Физические константы, полезные для идентификации аквамарна

Камень	Твердость по Моосу	Удельный вес	Показатель преломления	Двупрелом-ление
Аквамарин Циркон Синтетическая шпинель Топаз Твердое стекло Берилловое стекло	7,5 7,5 8 8 6 7,5	2,70 4,69 3,63 3,56 2,37 2,44	1,574—1,580 1,926—1,985 1,727 1,610-1,620 1,50 1,52	0,006 0,059 Нет 0,010 Нет Нет

Примечание. Имитации из свинцового стекла (пасты) могут иметь удельный вес от 2,63 до 3,85, показатель преломления от 1,57 до 1,64 или выше, твердость около 5.

3.Основные свойства александрита

Александрит представляет собой разновидность минерала хризоберилла, двойной окиси бериллия и алюминия (BeAl₂O₄). Название от греческого «золотистый» и «берилл». Впервые описан А.Вернером в 1790 г. Примеси железо, титан и хром. Твердость хризоберилла 8,5, поэтому он является одним из самых твердых минералов, хрупкий, блеск стеклянный, дисперсия показателей преломления 0,015. Наиболее обычный цвет хризоберилла—зеленовато-желтый— обусловлен примесями железа. Хризоберилл был популярен в конце ХIХ и начала XX столетий. Александрит — наиболее редкая разновидность этого минерала, для которой характерно замещение некоторого количества алюминия хромом. Его месторождения: Россия, Бразилия (Минас-Жерайс), Шри-Ланка, Бирма, Перу, Австралия, Мадагаскар, Японя, Заир, США, Финляндия. В России минерал получил название от имени русского царя Александра II, в день рождения которого он был открыт в 1830 г.

Необычное явление изменения цвета, известное как александритовый эффект, до сих пор полностью не объяснено. При дневном освещении александрит обычно имеет серо-зеленый или даже насыщенный зеленый цвет, что зависит от содержания хрома, которое различно у минералов из разных месторождений. Зеленый цвет может иметь слабый красноватый оттенок в зависимости от того, как на камень падает свет. Однако если александрит поместить под искусственный свет, особенно идущий от флуоресцентной лампы, камень кажется красным. Иногда изменение цвета можно наблюдать и при вращении камня, когда свет проходит сквозь него в различных направлениях.

Александритовый эффект связан с необычной ролью, которую играют ионы хрома в кристаллической решетке минерала. Александрит— двупреломляющий минерал, и изменение цвета, которое иногда наблюдается по мере вращения камня, можно понять лучше, если принять во внимание различные спектры поглощения вдоль различных осей кристалла. Этот минерал, как говорилось выше, кристаллизуется в ромбической сингонии, а это значит, что атомы образуют прямоугольную решетку, в которой каждая сторона элементарной ячейки имеет разную длину. Синий свет интенсивно поглощается, когда он проходит сквозь кристалл во всех направлениях, но вдоль так называемой оси а кристалла поглощается только этот свет; следовательно, если александрит наблюдать со светом, проходящим в этом направлении, то виден дополнительный цвет, а именно желтый. Вдоль оси Ь существует дополнительная широкая область поглощения, охватывающая красный и желтый диапазоны, так что проходящий, т. с. видимый наблюдателем, свет — зеленый. Желтый свет также поглощается, когда проходит вдоль оси с, так что в этом направлении кристалл пропускает свет с длиной волны, соответствующей как красному, так и зеленому цвету, с частым преобладанием красного. Свет после прохождения через александрит обычно имеет различные длины волн и образуется из пучков лучей, которые пересекают кристалл в различных направлениях относительно осей а, в, с.

Человеческий глаз соединяет эти различные составляющие и складывает их в единый сигнал, который посылается в мозг, поэтому александрит кажется окрашенным в один цвет. Если этот минерал вращать или менять условия его освещения, то при этом будут меняться длины волн света, достигающего глаза, и даже небольшие изменения могут быть достаточными, чтобы повлиять на наблюдаемый цвет камня. Иногда эти изменения длин волн составляющих света настолько малы, что часто не улавливаются спектрометром, который измеряет интенсивность света определенной длины волны, а не усредненный полный свет. Таким образом воспринимаемое наблюдателем изменение цвета александрита связано с природой зрительной системы человека больше, чем с резкими изменениями самого объекта. Однако относительная интенсивность красной или зеленой составляющей достигающего глаза света зависит от характера освещения. Искусственный свет более богат длинными волнами, так что красный свет становится преобладающим. В дневном свете преобладают длины волн, соответствующие зеленому и желтому свету, к которым глаз более чувствителен, поэтому в этих условиях александрит имеет зеленый цвет.

Предпринимались попытки понять главные причины сложного спектра поглощения александрита. Предполагалось, что ионы трехвалентного хрома локализуются в двух различных кристаллографических позициях, причем в одной больше, чем в другой. Александритовый эффект наблюдается и у других драгоценных камней, включая синтетические, которые выращивались как заменители александрита.