Физические и оптические испытания кристаллов
Linas JuozėnasПоделиться
Подлинность кристалла: физические и оптические тесты
Визуальный осмотр выявляет признаки; геммологическое тестирование проверяет, ведёт ли себя объект так, как должен вести себя предполагаемый материал. Показатель преломления, оптический характер, плеохроизм, относительная плотность, спектр поглощения, реакция на ультрафиолет, твёрдость, спайность, магнетизм и электропроводность проверяют разные взаимодействия со светом, массой, силой, теплом или полем. Ни один отдельный результат не является универсальным вердиктом. Цель состоит в том, чтобы идентифицировать основной материал, выявить противоречия и определить, какие вопросы о происхождении, обработке, месторождении или конструкции всё ещё требуют микроскопии или лабораторного анализа.
Краткие принципы
Геммологическое свойство полезно только тогда, когда зафиксированы прибор, состояние образца, ориентация и неопределённость. Таблицы дают диапазоны для сравнения, а не магические числа. Природная изменчивость, твёрдый раствор, обработка, включения, пористость, температура и методика измерения могут сместить результат.
Что могут и чего не могут установить физические и оптические тесты
Прямые свидетельства материала
Согласующиеся показатель преломления, удельный вес, оптическая реакция, спектр и микроскопическая структура могут с высокой уверенностью идентифицировать минеральный вид, стекло, органический материал, агрегат или изготовленный имитатор.
Свидетельства конструкции
Неожиданные границы, смешанные оптические реакции, несоответствующая плотность, подложка, покрытия или отдельная флуоресценция могут выявить дублеты, триплеты, заполненные трещины, реконструированный материал и составные объекты.
Свидетельства обработки
Некоторые виды обработки изменяют реакцию в УФ-диапазоне, спектр, поверхностный показатель преломления, вид включений, электропроводность или распределение флуоресценции. Другие оставляют основные свойства почти неизменными.
Свидетельства происхождения
Обычные свойства редко позволяют отличить природные аналоги от синтетических, поскольку у тех и других один и тот же вид. Могут потребоваться особенности роста, следовые химические элементы, спектроскопия и лабораторные эталонные данные.
Данные о месторождении
Базовые значения свойств обычно позволяют идентифицировать основной материал, но не месторождение или страну. Географическое происхождение устанавливается сравнительным лабораторным заключением, подтверждённым включениями, химическим составом, спектрами и данными о происхождении образца.
Обоснованный следующий шаг
Набор свойств должен показывать, какие вопросы уже решены и какое испытание добавит новую информацию. Повторение слабого теста не заменяет выбора более различающего метода.
Поэтапная последовательность геммологических исследований
Наиболее эффективный рабочий процесс начинается с наименее инвазивных наблюдений, а каждый результат используется для выбора следующего испытания. Не каждый объект можно или следует подвергать каждому измерению.
- 1. Определите, что именно требуется установить. Разделите вопросы идентификации материала, природного или синтетического происхождения, обработки, месторождения и конструкции.
- 2. Осмотрите объект до измерений. Зафиксируйте состояние, полировку, оправу, покрытия, соединения, включения, пористость и поверхности, пригодные для контакта.
- 3. Выберите подходящий диагностический признак. Показатель преломления эффективен для отдельных огранённых камней; для других объектов исследование может начинаться с поляризации, спектра или микроскопии.
- 4. Установите оптические свойства. При необходимости используйте двулучепреломление, реакцию в полярископе, оптическую фигуру, плеохроизм и раздвоение изображения.
- 5. Измерьте плотность, если это безопасно. Гидростатическое определение относительной плотности может различить внешне похожие материалы, но уязвимые объекты не следует подвергать воздействию воды.
- 6. Добавьте выборочные данные оптических методов. Зафиксируйте спектр поглощения, флуоресценцию в длинноволновом и коротковолновом диапазонах, фосфоресценцию и оптические явления, наблюдаемые при перемещении.
- 7. Оцените физические свойства без повреждений. Используйте имеющиеся плоскости спайности, излом, блеск, сведения о твёрдости, магнитные свойства, электропроводность и тепловое поведение вместо разрушающих испытаний.
- 8. Остановитесь или передайте задачу специалистам.Если идентификация надёжна, укажите оставшиеся ограничения. Для тонкой обработки, определения происхождения, анализа следовых примесей или различения природного и синтетического материала обратитесь в квалифицированную лабораторию.
Подготовьте образец и рабочее место
Качество измерений закладывается ещё до снятия показаний прибором. Грязь, масло, скол на контактной поверхности, пузырьки воздуха, нестабильное освещение, некалиброванная шкала или скрытый композит могут сделать внешне точные числа вводящими в заблуждение.
Очищенный документированный образец
Сначала сфотографируйте нетронутый объект. Удаляйте только безопасные поверхностные загрязнения, затем полностью высушите объект. Зафиксируйте ремонты, заполнения, покрытия, матрицу, основу, нить, клей и металл.
Нейтральное освещение
Используйте контролируемый белый свет для оценки цвета и наблюдения за показаниями прибора. Смешанный комнатный свет, цветные стены и автоматическая обработка камерой искажают сравнение.
Откалиброванные приборы
Проверьте рефрактометр по известному эталону, убедитесь в нулевой отметке шкалы и повторяемости, осмотрите поляризаторы и подтвердите правильность весов с помощью эталонной гири.
Подходящая контактная поверхность
Для рефрактометра нужна плоская полированная область, которую можно безопасно прижать к призме. Изогнутые кабошоны, необработанные кристаллы, покрытия и закрепленные камни могут давать только точечное или вообще никакое показание.
Контролируемое обращение
Используйте чистую ткань, подходящий для объекта пинцет, лоток с мягкой подкладкой и емкость для воды без сливного отверстия. Отпечатки пальцев и упавшие камни - предотвратимые источники ошибок и повреждений.
Письменный лист данных
Записывайте исходные значения до интерпретации. Указывайте ориентацию, повторные показания, предел прибора, погрешность и любую причину, по которой измерение может быть ненадежным.
Показатель преломления: основа обычной идентификации драгоценных камней
Показатель преломления, сокращенно RI, описывает, насколько сильно свет замедляется и меняет направление в материале. Ювелирный рефрактометр не отслеживает видимый преломленный луч внутри камня; он считывает границу критического угла, возникающую вследствие полного внутреннего отражения на призме прибора.
Камень, жидкость и призма
Небольшое количество контактной жидкости с высоким показателем преломления оптически соединяет плоскую полированную поверхность с призмой рефрактометра. Край тени считывают по шкале прибора при монохроматическом освещении.
Считывание одного или двух показателей
Однопреломляющие материалы обычно дают один край тени. Двупреломляющие кристаллы дают два показателя при благоприятной ориентации. Вращение показывает, перемещается ли один или оба показания.
| Наблюдаемое поведение рефрактометра | Возможная интерпретация | Проверки перед выводом |
|---|---|---|
| Один четкий неподвижный край при вращении | Однопреломляющий материал или один из показателей двупреломляющего камня, наблюдаемый при ограниченной ориентации. | Наклоните и поворачивайте; подтвердите результат с помощью полярископа, оптической фигуры и ожидаемого диапазона для материала. |
| Два края: один неподвижный, другой движущийся | Типичное поведение одноосного материала, когда доступны оба показателя - обыкновенный и необыкновенный. | Запишите максимальное и минимальное показания и вычислите двулучепреломление. |
| Два края, оба изменяющиеся при изменении ориентации | Типичное двуосное поведение на разных полированных гранях. | Определите главные значения, оптический характер и соответствующую кристаллическую систему. |
| Широкая размытая полоса или пятно | Агрегат, кабошон, изогнутая поверхность, плохой контакт, износ поверхности или несколько ориентаций зёрен. | Очистите контактную область, используйте точечную технику и увеличьте неопределённость. |
| Нет края ниже предела шкалы | Возможный камень с высоким ПП, недостаточный контакт, неподходящая поверхность, неправильное освещение или неисправность прибора. | Проверьте известный стандарт, контакт, ориентацию поверхности, блеск, удельный вес и другие тесты для высокого ПП. |
| Разные показания на разных поверхностях, превышающие ожидаемое двулучепреломление | Составная конструкция, покрытие, смешанный агрегат, поверхностная плёнка или плохой контакт. | Осматривайте края и соединения под увеличением и повторяйте измерения на чистых участках. |
На узких экранах прокручивайте таблицу по горизонтали.
