Драгоценные камни, изменяющие свой цвет

В некоторых веществах положение полос поглощения, связанных с присутствием переходных элементов, может вызывать изменение окраски камня при смене источника света. Эффект изменения цвета называется метамеризмом и наиболее ярко проявляется в редкой разновидности хризоберилла - александрите. В желтой области спектра этого драгоценного камня есть широкая полоса поглощения с максимумом на длине волны около 580 нм. Вследствие этого камень выглядит красным при освещении лампой накаливания, в спектре которой слабо выражена синяя часть, и зеленым при дневном свете или освещении флюоресцентной лампой дневного света (свет этих источников характеризуется более сбалансированным спектром).

Поскольку александрит — редкий камень и вследствие этого его цена очень высока, на рынке имеется несколько имитаций, воспроизводящих эффект изменения цвета александрита. Один из них синтетический корунд, содержащий ванадий. Цвет этой имитации изменяется от аметистово-фиолетового в свете лампы накаливания до синего при дневном свете, что позволяет четко отличить ее от натурального александрита. В качестве имитации этого камня используется также зеленая синтетическая шпинель.

В1973 г. появился синтетический аналог хризоберилла с таким же изменением цвета, как у лучших сибирских* александритов. С тех пор синтетические александриты появились на рынке. Несмотря на то что они намного до­роже имитации из синтетического корунда, их цена — лишь часть стоимости природного драгоценного камня.

Хотя александрит и является главным примером драгоценного камня, обладающего эффектом изменения цвета, этот эффект иногда встречается и у другиx драгоценных камней, таких, как корунд, шпинель и гранат.

Интерференционная окраска

Помимо химического состава цвет драгоценного камня может быть обусловлен оптическими эффектами. Один из таких эффектов вызывается интерференцией лучей, отраженных от поверхностных слоев драгоценного камня. . Если луч белого света (I) встречает на своем пути очень тонкий прозрачный слой, он будет отражаться как от верхней, так и от нижней поверхности: этого слоя. Оба отраженных луча (R₁ и R₂) будут параллельны друг другу, но путь одного из них, прошедшего через слой, длиннее, и поэтому он не будет совпадать по фазе с другим лучом.

В зависимости от толщины слоя при некоторой длине волны (цвете) разность хода двух отраженных лучей будет составлять в точности половину длины волны этого цвета, и тогда последний исчезнет. Оставшиеся составные части отраженного света затем суммируются, давая дополнительный цвет (как в случае избирательного поглощения). При другой длине волны оба луча могут оказываться в одной фазе и этот цвет будет доминировать в отраженном свете.

Дисперсия

Дисперсия — еще одно оптическое свойство, которое может в различной степени обусловливать цвет драгоценных камней. Белый свет, проходя через материал, преломляется, или изгибается. Этот эффект легче всего увидеть на стеклянной призме, котор;п расщепляет белый свет на спектральные цвета (рис. 9). Свет, соответствующий и фиолетовому концу спектра, преломляется наиболее сильно, а красный свет — меньше всего. В драгоценных камнях с высокой дисперсией это приводит к появлению цветных вспышек (называемых «игрой») при поворот драгоценного камня под источником света.

Величина дисперсии драгоценного камня зависит от его показателя пpеломления.

в геммологии ее обычно определяют как разность показателей преломления на длинах волн 686,7 и 430,8 нм фраунгоферовых линий В и G. Исключение в соотношении показателя преломления и дисперсии составляет алмаз, у которого высокий показатель преломления сопровождается весьма невысоким значением дисперсии. Хотя разложение света особенно хорошо видно в бесцветных камнях, оно наблюдается и в окрашенных, таких, как гранат демантоид и сфен, хотя их величина дисперсии частично маскируется окраской камня.