cocog kanggo akeh perhiasan lan tampilan, nanging isih rapuh. |
| Belahan lan pecah | Ora ana belahan sejati; pecah konkoidal nganti ora rata | Kuarza pecah kanthi lengkungan kaya cangkang tinimbang pecah resik ing bidang belahan datar. |
| Berat jenis | Kira-kira 2,65 | Kuarza krasa luwih entheng tinimbang topaz, akeh sulfida, barit, lan akeh mineral oksida ukuran padha. |
| Karakter optik | Uniaxial positif | Sumbu optik gegandhengan karo sumbu c kristal, sawijining sifat kunci ing identifikasi gemologis lan petrografis. |
| Indeks refraksi | nω kira-kira 1,544–1,546; nε kira-kira 1,553–1,555 | Nilai sedang iki menehi kuarza tampilan resik tinimbang kilau utawa geni kaya intan sing kuwat. |
| Birefringensi | Kira-kira 0,009 | Kuarza bisa nuduhake duplikasi samar liwat potongan sing dipoles lan warna interferensi orde pisanan ing irisan tipis. |
| Pleokroisme | Ora ana nganti lemah | Amethyst bisa nuduhake dikroisme ungu alus nganti ungu abang alus; mayoritas varian kuarza nuduhake pleokroisme sing sithik. |
| Fluoresensi | Variabel, biasane ora ana nganti lemah | Fluoresensi gumantung marang aktivator jejak utawa inklusi lan biasane ora diagnostik kanggo kuarza. |
| Prilaku khusus | Piezoelektrik, piroelektrik, aktif optik; kadang-kadang triboluminesen | Kuarza bisa ngasilake muatan listrik nalika stres lan bisa muter cahya polarisasi amarga struktur kiral. |
| Ketahanan kimia | Ora larut ing banyu; tahan marang akeh asam umum | Asam hidrofluorat nyerang silika lan ora kudu digunakake kanggo resik-resik biasa utawa nangani. |
Prilaku Optik: Kajelasan, Kiralitas, lan Duplikasi Halus
Kuarza katon resik sacara visual amarga indeks refraksine sedang lan dispersi rendah. Iku ora mecah cahya putih dadi geni spektral sing kuwat; tinimbang, iku nularake, mbengkongake, lan nglipatake cahya kanthi tenang.
Struktur trigonal alpha-quartz iku kiral. Kristal individu bisa tangan kiwa utawa tangan tengen, lan tangan iki ngasilake aktivitas optik: pesawat cahya polarisasi muter nalika liwat kristal. Iki salah siji sebab quartz wis suwe migunani ing studi optik.
Birefringensi ing quartz cukup cilik nanging nyata. Ing potongan sing resik lan dipoles, garis cetakan sing dideleng liwat watu bisa nuduhake dobelan alus yen arah pandelengan lan ketebalan cocog. Ing ngisor polarisator silang, irisan tipis biasane nuduhake warna interferensi orde pisanan sing cilik. Quartz sing deformasi ing watu metamorf bisa nuduhake pemadaman undulasi, ing ngendi pemadaman nyapu ora rata ing butiran nalika panggung mikroskop muter.
Carane maca quartz ing cahya
- Cahya netral sing ditransmisikan nuduhake warna awak, awan, kerudung, zoning, lan inklusi tanpa nggedhekake kehangatan.
- Cahya saka mburi mbantu ndeleng hantu, pinggiran smoky, zoning pertumbuhan, inklusi cairan, lan retakan internal.
- Cahya polarisasi bisa nuduhake aktivitas optik, efek kembar, tegangan, lan pemadaman undulasi ing sampel tipis utawa sing wis disiapake.
- Cahya miring nuduhake kondisi permukaan: goresan, lubang, pecahan, kualitas poles, permukaan sing diukir, lan perbaikan.