Диапазон прибора
Многие стандартные геммологические рефрактометры не могут измерять значения выше примерно 1.81. Для алмаза, кубического циркония, муассанита и циркона с высоким ПП требуются другие методы.
Доступ к поверхности
Плоская, полированная поверхность без покрытия обеспечивает лучший контакт. Кривизна грани, сколы, корка, воск, покрытие или шероховатость могут расширить или сместить край.
Ограничения контактной жидкости
Жидкость может проникать в поры, трещины, клеевые швы, органический материал, покрытия или составные камни. Используйте минимально необходимое количество и избегайте неподходящих объектов.
Температура и калибровка
На точность влияют прибор, призма, контактная жидкость и температура образца. Проверьте эталонный стандарт и записывайте показания, не полагаясь на память.
Диапазоны состава
Драгоценные камни твёрдых растворов, такие как гранат, турмалин, берилл и циркон, могут охватывать значительные диапазоны ПП. Значение следует сопоставлять с химическим составом и другими свойствами.
Идентичность, а не происхождение
Природные кристаллы и кристаллы, выращенные в лаборатории, одного и того же вида обычно имеют одинаковый диапазон ПП. Происхождение требует данных о росте и составе.
Двулучепреломление, двойное лучепреломление, раздвоение и дисперсия
Эти термины описывают разные оптические эффекты. Двулучепреломление - числовое свойство анизотропных материалов. Двойное лучепреломление - разделение света на два луча. Раздвоение - видимое дублирование рёбер задних граней или включений. Дисперсия - разделение белого света на спектральные цвета.
Может давать два близко расположенных края на рефрактометре и слабое видимое раздвоение. Кварц и берилл - знакомые примеры.
Часто помогает при идентификации и может создавать заметное раздвоение на подходящих срезах. Корунд и топаз находятся в нижнем или умеренном диапазоне.
Перидот, циркон и особенно кальцит могут заметно дублировать задние грани, включения или напечатанные линии.
Вдоль оптической оси камень с двойным преломлением может вести себя как камень с одинарным преломлением. Перед выводом вращайте и наклоняйте его.
Неглубокий камень или неблагоприятная ориентация грани могут скрыть удвоение даже при высоком двупреломлении.
Алмаз и кубический цирконий демонстрируют сильную спектральную игру света, несмотря на одинарное преломление; двупреломление не измеряет дисперсию.
| Оптическое наблюдение | Что подтверждает этот признак | Что может имитировать этот признак или скрыть его |
|---|---|---|
| Две теневые границы на рефрактометре | Анизотропное поведение и измеримое двупреломление. | Плохой контакт, несколько зёрен, покрытие или нечёткое показание пятна. |
| Видимое удвоение граней павильона | Умеренное или сильное двупреломление при благоприятной ориентации. | Отражения, повреждение граней, составное соединение или наблюдение вдоль оптической оси. |
| Сильные радужные вспышки | Потенциально высокая дисперсия в сочетании с подходящей огранкой. | Покрытие, дифракция, поверхностная плёнка, иризация или артефакты камеры. |
| Видимого удвоения нет | Может иметь одинарное преломление или слабое двупреломление. | Небольшой размер, малая глубина огранки, плохая фокусировка, низкое двупреломление или наблюдение по оптической оси. |
Полярископ, оптический характер и оптический знак
В полярископе камень помещается между двумя скрещёнными поляризационными фильтрами. При вращении объекта его поведение по отношению к свету и темноте показывает, является ли он изотропным, анизотропным, агрегатным или напряжённым. Коноскоп может дополнительно показать интерференционную фигуру вблизи оптической оси.
Реакция между скрещёнными поляризаторами
Вращайте камень на 360 градусов, меняя его ориентацию. Наблюдайте, остаётся ли он тёмным, чередует ли светлые и тёмные участки четыре раза, в целом остаётся ярким или показывает движущиеся полосы напряжения.
Интерференционные фигуры
Центрированная одноосная фигура часто имеет вид креста и концентрических цветных колец; двуосная фигура при вращении камня разделяется на изогнутые изогиры. Неполные или смещённые фигуры встречаются часто.
| Поведение в полярископе | Вероятная категория | Важное предупреждение |
|---|---|---|
| Остаётся тёмным при полном вращении | Кубический кристалл с одинарным преломлением или аморфный материал. | Камень с двойным преломлением, выровненный по оптической оси, также может оставаться тёмным; наклоните его и повторите проверку. |
| Чередует светлые и тёмные участки четыре раза | Двупреломляющий монокристалл. | Очень тёмные камни, камни с включениями или плохо прозрачные камни могут быть трудны для наблюдения. |
| Остаётся светлым или становится пятнистым | Агрегат из множества зёрен или волокон с разной ориентацией. | Сильные напряжения в стекле или кубических кристаллах могут создавать сходную широкую реакцию. |
| Волнистое, перекрёстно-штриховое или мозаичное свечение | Аномальное двойное лучепреломление, вызванное напряжением. | Стиль картины помогает, но сам по себе не позволяет идентифицировать стекло, гранат или шпинель. |
| Отчётливая интерференционная фигура | Одноосный или двуосный оптический характер вблизи оптической оси. | Качество фигуры зависит от ориентации, прозрачности, размера и техники наблюдателя. |
Связь с симметрией кристалла
Кубические кристаллы изотропны. Тригональные, тетрагональные и гексагональные кристаллы одноосны; ромбические, моноклинные и триклинные кристаллы двуосны.
Исключение для агрегатов
Горная порода или волокнистый агрегат содержит множество кристаллов с разной ориентацией и может оставаться светлым или демонстрировать мозаичную картину вместо одной чёткой оптической фигуры.
Осторожность при наблюдении вдоль оптической оси
Камень с двойным лучепреломлением может казаться тёмным при наблюдении вдоль оптической оси. Проверьте несколько ориентаций, прежде чем считать его одноосно преломляющим.
Признаки напряжения
В стекле обычно наблюдаются волнистые напряжения, тогда как некоторые гранаты и шпинели демонстрируют характерные аномальные картины. Сопоставляйте результат с показателем преломления, спектром и данными микроскопии.
Оптический знак
Положительный или отрицательный знак описывает относительные главные показатели преломления. Для его определения требуется наблюдение контролируемой интерференционной фигуры, и его не следует угадывать по цвету.
Ограничения при установленном камне
Металл может блокировать проходящий свет или препятствовать правильной ориентации. Камень может оставаться лишь предварительно классифицированным до безопасного снятия с оправы.
Плеохроизм и дихроскоп
Плеохроизм возникает, когда окрашенный анизотропный кристалл поглощает разные длины волн вдоль разных направлений колебаний. Дихроскоп разделяет два поляризованных компонента, чтобы их можно было сравнивать рядом друг с другом при вращении камня.
Возможны два основных плеохроичных цвета. Турмалин, корунд и берилл часто демонстрируют полезный направленный цвет.
Возможны три основных цвета. Танзанит и иолит могут демонстрировать особенно заметный направленный контраст.
