О свойствах минералов.
Оптические свойства.
Оптические свойства минералов подразделяются на кристаллооптические, связанные с поляризацией света при прохождении сквозь кристаллы, и собственно оптические, такие как прозрачность, цвет, блеск, люминесценция минералов. Конечно, обе группы свойств тесно связаны между собой (например, блеск прозрачных минералов непосредственно обусловлен их светопреломлением), но в минералогической практике, когда речь идет о визуальном, макроскопическом определении минералов, шире используются свойства второй группы и основанные на них диагностические признаки. Дело в том, что для определения кристалло оптических свойств необходима специальная аппаратура (прежде всего — поляризационный микроскоп), а также набор иммерсионных жидкостей для измерения показателей преломления, рефрактометры и т.д., — но всем этим располагают только специалисты. Поэтому мы ограничимся здесь тем, что дадим в самом сжатом виде общее представление о кристаллооптических свойствах и более подробно остановимся на таких оптических свойствах минералов, как прозрачность, цвет (включая плеохроизм), цвет черты и блеск. Люминесценцию же минералов нельзя определить без специального осветителя с ультрафиолетовым излучением, и соответственно о ней говорится очень кратко. В описаниях конкретных минералов из всех кристаллооптических свойств приводятся только максимальные значения показателей преломления и в отдельных случаях дисперсии света, которая играет важную роль при характеристике некоторых драгоценных камней (прежде всего — алмаза и его имитаций).
Кристаллооптические свойства.
Минералы (точнее, их кристаллы) разделяются на две большие группы: оптически изотропные и оптически анизотропные. К первой группе относятся минералы кубической сингонии. В высокосимметричных кристаллах кубической сингонии атомы, ионы и другие составляющие их частицы равномерно распределены в трех взаимно перпендикулярных направлениях, и потому световой луч распространяется в них во все стороны с одинаковой скоростью. Соответственно эти кристаллы имеют один показатель преломления, представляющий собой величину, обратную скорости распространения светового луча в какойлибо среде. Показатель преломления любой оптически прозрачной среды измеряется по отношению к показателю преломления воздуха, равному 1,0003 и обычно без особой погрешности принимаемому за единицу — показатель преломления пустоты. Поэтому определяемые экспериментально значения показателей преломления прозрачных сред, в том числе и кристаллов, практически можно считать абсолютными. Помимо кристаллов кубической сингонии оптически изотропными являются аморфные вещества, включая опал, янтарь, аллофан и другие минералоиды, а также стекла. Они тоже характеризуются одним показателем преломления.
Правда, у некоторых оптически изотропных минералов с высоким светопреломлением (например, у алмаза) бывает резко выражена дисперсия света, а точнее — дисперсия показателей преломления лучей видимого спектра, т.е. значения показателей преломления световых лучей разного цвета (с разной длиной волны) значительно различаются. Проходя сквозь такие кристаллы, белый свет разлагается в радужный спектр, и в кристалле вспыхивают разноцветные блики или он даже рассыпает снопы цветных искр; этот эффект называется "огнем", или "игрой", кристалла (в частности, драгоценного камня). Явление оптической дисперсии вызывает необходимость раздельного определения показателей преломления света с разной длиной волны даже для оптически изотропных сред. Сопоставление различных сред по оптической плотности, т.е. по величине показателя преломления (чем он выше, тем больше оптическая плотность среды) чаще всего производится по показателю преломления, измеренному для желтого света с длиной волны 589,3 нм, испускаемого парами натрия (показатель преломления для натриевого света).
В нормальном случае (за исключением некоторых аномальных веществ, которых, впрочем, нет среди драгоценных камней, — а ведь именно для них роль дисперсии наиболее значима) показатель преломления повышается с уменьшением длины волны света, т.е. от красного края видимого спектра к фиолетовому. С увеличением показателя преломления среды (кристалла) в целом возрастет, хотя и нелинейно, угловая ширина спектра, т.е. той радужной полоски, которая возникает вследствие разложения белого света при прохождении его через кристалл. Онато и служит выражением величины дисперсии, вызывающей сияние и искрение алмаза и ряда других драгоценных камней: чем шире эта полоска, тем дисперсия сильнее. Но это — чисто качественный подход, а такое важное свойство, как дисперсия, подлежит, разумеется, количественной оценке, которая давала бы возможность сравнивать числовые значения дисперсии разных минералов и синтетических кристаллов.
<1> <2> <3> <4> <5> <6> <7> <8> <9> <10> <11> <12> <13> <14> <15> <16> <17> <18> <19> <20> <21> <22> <23> <24> <25> <26> <27>