Warna lan Penyebab
Warna quartz iku cathetan cacat kisi, unsur jejak, inklusi, sejarah radiasi, lan kadhangkala perawatan. Kabeh varietas warna sing dijenengi tetep quartz; jeneng varietas nerangake penampilan lan sebab, dudu spesies mineral sing beda.
| Varietas | Penampilan | Penyebab Utama utawa Konteks | Cathetan |
|---|---|---|---|
| Kristal watu | Quartz tanpa warna, transparan | Isi impuritas rendah lan inklusi panyebaran sing winates | Paling apik kanggo ngawasi geometri prisma, retakan internal, gelembung, lan kejernihan optik. |
| Quartz susu | Putih, mendhung, tembus cahya nganti ora tembus cahya | Inklusi cairan utawa padat cilik sing akeh nyebarake cahya | Biasa ditemokake ing urat lan deposit masif; warna putih biasane saka panyebaran cahya, dudu pigmen. |
| Ametis | Wungu padhang nganti ungu peteng | Pusat warna sing gegandhengan karo wesi sing diaktifake dening iradiasi alami | Bisa nuduhake zoning warna lan dikroisme alus; panas bisa ngowahi sawetara ametis dadi kuning, oranye, coklat, utawa ijo. |
| Quartz smoky | Champagne, abu-abu coklat, cognac, coklat peteng, morion meh ireng | Pusat warna sing gegandhengan karo aluminium sing diprodhuksi dening iradiasi | Panas bisa nggawe warna smoky dadi luwih entheng utawa pudar; iradiasi buatan uga bisa nggawe utawa nguatake nada smoky. |
| Citrine | Quartz kuning nganti oranye | Pusat warna alami utawa ametis utawa quartz smoky sing diowahi panas | Citrine alami cukup langka; akeh bahan komersial sing mirip citrine wis diolah panas. |
| Rose quartz | Pink alus, biasane tembus cahya lan masif | Inklusi serat mikroskopis lan efek pusat warna, gumantung saka bahan | Sawetara rose quartz nuduhake asterisme nalika dipotong kanthi bener; rose quartz kristalin sing langka iku gaya kedadeyan sing beda. |
| Prasiolit | Kuarsa ijo | Langka alami; asring diprodhuksi kanthi perawatan panas utawa iradiasi plus pemanasan bahan sing cocog | Deskripsi sing akurat kudu mbedakake saka kedadeyan alami lan kuarsa ijo sing asalé saka perawatan nalika wis dikenal. |
| Ametrine | Zona ungu lan kuning ing siji kristal | Oksidasi lan sejarah termal sing beda ing zona-zona | Paling misuwur gegandhengan karo bahan Bolivia; zoning lan kontras werna dadi pusat kualitas visual. |
| Kuarsa sing kalebu | Kuarsa bening utawa tembus pandang sing ngemot mineral tamu sing katon, phantoms, cairan, utawa lapisan | Kuarsa ngembang utawa nyekel rutile, tourmaline, chlorite, hematite, lempung, inklusi cair, utawa bahan liyane | Inklusi bisa nggawe interior pemandangan, mata kucing, lintang, pelangi, utawa garis phantoms. |
Kebiasaan Kristal, Twinning, lan Tekstur
Kuarsa biasane mbentuk prisma enem sisi kanthi terminasi rhombohedral, nanging lingkungan pertumbuhane ngasilake macem-macem kebiasaan: dobel terminasi, scepters, wujud elestial, gwindels, kembar Japan-law, phantoms, druse, lan bahan urat masif.
Wujud kuarsa klasik
Kristal sing wujud apik nuduhake prisma heksagonal, terminasi rhombohedral, lan garis horisontal asring ana ing pasuryan prisma.
Pertumbuhan menyang ruang terbuka
Kristal sing tuwuh bebas tanpa ikatan kuat bisa nduwèni terminasi ing loro ujung. "Herkimer diamond" iku jeneng dagang kanggo kuarsa dobel-terminasi sing cetha banget saka Herkimer County, New York, lan gaya sing padha saka panggonan liya.
Simetri karo akibat
Twinning Dauphiné, Brazil, lan Japan-law bisa mengaruhi prilaku optik, tandha pertumbuhan, lan wujud kristal. Sawetara kembar alus; liyane nggawe geometri dramatis.
Pertumbuhan bertahap
Scepters mbentuk nalika kuarsa sing luwih anyar ngembang ing kristal sing luwih lawas. Phantoms njaga pasuryan kristal lawas ing njero pertumbuhan sing luwih anyar minangka garis bayangan internal.