Стекло, шпинель, гранат, алмаз и кубический цирконий не могут проявлять кристаллографический плеохроизм, хотя зональность и отражения могут имитировать изменение цвета.
У бледных камней контраст может быть слабым. Для тёмных камней может потребоваться тонкое направление просмотра или яркий проходящий свет.
Огранщики ориентируют турмалин, танзанит, иолит, кунцит и другие камни, чтобы подчеркнуть, смешать или подавить выбранные плеохроичные цвета.
Плеохроизм сужает круг возможностей, но сам по себе не определяет природное происхождение или наличие обработки.
| Наблюдение | Интерпретация | Возможная путаница |
|---|---|---|
| Два явно разных цвета в дихроскопе | Окрашенный анизотропный монокристалл с видимым плеохроизмом. | Взгляд через две зоны разного цвета или композит с подложкой. |
| Одинаковый цвет в обоих окнах | Изотропный материал, слабый плеохроизм или неблагоприятная ориентация. | Бледный цвет, маленький камень, смешанное освещение или вид вдоль оптической оси. |
| Одно окно тёмное, другое светлее | Сильное избирательное поглощение в одном направлении колебаний. | Неравномерное освещение, погасание или частично закрытый камнем в оправе обзор. |
| Цвет изменяется только при перемещении источника света | Возможно, это отражение, покрытие, подложка или оптическое явление, а не плеохроизм окраски. | Металлическая оправа, радужная плёнка, лабрадоресценция или баланс белого камеры. |
Удельный вес и гидростатическое взвешивание
Удельный вес, сокращённо SG, выражает плотность относительно воды. Он особенно полезен, когда внешне похожие камни имеют одинаковые цвет и блеск, но существенно различаются по составу. Результат надёжен лишь настолько, насколько надёжны образец, весы, подвес и контроль пузырьков.
Убедитесь, что воздействие воды допустимо
Не погружайте пористые, растворимые, рыхлые, нанизанные, склеенные, заполненные, с подложкой, полые, восстановленные, антикварные или нестабильные объекты.
Взвесьте сухой объект в воздухе
Используйте откалиброванные весы с достаточным разрешением. Запишите исходный вес и дождитесь стабилизации показания.
Полностью погрузите объект в воду на подвесе
Держите объект под поверхностью, не касаясь сосуда. Используйте максимально лёгкую проволоку или корзинку и учтите их вклад.
Удалите все видимые пузырьки воздуха
Слегка постучите по подвесу или осторожно проведите по нему щёткой. Пузырьки, застрявшие в просверленных отверстиях, углублениях, полостях, неровной матрице или под корзинкой, дают ложно низкие результаты.
Запишите вес в погружённом состоянии
Стабилизируйте подвес вдали от стенок сосуда и движущейся воды. Повторите измерение после изменения положения.
Рассчитайте и сравните диапазон
Используйте формулу, учитывайте точность измерения и сравнивайте результат с диапазонами для материалов, а не с одним точным табличным значением.
Пузырьки воздуха
Увеличивают плавучесть и обычно делают рассчитанный удельный вес слишком низким. Особенно уязвимы полости, просверленные отверстия, неровные поверхности и пористые агрегаты.
Пористость и поглощение
Вода, проникающая в поры, изменяет кажущийся объём и может повредить объект или временно сделать его темнее. Показание может меняться во время измерения.
Матрица и композитные материалы
Кристалл в матрице, дублет, материал с заполнением смолой или камень в металлической оправе показывают плотность всего объекта, а не только видимой части самоцвета.
Разрешение шкалы
Для небольших камней нужны более точные весы, поскольку разница между весом в воздухе и под водой мала. Визуально стабильная последняя цифра всё же может превышать значимую точность.
Температура и жидкость
Плотность воды и поверхностное натяжение меняются в зависимости от температуры и загрязнения. В обычной работе следует использовать чистую воду при контролируемой комнатной температуре.
Повторные измерения
Совпадение результатов после изменения положения ценнее одного значения, выглядящего точным. Записывайте диапазон значений и состояние объекта.
Спектр поглощения в видимой области и ручной спектроскоп
Спектроскоп разделяет свет, прошедший через камень или отражённый от него, на составляющие длины волн. Тёмные линии, узкие полосы, широкие области поглощения и границы поглощения показывают, какие части видимого света материал удаляет до того, как оставшиеся длины волн достигают глаза.
Признаки, связанные с хромом, подтверждают рубин, изумруд, александрит, хромовый турмалин и другие материалы, если свойства материала-основы этому соответствуют.
Кобальт может окрашивать стекло, синтетическую шпинель, природную шпинель и другие материалы. Спектр легче указывает на краситель, чем на природное происхождение.
Железо создаёт разнообразные спектры у перидота, аквамарина, сапфира, турмалина, граната и многих других камней.
Поглощение, связанное с марганцем, может указывать на родохрозит, спессартин, морганит, кунцит или стекло в зависимости от материала-основы.
Характерные спектры с множеством линий могут встречаться у циркона, апатита, флюорита, синтетических материалов и некоторых видов стекла.
Бледный цвет, малая длина пути, слабое поглощение, непрозрачность или перекрывающиеся широкие полосы могут сделать спектр, наблюдаемый ручным спектроскопом, неубедительным.
| Фактор методики | Почему это важно | Улучшение |
|---|---|---|
| Ход световых лучей | Поглощение усиливается по мере прохождения света через больший объём материала. | Наблюдайте через самое длинное прозрачное направление, не делая поле слишком тёмным. |
| Ориентация | Плеохроичные камни могут показывать разные спектры в разных направлениях. | Поворачивайте камень и фиксируйте, в каком направлении проявляется каждый признак. |
| Источник света | Источник с неравномерным спектром может имитировать отсутствующие длины волн. | Используйте подходящий непрерывный спектр и сравнивайте с ним камень, убрав его из прибора. |
| Щель и фокусировка | Широкая щель размывает линии; узкая щель может чрезмерно снизить яркость. | Настройте прибор для оптимального баланса между разрешением и интенсивностью. |
| Флуоресценция | Сильное излучение может добавить яркие линии или скрыть полосы поглощения. | Измените направление света или используйте фильтры и сравните с реакцией на УФ-излучение. |
| Непрозрачный материал | Пропускание света может быть невозможным. | При необходимости используйте спектры отражённого света или расширенную спектроскопию. |
Ультрафиолетовая флуоресценция и фосфоресценция
Геммологическое исследование в УФ-излучении сравнивает видимое излучение при стандартизированном возбуждении длинноволновым и коротковолновым излучением. Наблюдение включает цвет, интенсивность, распределение, время реакции и любое послесвечение - не просто наличие свечения у камня.
Сравнивайте длины волн
Длинноволновые и коротковолновые лампы возбуждают разные электронные процессы. Заполнитель, покрытие, сектор роста синтетического материала или дефект, связанный с нагревом, могут сильнее контрастировать при одной длине волны.
Распределение и послесвечение
Флуоресценция, сосредоточенная в выходящих на поверхность трещинах, может указывать на заполнитель. Фосфоресценцию фиксируют сразу после выключения лампы, отмечая её продолжительность и цвет.
Химия активаторов и гасителей
Примесные элементы и дефекты могут вызывать или подавлять люминесценцию. Два камня одного вида могут реагировать по-разному из-за различий в их химическом составе.
Различия, обусловленные обработкой
Термообработка, облучение, заполнение трещин, отбеливание, полимерная пропитка и покрытие могут изменить реакцию или вызвать флуоресценцию в определённых областях.
Перекрытие природных и синтетических материалов
Оба могут флуоресцировать сильно, слабо или не флуоресцировать вовсе. Рисунок секторов роста и расширенные спектры позволяют сделать более точные различия, чем одно лишь свечение.
