Оптические эффекты в кристаллах минералов и драгоценных камней

• Александритовый эффект - изменение видимой окраски минерала в зависимости от характера освещения. Минералы с таким эффектом демонстрируют один цветовой оттенок при естественном освещении и совершенно иной - при искусственном свете. Самый яркий представитель этого феномена - александрит, меняющий свою окраску от зелёной (при дневном солнечном освещении) до вишнёво-красной или фиолетово-красной (при искусственном). Чем сильнее изменение цвета, тем ценнее камень. Аналогичный эффект известен также у некоторых корундов, шпинели, гранатов, кианита, флюорита, зелёных хризобериллов.
• Астеризм (назв. от греч. aster - "звезда") - оптический эффект в кристаллах некоторых минералов, состоящий в появлении звёздообразной фигуры при освещении скола или среза кристалла; наиболее хорошо наблюдаем в камнях, обработанных с образованием сферической или другой выпуклой криволинейной поверхности (кабошонах).
Астеризм проявляется в корундах, шпинелях, некоторых кварцах, бериллах, диопсиде (четырехлучевая звезда), гранатах (альмандин, демантоид) некоторых слюдах. Основной причиной, обуславливающей астеризм, является наличие в кристалле игольчатых включений, ориентированных параллельно главным кристаллографическим осям. Толщина таких включений близка к длине волны видимого света, и они образуют несколько систем, в каждой из которых включения ориентированы параллельно, а углы между включениями разных систем соответствуют углам между кристаллографическими осями. Астеризм бывает двух видов: 1. диастеризм, возникает при прохождении света сквозь камень; 2. эпиастеризм, возникает при обратном отражении света (источник света находится непосредственно над полированной поверхностью), в этом случае может наблюдаться только 12-лучевая звезда.
Драгоценные камни, которые могут обладать эффектом астеризма:
- Рубин (6-лучевая звезда)
- Сапфир (обычно - 6 лучевая звезда, очень редко - 12 лучевая звезда)
- Розовый кварц (6-лучевая звезда)
- Изумруд (6-лучевая звезда, исключительно редко)
- Шпинель (4-лучевая звезда)
- Гранат альмандин (не менее 70% альмандиновой составляющей, 4-х или 6-лучевая звезда)
- Диопсид (4-лучевая звезда) Плеохроизм - способность минерала к смене окраски при наблюдении под разными углами зрения. Таким эффектом обладают александриты, диопсиды, топазы, цирконы, корунды, а у турмалинов можно заметить даже дихроизм (два оттенка цвета при наблюдении в перпендикулярных направлениях). Иризация, - оптический эффект, проявляющийся у некоторых минералов в виде внутреннего радужного цветового сияния при ярком освещении на ровном сколе камней и особенно после их полировки.
Адуляресценция - частный случай иризации, наблюдаемый у некоторых разновидностей плагиоклазов (адуляр, лунный камень, беломорит), - оптическое явление, возникающее благодаря тонкой пластинчатой структуре некоторых полевых шпатов, в частности адуляра. Это оптическое явление, игра света в виде голубовато-белых переливчатых отсветов, световых бликов под поверхностью камня, возникает благодаря тонкой пластинчатой структуре некоторых полевых шпатов (туманное переливание сероватых и голубоватых оттенков). Эффект адуляресценции можно наблюдать у лунного камня и лабрадора.
Кошачьим глазом был назван оптический эффект появления белой световой полосы, напоминающей глаз кошки. Яркая линия (полоса) переливается из стороны в сторону, причём световой блик перемещается вслед за движением камня. Минералов, у которых можно наблюдать эффект кошачьего глаза, довольно много -помимо разновидности хризоберилла под названием цимофан, - это изумруд, турмалин, кварц, апатит, циркон и многие другие камни, обработанные кабошонами. Опалесценция - способность камня испускать разноцветные световые блики своей поверхностью (переливчатость, радужная игра цветов). В благородных опалах эффект выражен наиболее ярко. Этот высоко ценимый в ювелирно-поделочных опалах оптический эффект обусловлен интерференционными явлениями, связанными с регулярной структурой опалов, по масштабу периодичности отвечающей длинам волн видимого света. Опал построен из полимеризованных нитей аморфного кремнезёма с фрагментами более правильной структуры кварца и/или тридимита. Нити свёрнуты или собраны в глобулы - шаровидные образования выдержанного размера диаметром порядка 1000 ангстрем. Глобулы в свою очередь регулярным образом уложены в упаковку, по конфигурации близкую к плотнейшей кубической, иногда - гексагональной; в промежутках между глобулами размещаются молекулы воды, которая их дополнительно связывает. Тем самым в этом аморфном, в первом приближении, минерале, на микроуровне обнаруживается своеобразная структура, иногда называемая структурой дальнего порядка, и именно с ней связана опалесценция и другие необычные свойства опалов.
Авантюресценция - оптический эффект мерцания внутри минерала. Эффект наблюдается в своеобразной и относительно редкой горной породе авантюрине (состоит в основном из кварца, разновидность кварцита) благодаря наличию внутри камня включений мелких чешуек слюды или гематита (железной слюдки). Эти чешуйки придают камню блестючесть и мерцающий отлив. Чешуйчатые включения в авантюрине равномерно рассеяны и ориентированы в той или иной степени параллельно друг другу, что и создаёт эффект выразительного внутреннего поблёскивания. Цвет авантюрина обычно желтоватый до медово-жёлтого или буровато-красный, вишнёвый, розоватый до почти белого, реже - зелёный или синеватый. В зелёных авантюринах находятся включения хромовой слюдки фуксита. Иногда этот эффект бывает обусловлен также глухими трещинками, заполненными гидроксидами железа. Вид этого необычного камня отличается игривой весёлостью, отчего взирание на него может способствовать созданию хорошего настроения. Натуральные камни встречаются редко, а то, что массово продается в магазинах (зелёные или золотисто-коричневые "камни" с яркими блестками), - стеклянная имитация с блестючими добавками. Чрезмерное обилие блесток обычно говорит о подделке.
Солнечный камень - местный термин, обозначающий декоративно-поделочную разновидность некоторых полевых шпатов. Характеризуется искристым золотистым отливом и точечными блёстками оранжево-красных, ярко-жёлтых или малиновых оттенков. Пёстрая искристость солнечного камня вызвана интерференцией световых лучей на заключённых в камне включениях мельчайших ориентированных чешуек гематита и связанных с ними пустотках и микротрещинах. Пластинки гематита могут быть шестиугольной, треугольной, ромбовидной или неправильной формы. Искристый солнечный камень из-за внешнего сходства иногда ошибочно принимают за авантюрин. Встречается в России (Вишнёвые и Потанины горы на Южном Урале).
Побежалость - радужные цвета на поверхности минерала, возникающие из-за образования тонкой оксидной пленки. Характерна для халькопирита, борнита, антимонита и других минералов. Различные окраски в возникают из-за интерференции белого света, отраженного от внешней и внутренней поверхности тонкой пленки, подобно тому, как происходит интерференция в пленках бензина на поверхности воды.