Wujud alpine sing diputer
Gwindels iku wujud kuarsa tabular sing diputer sing gegandhengan karo retakan tipe alpine. Iki dihargai amarga geometri lan bukti kondisi pertumbuhan sing ora biasa.
Saka kilau nganti struktur
Kuarsa drusy mbentuk karpet kristal cilik ing tembok rongga. Kuarsa masif ora nduwèni terminasi individu sing katon nanging bisa mbentuk urat, blok, lan bahan lapidari sing awet.
Identifikasi lan Sing Mirip
Kuarsa asring bisa dikenali liwat bukti gabungan saka kekerasan, ora ana belahan, kebiasaan kristal, indeks bias, bobot jenis, lan patahan. Werna waé ora cukup, utamané kanggo bahan kuning, coklat, tanpa werna, utawa sing wis diolah.
| Pitakon | Kuarsa | Masalah Mirip Umum |
|---|---|---|
| Apa iki topaz? | Kuarsa nduwèni kekerasan Mohs 7, SG watara 2.65, ora nduwèni belahan sejati, lan RI watara 1.544–1.553. | Topaz luwih atos, luwih padhet, orthorhombic, lan nduwèni belahan basal sing sampurna. Istilah kaya "topaz asap" bisa mbingungake nalika bahan kasebut kuarsa. |
| Apa iki kaca? | Kuarsa luwih keras tinimbang umume kaca lan bisa nuduhake fitur pertumbuhan alami, inklusi mineral, retakan sing wis mari, lan pecahan konkoidal. | Kaca bisa ngemot gelembung bunder, garis aliran, permukaan cetakan, utawa kekerasan luwih murah; ora nduweni struktur kristal kuarsa. |
| Apa iki fluorit? | Kuarsa luwih keras lan ora nduweni belahan. | Fluorit luwih alus, nduweni belahan oktahedral sing sampurna, lan asring nuduhake fluoresensi sing luwih kuat. |
| Apa iki kalsit? | Kuarsa keras, ora mbuih ing asam encer adhem, lan ora nduweni belahan rhombohedral. | Kalsit luwih alus, nduweni belahan rhombohedral sing kuwat, lan bereaksi karo asam. |
| Apa warnane alami? | Sawetara warna kuarsa iku alami; liyane bisa dipanasake, diiradiasi, diwarnai, dilapisi, utawa sintetis. | Riwayat perawatan ora mesthi bisa ditemtokake mung saka tampilan. Kuarsa kaya sitrin sing wis dipanasake, kuarsa asap sing diiradiasi, agate sing diwarnai, lan kuarsa lapisan aura kudu diterangake kanthi akurat yen wis dingerteni. |
Identifikasi sing dipercaya iku kumulatif: kekerasan, pecahan, kebiasaan kristal, kerapatan, indeks bias, inklusi, zoning, lan informasi perawatan bebarengan nggawe kesimpulan sing luwih kuwat tinimbang siji ciri sing katon.
Ndeleng lan Njupuk Foto Kuarsa
Kuarsa ganti karakter ing cahya sing beda. Bahan cetha luwih apik nganggo cahya mburi; amethyst lan sitrin butuh cahya netral kanggo warna sing akurat; kuarsa asap entuk manfaat saka cahya pinggir; kuarsa kalebu bisa butuh cahya sisih supaya struktur internal bisa diwaca.