Условия наблюдения
Используйте тёмный смотровой шкаф, чистый образец, фиксированное расстояние, контролируемую адаптацию зрения и стандартную описательную шкалу.
Безопасность при работе с прибором
Коротковолновое УФ-излучение может повредить глаза и кожу. Используйте закрытую лампу, защитное оборудование и никогда не смотрите прямо на открытый источник.
Влияние оправы
Клей, фольга, эмаль, покрытие, оксиды металлов и остатки чистящих средств могут флуоресцировать сильнее, чем драгоценный камень.
Твёрдость, вязкость, спайность, излом и устойчивость
Долговечность не выражается одним числом. Твёрдость описывает устойчивость к царапанию, вязкость - сопротивление разрушению, а стабильность - сопротивление изменениям под воздействием окружающей среды. Спайность и излом описывают, как материал разрушается, а вязкость - его реакцию на сгибание, резку или сжатие.
| Свойство | Что описывает | Диагностическая ценность | Меры предосторожности при испытаниях |
|---|---|---|---|
| Твёрдость по Моосу | Относительная устойчивость к царапанию другим материалом. | Позволяет различать материалы, сильно отличающиеся друг от друга, и прогнозировать износ поверхности. | Шкала нелинейна; испытание повреждает поверхность и не позволяет отличить природные аналоги от синтетических. |
| Вязкость | Сопротивление скалыванию, растрескиванию и разрушению при ударе. | Помогает объяснить, почему жад может быть более вязким, чем более твёрдые, но более хрупкие драгоценные камни. | Не проводите испытание ударами, сгибанием или падением предмета. |
| Спайность | Предпочтительные плоскости атомной слабости, вдоль которых кристалл может расколоться. | Имеющиеся поверхности спайности помогают подтвердить топаз, флюорит, кальцит, полевой шпат, алмаз и другие минералы. | Создание спайности разрушительно; используйте естественные изломы и микроскопию. |
| Излом | Разрушение, не контролируемое спайностью, например раковистый, неровный, занозистый или рваный излом. | Раковистые изломы стекла и кварца, волокнистое расщепление и зернистые изломы агрегатов дают дополнительный контекст. | Полировка, выветривание, смола и предыдущие повреждения могут скрыть исходную поверхность. |
| Вязкость | Хрупкое, ковкое, делимое, гибкое, упругое или волокнистое механическое поведение. | Полезно для металлов, слюды, гипса, жада, органических материалов и волокнистых агрегатов. | Прямое сгибание или резка неприемлемы для готовых изделий. |
| Стабильность | Устойчивость к нагреву, свету, химическим веществам, влажности и радиации. | Помогает определить требования к уходу и может выявить чувствительность к обработке или наличие реактивных компонентов. | Не подвергайте образец намеренно разрушающим воздействиям в качестве теста для идентификации. |
Твёрдые, но со спайностью
Алмаз, топаз и корунд обладают высокой устойчивостью к царапанию, однако спайность, включения или хрупкость всё же могут привести к сколам.
Мягкие, но достаточно прочные для использования
Нефрит и жадеит приобретают исключительную вязкость благодаря взаимно переплетающимся структурам, несмотря на меньшую твёрдость по сравнению с корундом или алмазом.
Отсутствие спайности не означает неразрушимость
Кварц не обладает спайностью, но может раскалываться по раковистому излому, особенно в тонких местах, открытых трещинах и у острых соединений граней.
Прочность агрегатов различается
Плотный халцедон, пористая бирюза, рыхлый образец матрицы и композит на основе смолы могут иметь одинаковый цвет, но совершенно по-разному реагировать на давление.
Обработка меняет правила ухода
Заполнение трещин, масло, воск, смола, покрытие, подложка и клей могут быть менее стабильными, чем само украшение.
Наблюдайте, не провоцируйте
Используйте уже имеющиеся следы износа, полировку, царапины, спайность, трещины и повреждения. Диагностическая отметина, которую вы создадите, также означает необратимую утрату.
Дополнительные свойства и специализированные ручные инструменты
Эти методы могут быть решающими для отдельных задач, но их не следует считать универсальными пробными камнями. Их ценность зависит от узко определённого сравнения и контролируемых условий.
Магнетизм
Калиброванное магнитное притяжение может указывать на железо, марганец, никель, кобальт, включения или металлические компоненты. Наиболее полезно проводить сравнительно, используя известные эталонные образцы.
Тепловая и электрическая проводимость
Специализированные тестеры отличают алмаз от многих имитаций. Муассанит усложняет тестирование только по теплопроводности, поэтому используют комбинированную проверку электрической реакции или специализированный скрининг.
Иммерсия
Жидкость с показателем преломления, близким к показателю камня, уменьшает поверхностные отражения и выявляет зональность, криволинейные признаки роста, глубину диффузии, заполнение и композитные слои.
Цветовые фильтры
Фильтры Chelsea и другие фильтры изменяют соотношение проходящих длин волн. Реакция может помочь при некоторых различиях, но области перекрытия широки, поэтому этот метод никогда не следует использовать отдельно.
Агрегаты, породы, непрозрачные самоцветы, органические материалы и стекло
Многие материалы, продаваемые как кристаллы, не являются прозрачными монокристаллами. Халцедон, жад, лазурит, бирюза, опал, жемчуг, янтарь, обсидиан, ископаемый материал и смешанные породы требуют методов определения свойств, адаптированных к агрегатной структуре, пористости, органической химии или аморфному поведению.
Микрокристаллические агрегаты
Халцедон и агат часто дают точечный показатель преломления, близкий к кварцевой группе, более низкий средний удельный вес, чем макрокристаллический кварц, и агрегатную реакцию в полярископе.
Сцепленные породы
Жадеитовый жад, нефрит, лазурит и другие породы состоят из зёрен, волокон или нескольких минералов. Точечные измерения показателя преломления и удельного веса описывают усреднённый материал, а не одну чётко определённую оптическую ориентацию.
Пористые поделочные камни
Бирюза, магнезит, хаулит, хризоколла и реконструированные материалы могут впитывать жидкости, красители, масло и полимер. Избегайте контактных испытаний и погружения, которые могут изменить объект.
Опал и аморфный кремнезём
Опал не имеет дальнего порядка в расположении атомов и обычно проявляет изотропные свойства или ведёт себя как агрегат. Содержание воды, пористость, матрица и составная конструкция влияют на удельный вес и показатель преломления.
Органические и биогенные самоцветы
Янтарь, жемчуг, коралл, раковины и гагат требуют более щадящих методов контакта. Структура слоёв, флуоресценция, удельный вес, микроскопия и инфракрасный анализ часто важнее твёрдости.
Природное и промышленное стекло
Стекло аморфно и обладает одним показателем преломления, но может демонстрировать напряжения. Показатель преломления и относительная плотность сильно зависят от состава, поэтому пузырьки и потёки необходимо сопоставлять с измеренными свойствами.
| Тип объекта | Наиболее полезные стандартные доказательства | Распространённое ограничение |
|---|---|---|
| Полированный кабошон | Точечный показатель преломления, определение относительной плотности при безопасности процедуры, движущиеся оптические эффекты, спектр, УФ-исследование и микроскопия. | Кривизна препятствует полным измерениям на рефрактометре; подложка может быть скрыта. |
| Бусина или нить бус | Микроскопия отверстия, сравнительный вес, точечный показатель преломления, спектр, УФ-исследование и повторяемость узора. | Нить, краситель, воск, эластичный материал и смешанные бусины мешают погружению и определению относительной плотности. |
| Непрозрачная резьба | Блеск, структура, относительная плотность при безопасности процедуры, магнитные свойства, УФ-реакция, спектр отражения и при необходимости анализ методом комбинационного рассеяния. | Проходящий свет отсутствует; полировка поверхности может скрывать зернистость и композитную структуру. |
| Необработанный кристалл | Габитус, спайность, блеск, спектр, наблюдение в полярископе через прозрачные участки, плотность и спектроскопия. | Нет отполированной контактной поверхности для определения показателя преломления; матрица или кора выветривания неоднородны. |
| Образец с матрицей | Микроскопия, минеральные ассоциации, локализованная спектроскопия, сравнение в УФ-свете и происхождение. | Относительная плотность всего объекта и магнитные свойства отражают свойства нескольких материалов. |
| Органогенный камень | Микроскопия, осторожное определение относительной плотности, УФ-исследование, изучение структуры, а также инфракрасный анализ или анализ методом комбинационного рассеяния. | Нагревание, растворитель, контактная жидкость, вода и давление могут вызвать повреждения. |
Камни в оправе, глухие оправы и ограничения при тестировании
Оправа может скрывать поверхности и границы, необходимые для работы стандартных приборов. Правильным результатом может быть предварительное определение семейства материалов и документированное ограничение, а не неподтверждённая полная идентификация.
Доступ к рефрактометру
С призмой может соприкасаться только открытая плоская грань. Металл, высокие касты, изогнутые купола и глухие касты могут помешать получить полезное показание.
Удельный вес недоступен
Измерение учитывает камень вместе с металлом, припоем, клеем и другими компонентами. Гидростатическое определение относительной плотности обычно непригодно для ювелирных изделий в оправе.
Поляризация затруднена
Глухие касты и металл уменьшают проходящий свет и могут препятствовать ориентации вблизи оптической оси.
Цвет, изменённый оправой
Фольга, отражающий металл, тёмная подложка, эмаль, коррозия и окружающие камни могут усиливать или изменять цвет при наблюдении сверху.
Помехи флуоресценции
Клей, наполнитель, фольга, эмаль, покрытие и остатки чистящих средств могут светиться сильнее, чем сам камень.
Извлечение - решение в целях сохранения
Старинная фольга, хрупкие крапановые закрепки, спайность, эмаль и историческая конструкция могут быть повреждены. Геммолог и ювелир должны оценить, необходимо ли извлечение.
Иерархия доказательств для камня в оправе
Используйте доступную информацию и обозначайте каждый вывод в соответствии с уровнем его обоснованности.
- ПрямыеНаблюдаемая поверхность, край, включения, спектр, УФ-картина и любой доступный показатель преломления.
- СравнительноЦвет, блеск, двупреломление, плеохроизм, флуоресценция и реакция по сравнению с известными камнями.
- ОграниченоУдельный вес, полная микроскопия павильона, полный осмотр рундиста, оптическая фигура и скрытые соединения.
- ПредварительноСемейство материалов, согласующееся с доступными данными, но ещё не подтверждённое полностью.
- ЛабораторияБесконтактная спектроскопия, визуализация и химический анализ могут помочь решить вопросы без демонтажа.
- СохранениеИсторическая конструкция может иметь большее значение, чем получение ещё одного результата анализа.
Справочные данные по свойствам избранных драгоценных камней
Приведённые ниже значения являются приблизительными диапазонами сравнения для распространённых ювелирных материалов. Состав, разновидность, обработка, структура, температура и метод измерения могут изменять показания. Используйте их для проверки согласованности, а не для определения материала по одному числу.
| Материал | Показатель преломления | Двупреломление / оптическая реакция | Относительная плотность | Полезные примечания для различения |
|---|---|---|---|---|
| Кварц | Около 1,544–1,553 | Двупреломление около 0,009; одноосный положительный | Около 2,65–2,66 | Двупреломление есть, но слабое; стекло может иметь сходный показатель преломления, однако оно изотропно и часто отличается по удельному весу и включениям. |
| Халцедон / агат | Показатель преломления при точечном измерении обычно около 1,53–1,54 | Реакция агрегата; микроструктура кварца | Около 2,58–2,64 | Широкое или размытое показание точечного измерения; краситель и пористость часто имеют значение. |
| Кальцит | Около 1,486–1,658 | Очень высокое двупреломление, около 0,172; одноосный отрицательный | Около 2,71 | Исключительно сильное двупреломление и совершенная спайность; значительно мягче кварца. |
| Флюорит | Около 1,434 | Однопреломляющий | Около 3,18 | Низкий показатель преломления, но относительно высокая плотность; совершенная спайность и изменчивая флуоресценция. |
| Группа берилла | Обычно около 1,57–1,60 | Низкое двупреломление, обычно около 0,005–0,009; одноосный отрицательный | Приблизительно 2,67–2,90 | Разновидность и содержание щелочных элементов смещают значения; заполнение изумруда может влиять на микроскопию, но не на показатель преломления. |
| Корунд | Около 1,762–1,770 | Двупреломление около 0,008–0,010; одноосный отрицательный | Около 4,00 | Натуральные и синтетические рубины или сапфиры имеют эти основные характеристики. |
| Шпинель | Часто около 1,718, зависит от состава | Однопреломляющий; возможно аномальное двупреломление | Около 3,58–3,63 | Отличается от корунда однопреломлением и более низкими показателями преломления и удельного веса. |
| Группа граната | Примерно 1,73–1,89 в зависимости от вида | Однопреломляющий; аномальное двупреломление часто встречается у некоторых разновидностей | Примерно 3,5–4,3 | Тенденции показателей преломления и удельного веса помогают различать виды граната, но диапазоны перекрываются. |
| Топаз | Около 1,609–1,643 | Двупреломление около 0,008–0,011; двуосный положительный | Около 3,49–3,57 | Более высокая плотность и совершенная спайность отличают его от кварца и многих стёкол. |
| Группа турмалина | Приблизительно 1,61–1,67 | Двупреломление часто от среднего до высокого; одноосный отрицательный | Приблизительно 2,82–3,32 | Характерны сильный плеохроизм и диапазоны, зависящие от состава. |
| Перидот | Около 1,635–1,690 | Высокое двупреломление, около 0,035–0,052; двуосный положительный | Около 3,27–3,48 | Сильное двупреломление, спектр железа и характерные включения подтверждают идентификацию. |
| Циркон | Около 1,81–2,02 у материала высокого типа; ниже у метамиктных камней | Потенциально высокое двупреломление; одноосный положительный | Приблизительно 3,9–4,7 | Сильное двупреломление и высокий блеск; при радиационном повреждении свойства ухудшаются. |
| Жадеит | Точечный показатель преломления обычно около 1,66–1,68 | Агрегат | Около 3,30–3,38 | Более высокие показатель преломления и удельный вес, чем у нефрита; для выявления полимерной обработки может потребоваться инфракрасное исследование. |
| Нефрит | Точечный показатель преломления обычно около 1,60–1,63 | Волокнистый агрегат | Около 2,90–3,10 | Исключительная вязкость и волокнистая текстура отличают его от многих заменителей. |
| Опал | В широком диапазоне примерно 1,37–1,52 | Обычно изотропный или агрегатный | Около 1,98–2,25 | Содержание воды, пористость, матрица и сборка обусловливают широкий диапазон значений. |
| Алмаз | Около 2,417 | Однопреломляющий | Около 3,52 | Выше предела стандартного рефрактометра; применяются тепловой/электрический тесты и расширенный скрининг. |
| Кубическая циркония | Около 2,15–2,18 | Однопреломляющий | Около 5,6–6,0 | Очень высокая плотность и сильная дисперсия отличают его от алмаза. |
| Муассанит | Около 2,65–2,69 | Двупреломляющий; во многих направлениях наблюдается сильное раздвоение | Около 3,22 | Тепловая реакция схожа с алмазом; электрические и оптические тесты позволяют их различить. |
| Распространённое ювелирное стекло | Примерно 1,45–1,80 или выше в зависимости от состава | Изотропный; возможна аномальная двупреломляемость, связанная с напряжениями | Примерно 2,2–4,5 или выше | Состав сильно варьируется; пузырьки, потёки, формованные поверхности, показатель преломления и удельный вес должны соответствовать друг другу. |
Справочные значения намеренно округлены; при необходимости точного различения их следует сверять с профессиональными данными для конкретного материала.