| Metode Penerangan | Nuduhake | Paling Apik Kanggo |
|---|---|---|
| Cahya netral awan utawa LED seimbang | Warna awak sing akurat, saturasi, lan reflektivitas permukaan. | Amethyst, sitrin, kuarsa asap, kuarsa mawar, lan penilaian warna umum. |
| Cahya mburi | Kejelasan, hantu, retakan internal, gelembung, zoning asap, inti cetha, lan struktur kalebu. | Kristal watu, kuarsa asap, kuarsa kalebu, lan spesimen peteng. |
| Cahya miring | Tandha poles, goresan, etsa, pecahan, lubang, perbaikan permukaan, lan area kontak alami. | Inspeksi kondisi lan dokumentasi cetha. |
| Cahya titik tunggal | Mata kucing, lintang, pita obah, pantulan permukaan, lan geometri faset. | Kuarsa mawar lintang, kaboson kuarsa rutilasi, lan kuarsa kalebu sing wis dipoles. |
| Cahya polarize | Tegangan, twinning, aktivitas optik, warna gangguan, lan pemadaman undulasi. | Tes gemologi, pangajaran, lan karya irisan tipis. |
Perawatan, Tampilan, lan Panganggone
Kuarsa kuwat, nanging bentuk alus mbutuhake perawatan sing ati-ati. Titik, druse, pinggiran geode tipis, watu kalebu, potongan lapisan, spesimen sing wis didandani, lan spesimen matriks kudu dirawat luwih alus tinimbang kuarsa padhet sing wis digosok.
- Pembersihan: umume kuarsa padhet sing durung diolah bisa dibersihake nganggo banyu anget, sabun alus, lan kain alus utawa sikat, banjur dikeringake kanthi tuntas.
- Bentuk alus: aja nganggo pembersihan ultrasonik lan uap kanggo klaster, druse, kuarsa pecah, kuarsa kalebu, kuarsa lapisan aura, spesimen matriks, lan bahan sing wis didandani.
- Cahya lan panas: quartz bening umume stabil, nanging amethyst, quartz asap, quartz jambon, citrine sing diolah, agate sing diwarnani, lan quartz sing dilapisi bisa owah nalika kena cahya utawa panas sing intens lan suwé.
- Gegeran: lindhungi ujung, scepter, langkah gwindel, pinggiran geode, lan permukaan sing dipoles saka benturan.
- Bahan kimia: aja nganggo pembersih lan abrasif sing kasar. Asam hidrofluorida bisa nglarutaké silika lan ora cocog kanggo perawatan biasa.
- Panyimpenan: pisahaké potongan lan klaster sing wis dipoles supaya ujung quartz sing landhep ora ngrusak utawa nyokel watu sing jejere.
Pitakonan sing asring ditakoni
Apa quartz tansah tanpa werna?
Ora. Rock crystal iku quartz tanpa werna, nanging quartz uga bisa ungu, kuning, coklat, jambon, ijo, putih, asap, bicolor, bergaris, utawa kalebu inklusi. Werna gumantung marang kimia jejak, cacat, inklusi, radiasi, pemanasan, lan riwayat perlakuan.
Apa tegesé “alpha quartz”?
Alpha quartz iku wujud quartz suhu rendah sing stabil ing kahanan permukaan biasa. Ing watara 573 °C kanthi tekanan biasa, quartz iki malih dadi beta quartz, wujud suhu dhuwur. Nalika adhem, beta quartz bali dadi alpha quartz.
Apa quartz nduwèni belahan?
Quartz ora nduwèni belahan sejati. Quartz pecah kanthi pecahan konkoidal nganti ora rata, nggawe permukaan pecahan kaya kaca sing melengkung tinimbang pesawat belahan sing rata.
Napa quartz digunakaké ing jam tangan?
Quartz iku piezoelektrik. Nalika dipotong kanthi bener lan distimulasi listrik, quartz geter kanthi frekuensi stabil, dadi migunani kanggo kontrol frekuensi lan pangukuran wektu.
Apa “Herkimer diamond” iku intan?
Ora. “Herkimer diamond” iku jeneng dagang kanggo kristal quartz bening sing alami lan duwé ujung dobel sing gegandhèngan karo Herkimer County, New York, lan quartz sing padha saka sumber liya. Iku quartz, dudu intan.
Napa quartz bisa nuduhaké aktivitas optik?
Alpha quartz iku chiral, tegese strukturné bisa tangan kiwa utawa tangan tengen. Tangan iki ngidini quartz muteraké pesawat cahya polarisasi sing liwat.
Apa quartz bisa diolah?
Ya. Quartz bisa dipanasaké, diradiasi, diwarnani, dilapisi, distabilaké, diisi, utawa ditandur sacara sintetis. Proses-proses iki bisa ngasilaké bahan sing atraktif, nanging kudu diterangaké kanthi akurat nalika wis dingertèni.