Как сочетания свойств помогают различать распространённые материалы
Полезная последовательность определения свойств выбирается с учётом конкурирующих объяснений. Примеры ниже показывают, как каждый новый результат сокращает число оставшихся возможностей.
Красный прозрачный камень
Вопрос: рубин, шпинель, гранат, стекло или синтетический аналог?
Последовательность: полярископ → показатель преломления → удельный вес → спектр → микроскопия.
Ключевое различие: корунд двупреломляющий, с показателем преломления около 1,76; шпинель и гранат однопреломляющие, но имеют другие показатели преломления и удельный вес.
Сине-фиолетовый огранённый камень
Вопрос: танзанит, сапфир, иолит, шпинель или стекло?
Последовательность: дихроскоп → показатель преломления → оптический характер → удельный вес → спектр.
Ключевое различие: танзанит обладает сильным трихроизмом и является двуосным; шпинель и стекло изотропны.
Бесцветный бриллиантовый камень
Вопрос: алмаз, муассанит, кубическая циркония, циркон, топаз или стекло?
Последовательность: блеск и раздвоение → тепловой/электрический тест → удельный вес, где применимо → спектроскопия.
Ключевое различие: кубическая циркония очень плотная; муассанит двупреломляющий; алмаз однопреломляющий и обладает высокой теплопроводностью.
Зелёный кабошон
Вопрос: жадеит, нефрит, серпентин, кварц, стекло или полимерный композит?
Последовательность: точечное измерение показателя преломления → удельный вес, если это безопасно → реакция агрегата → микроскопия → спектр/ИК-Фурье.
Ключевое различие: жадеит обычно имеет более высокие показатели преломления и удельный вес, чем нефрит.
Фиолетовый прозрачный камень
Вопрос: аметист, флюорит, стекло, синтетический кварц или обработанный материал?
Последовательность: полярископ → показатель преломления → удельный вес → спектр → признаки роста.
Ключевое различие: флюорит - одноосный с низким показателем преломления и более высоким удельным весом; кварц - двуосный с показателем преломления около 1,54.
Непрозрачная сине-зелёная бусина
Вопрос: бирюза, окрашенный говлит, магнезит, стекло, керамика или смола?
Последовательность: микроскопия отверстия → точечное измерение показателя преломления → удельный вес, только если безопасно → УФ → рамановская спектроскопия/Фурье-ИК, если вопрос не решён.
Ключевое различие: обработка и пористость могут иметь большее значение, чем одно усреднённое свойство.
Пример: красный огранённый камень
Каждое наблюдение изменяет вероятность конкурирующих определений, не утверждая большего, чем оно доказывает.
- Полярископ: ДПИсключает обычное стекло, шпинель и гранат как простые объяснения.
- Показатель преломления 1,762–1,770Убедительно подтверждает корунд, а не красный турмалин, топаз или кварц.
- Уд. вес около 4,00Соответствует корунду и противоречит многим альтернативам с меньшей плотностью.
- Хромовый спектрПодтверждает окраску рубина в установленной корундовой основе.
- МикроскопияМожет выявить признаки природного происхождения, пламенного сплавления, флюсового или гидротермального выращивания, заполнения или термической обработки.
- Окончательное ограничениеБазовые свойства определяют рубин как корунд; для установления природного происхождения и обработки может потребоваться специализированный анализ.
Почему базовые свойства часто не позволяют определить происхождение или обработку
Кристалл, выращенный в лаборатории, создаётся для воспроизведения состава и структуры природного минерала. Синтетический рубин - это корунд; синтетический изумруд - берилл; гидротермальный синтетический кварц - кварц. Поэтому их показатели преломления, двупреломление, оптический характер, удельный вес, твёрдость и многие спектры перекрываются с характеристиками природных аналогов.
Обработки могут быть одинаково малозаметными. Нагрев может перестроить дефекты или включения, практически не изменив объёмные значения показателя преломления или удельного веса. Облучение может создавать цветовые центры, сохраняя идентичность основы. Масло и смола заполняют трещины, а не заменяют весь кристалл. Диффузионная обработка может затрагивать только мелкую поверхностную зону. Набор свойств может определить основу, тогда как микроскопия и расширенная спектроскопия устанавливают, что с ней произошло.
Природные и синтетические
Базовые свойства определяют вид. Происхождение могут установить зональность роста, включения, взаимосвязь с затравкой, фотолюминесценция, особенности в инфракрасном диапазоне, элементный состав и справочные данные.
Термическая обработка
Показатель преломления и удельный вес обычно остаются в пределах необработанного диапазона. Доказательствами могут служить изменённые включения, реакция на УФ, особенности поглощения и расширенные спектры.
Облучение
Свойства основы остаются свойствами самого самоцвета. Более важны спектроскопия цветовых центров, стабильность, зональность и история обработки.
Заполнение трещин
Показатель преломления основы может оставаться читаемым, тогда как наполнитель создаёт вспышки, пузырьки, локальную флуоресценцию и мениски, достигающие поверхности.
Покрытие и диффузионная обработка
Тонкий поверхностный слой может изменить цвет при осмотре сверху, тогда как основа сохраняет свои исходные объёмные свойства. Важны износ по краям, погружение и анализ поверхности.
Географическое происхождение
Обычные свойства разных месторождений перекрываются. Географическое происхождение - это экспертное сравнительное заключение, основанное на включениях, химическом составе, спектрах и документированных референтных выборках.
Распространённые ошибки тестирования и правила, которые не работают
«Одно точное число доказывает идентичность».
Табличные значения представляют собой диапазоны. Состав, температура, ориентация, включения, пористость, обработка и методика могут смещать результат измерения.
«Камень, который остаётся тёмным, - это стекло».
Алмаз, шпинель, гранат, кубическая циркония и другие кубические кристаллы также являются однопреломляющими. Двупреломляющий камень при наблюдении вдоль оптической оси может оставаться тёмным.
«Две тени всегда означают двупреломляющий кристалл».
Плохой контакт, агрегатные зёрна, покрытие, царапины и размытое показание при точечном измерении могут создавать несколько границ. Подтвердите результат вращением и полярископом.
«Свечение доказывает природное происхождение».
Природные, синтетические и обработанные материалы, стекло, смола, наполнитель, клей и покрытие могут флуоресцировать. Важны распределение и другие свойства.
«Тяжёлый значит настоящий».
Свинцовое стекло, кубическая циркония, композиты с металлической подложкой и плотные синтетические материалы могут быть тяжелее имитируемого драгоценного камня.
«Твёрдость позволяет отличить природный камень от синтетического».
Разновидности одного и того же вида имеют одинаковую твёрдость. Испытания на царапание повреждают объект и мало говорят о его происхождении.
«Если спектра нет, идентификация невозможна».
Некоторые материалы демонстрируют слабое или широкое поглощение. Более информативными могут оказаться показатель преломления, удельный вес, оптика, микроскопия и расширенная спектроскопия.
«Точность прибора равна достоверности».
Показание с тремя знаками после запятой всё равно может быть неверным из-за калибровки, контакта, пузырьков, неподходящего образца или ошибки наблюдателя.
«Измерения в оправе описывают только сам камень».
Металл, клей, подложка, фольга и соседние камни могут определять массу, флуоресценцию, цвет, магнитные свойства и тепловой отклик.
«Каждый камень следует подвергнуть каждому тесту».
Хорошая геммология предполагает выбор только применимых тестов. Вода, контактная жидкость, УФ-излучение, давление и зонды могут повредить уязвимые объекты.
«Таблица свойств заменяет микроскопию».
Числа определяют группы материалов; включения, места соединений, наполнитель, признаки роста и реставрация объясняют происхождение и конструкцию.
«Неопределённость означает неудачу».
Чётко ограниченный предварительный вывод надёжнее, чем попытка определить вид, обработку или местонахождение сверх того, что позволяют данные.
Задокументируйте набор свойств
Полная запись позволяет другому эксперту понять, что представляет собой образец, воспроизвести измерение и увидеть, почему вывод ограничен именно этими рамками.
Объект и заявление
Фиксируйте заявленную идентичность, заявление о природном или синтетическом происхождении, сведения об обработке, месторождение, конструкцию, размеры, массу, оправу и состояние.
Прибор и калибровка
Фиксируйте модель или тип прибора, освещение, эталон сравнения, разрешение шкалы, результат калибровки и дату.
Ориентация и поверхность
Указывайте, какая грань, участок кабошона, ось, поверхность или просверленное отверстие исследовались, а также были ли они отполированы, изогнуты, покрыты или повреждены.
Исходные показания
Сохраняйте каждое наблюдение по RI, SG, УФ, спектру, поляризации, плеохроизму и дополнительные наблюдения до того, как преобразовать их в название.
Неопределённость и помехи
Фиксируйте пузырьки, плохой контакт, пористость, закрепление в оправе, матрицу, низкую прозрачность, показания за пределами диапазона, температуру и разброс повторных измерений.
Заключение и следующий тест
Отделяет подтверждённую идентичность материала от нерешённых вопросов о происхождении, обработке, месторождении и конструкции.
| Элемент записи | Пример формулировки | Интерпретационная ценность |
|---|---|---|
| Состояние образца | «Свободный овал, чистый и сухой; павильон отполирован; одна трещина выходит на поверхность; покрытие не обнаружено». | Определяет, подходят ли контактные и иммерсионные тесты. |
| Показатель преломления | «1.762–1.770 по трём граням павильона; острые рёбра; воспроизводимость ±0.001». | Указывает диапазон, поверхности и точность, а не одно изолированное значение. |
| Поляризация | «Двупреломляющий; четыре цикла свет–тень при вращении на 360°; частичная одноосная фигура». | Связывает оптическое поведение с симметрией кристалла. |
| Плеохроизм | «Умеренный пурпурно-красный / оранжево-красный в дихроскопе; наиболее выражен при наблюдении через поясок». | Фиксирует направления цвета и геометрию наблюдения. |
| Относительная плотность | «3.99, 4.01, 4.00 при гидростатическом взвешивании; пузырьки удалены; весы с точностью 0.001 карата». | Показывает воспроизводимость и качество метода. |
| Спектр | «Красные линии, связанные с хромом, и широкая зелёно-жёлтая полоса поглощения в проходящем свете». | Связывает окрашивающий элемент с идентифицированным минералом-хозяином. |
| УФ | «ДВ: умеренный красный, равномерный; КВ: слабый красный; послесвечения нет». | Различает длину волны, интенсивность, распределение и фосфоресценцию. |
| Заключение | «Рубин, корунд; природное или синтетическое происхождение и термическая обработка не определены по стандартным свойствам». | Указывает, что именно подтверждают измерения, а что остаётся неподтверждённым. |
Часто задаваемые вопросы
Что такое геммологические свойства?
Это воспроизводимые физические и оптические признаки, такие как показатель преломления, относительная плотность, оптический характер, двупреломление, плеохроизм, спектр поглощения, флуоресценция, твёрдость, спайность и прочность, которые помогают идентифицировать и различать ювелирные материалы.
Может ли одно геммологическое исследование идентифицировать любой камень?
Нет. Одно показание может сузить круг возможностей, но для надёжной идентификации обычно необходимо сочетать несколько независимых наблюдений и измерений.
Какой стандартный тест обычно наиболее информативен?
Для отдельного прозрачного камня с подходящей отполированной поверхностью показатель преломления часто является наиболее информативным свойством при стандартном исследовании. Его полезность снижается, если камень необработанный, изогнутый, пористый, непрозрачный, закреплённый в оправе, покрытый или имеет показатель выше предела прибора.
Что измеряет показатель преломления?
Это показывает, насколько сильно замедляется и преломляется свет при попадании в материал. Геммологический рефрактометр измеряет границу критического угла, возникающую в месте контакта камня, контактной жидкости и призмы прибора.
Зачем на рефрактометре используют контактную жидкость?
Жидкость устраняет воздушный зазор и обеспечивает оптический контакт между отполированной поверхностью камня и призмой рефрактометра. Её следует использовать экономно; она не подходит для некоторых пористых, органических, покрытых, составных материалов или материалов, требующих осторожного обращения.
Что такое точечное измерение показателя преломления?
Это приблизительное показание показателя преломления, полученное на небольшом изогнутом или отполированном участке, когда полную границу тени невозможно считать. Оно полезно для кабошонов и агрегатов, но характеризуется большей неопределённостью.
Что означает «выход за предел измерения»?
Многие стандартные рефрактометры не могут отображать показания выше примерно 1,81. Тёмное поле без различимой границы может указывать на камень с более высоким показателем преломления, плохой контакт, неподходящую поверхность или неисправность прибора, поэтому необходимы другие тесты.
Что такое двупреломление?
Двупреломление - это числовая разница между максимальным и минимальным показателями преломления анизотропного драгоценного камня. Оно отражает разделение света на два луча, распространяющихся с разными скоростями.
То же ли самое видимое раздвоение, что и двупреломление?
Видимое раздвоение задних граней - одно из проявлений двупреломления, но его заметность зависит от двупреломления, огранки, ориентации, глубины граней и направления наблюдения. При слабом двупреломлении раздвоение может быть незаметным.
Что такое однопреломление?
Однопреломляющий материал пропускает свет с одним показателем преломления во всех направлениях. Кубические кристаллы и аморфные материалы обычно являются однопреломляющими, хотя напряжения могут создавать аномальные эффекты поляризации.
Что такое двупреломление?
Двупреломляющий кристалл обычно разделяет свет на два поляризованных луча. Некубические кристаллические системы анизотропны и обычно демонстрируют такое поведение, за исключением особых оптических направлений.
Что показывает полярископ?
Он показывает, как камень ведёт себя между скрещенными поляризаторами. Камень может оставаться тёмным, попеременно становиться светлым и тёмным при вращении, в целом оставаться ярким как агрегат или демонстрировать аномальные картины напряжений.
Обязательно ли стекло, если камень остаётся тёмным в полярископе?
Нет. Кубические камни, такие как шпинель, гранат и алмаз, также являются однопреломляющими. Двупреломляющий камень, рассматриваемый точно вдоль оптической оси, тоже может оставаться тёмным, поэтому его следует наклонить и проверить ещё раз.
Что такое аномальное двупреломление?
Это световая картина, связанная с напряжениями, в материале, который в обычных условиях является однопреломляющим. В стекле могут наблюдаться волнистые напряжения, а некоторые гранаты и шпинели демонстрируют реакции в виде перекрёстной штриховки или мозаики. Её не следует путать с нормальным анизотропным поведением.
Что такое оптическая фигура?
Это интерференционная картина, наблюдаемая через коноскоп, когда камень рассматривают вблизи оптической оси. Картина может подтверждать одноосный или двуосный оптический характер и при подходящей методике — оптический знак.
Что такое плеохроизм?
Плеохроизм — это изменение окраски тела в зависимости от кристаллографического направления, вызванное зависящим от направления поглощением в анизотропных окрашенных самоцветах.
Может ли стекло демонстрировать плеохроизм?
Аморфное стекло не может демонстрировать истинный кристаллографический плеохроизм. Неравномерная окраска, подложка, покрытие, отражения и напряжения могут создавать видимые изменения, зависящие от направления, которые необходимо отличать.
Что делает дихроскоп?
Он разделяет два направления поляризованных колебаний и показывает их цвета рядом. Вращение самоцвета помогает определить наиболее сильный плеохроичный контраст.
Доказывает ли отсутствие видимого плеохроизма, что материал изотропен?
Нет. Плеохроизм может быть слишком слабым, камень может быть светлым, направление наблюдения — неблагоприятным, а огранка может смешивать цвета. Данные полярископа и рефрактометра надёжнее.
Что такое удельный вес?
Удельный вес выражает плотность относительно воды. Плотный самоцвет весит больше, чем самоцвет меньшей плотности того же объёма.
Как рассчитывается гидростатический удельный вес?
Взвесьте объект в воздухе и в подвешенном состоянии в воде, затем разделите вес в воздухе на разницу между двумя показаниями. Точность зависит от разрешения весов, устойчивости подвеса, удаления пузырьков и температуры.
Можно ли любой камень взвешивать гидростатическим методом?
Нет. Водочувствительные, пористые, рыхлые, нанизанные, склеенные, заполненные, имеющие основу, полые, составные или исторически ценные объекты могут быть повреждены или дать ненадёжные результаты.
Почему пузырьки воздуха важны при определении удельного веса?
Пузырёк повышает выталкивающую силу и делает подводный вес слишком низким, что даёт заниженный результат определения удельного веса.
Может ли вес камня в руке заменить определение удельного веса?
Только при очень больших различиях в плотности. Сравнение на глаз субъективно и зависит от размера, оправы, полостей, матрицы и ожиданий.
Что показывает ручной спектроскоп?
Он разлагает проходящий или отражённый свет в видимый спектр, благодаря чему можно наблюдать линии, полосы и границы поглощения. Эти особенности могут указывать на хром, кобальт, железо, марганец, редкоземельные элементы или другие причины окраски.
Каждый ли драгоценный камень демонстрирует видимый диагностический спектр?
Нет. Некоторые камни слишком светлые, тёмные, мелкие, непрозрачные или слабо поглощающие, а многие материалы демонстрируют лишь широкое или недиагностическое поглощение.
Что такое флуоресценция?
Это видимый свет, испускаемый материалом при возбуждении ультрафиолетом или другим источником энергии. Регистрируются цвет, интенсивность, распределение и спектральная характеристика по длинам волн.
Что такое фосфоресценция?
Это свечение, которое продолжается после удаления источника возбуждения. Продолжительность и цвет могут быть полезны для отдельных материалов, но не являются универсальными идентификаторами.
Может ли флуоресценция под УФ-излучением доказать природное происхождение камня?
Нет. Природные камни, синтетические материалы, стекло, смола, наполнители, покрытия, клеи и обработанные материалы могут флуоресцировать или оставаться инертными.
Зачем сравнивать длинноволновое и коротковолновое УФ-излучение?
Различные активаторы, тушители, особенности роста, обработки и наполнители могут по-разному реагировать примерно на 365 нм и 254 нм. Сравнение может быть информативнее, чем любая из этих реакций по отдельности.
Является ли твёрдость хорошим тестом на подлинность?
Твёрдость может помочь различить сильно отличающиеся материалы на необработанном сырье, но тест на царапание повреждает готовые изделия и не позволяет отличить природные разновидности от синтетических той же разновидности.
В чём разница между твёрдостью и прочностью?
Твёрдость - это сопротивление царапанию; прочность - это сопротивление разрушению или скалыванию. Алмаз - самый твёрдый распространённый драгоценный камень, но он может раскалываться по спайности и скалываться.
Что такое стабильность в геммологии?
Стабильность описывает устойчивость к нагреву, свету, химическим веществам, влажности и изменениям окружающей среды. Она влияет на уход за камнем даже при высокой твёрдости и прочности.
Может ли спайность помочь идентифицировать драгоценный камень?
Направление и качество спайности могут помочь в идентификации, но намеренное создание поверхности спайности разрушает образец. Вместо этого следует использовать уже имеющиеся сколы, внутренние плоскости и известную ориентацию кристалла.
Может ли магнетизм идентифицировать драгоценный камень?
Магнитная реакция может помочь при идентификации отдельных драгоценных камней, содержащих железо или марганец, но слабые реакции требуют использования контролируемых приборов и могут определяться включениями, матрицей или металлической оправой.
Что измеряют тестеры для алмазов?
Большинство портативных тестеров измеряют теплопроводность; некоторые также измеряют электропроводность. Они предназначены для решения узкой задачи различения и не идентифицируют все бесцветные камни.
Может ли тепловой тестер отличить алмаз от муассанита?
Одной теплопроводности может быть недостаточно, поскольку муассанит также обладает высокой теплопроводностью. Используют комбинированное тепловое и электрическое тестирование или специализированный скрининг.
Почему камни в оправе сложнее исследовать?
Металл может закрывать доступ к рефрактометру, препятствовать гидростатическому взвешиванию, скрывать места соединений и основу, вносить собственную флуоресценцию или магнитные свойства и ограничивать доступ микроскопа к павильону и рундисту.
Как исследуют непрозрачные кабошоны?
Можно сочетать точечное измерение показателя преломления, определение удельного веса, если это безопасно, реакцию агрегата, блеск, структуру, спектр в отражённом свете, реакцию на УФ-излучение, магнитные свойства, микроскопию, а также расширенные исследования методом Рамана или в инфракрасном диапазоне.
Чем горные породы и агрегаты отличаются от монокристаллов?
Они содержат множество зёрен или волокон, часто более чем одного минерала. Их оптическая реакция может быть неоднородной, агрегатной или усреднённой, а значения плотности и показателя преломления могут отражать смесь, а не одну кристаллографическую ориентацию.
Могут ли базовые свойства отличить природный рубин от синтетического?
Обычно нет. Природный и синтетический рубин являются корундом и имеют одинаковые показатель преломления, двупреломление, удельный вес, твердость, оптический характер и спектры, связанные с хромом. Для этого нужны признаки роста и лабораторный анализ.
Могут ли базовые свойства выявить термическую обработку?
Иногда косвенные изменения проявляются при микроскопии, ультрафиолетовом исследовании или спектральном анализе, но многие нагретые камни сохраняют практически те же показатель преломления и удельный вес. Для определения обработки может потребоваться специализированный анализ.
Могут ли базовые свойства установить географическое происхождение?
Редко. Выводы о происхождении основываются на характере включений, составе микроэлементов, спектроскопии, данных эталонных популяций и происхождении камня. Рутинные измерения показателя преломления и удельного веса обычно позволяют определить материал, а не месторождение.
Что следует записывать вместе с измерением?
Записывайте прибор, проверку калибровки, состояние камня, ориентацию, использованную поверхность, источник света, контактную жидкость, если применимо, температуру или условия работы с водой, исходные показания, неопределенность и любую причину, по которой результат может быть скомпрометирован.
Каково самое надежное правило тестирования?
Сформулируйте вопрос, сначала проведите осмотр, выберите наименее инвазивный применимый тест, повторите измерения в нескольких ориентациях, сравните независимые свойства и укажите неопределенность, если данные не позволяют сделать полный вывод.