С давних времён человечество наделяло камни целебными, защитными и противоядными свойствами. Нередко люди верили даже в магическую силу минералов – привлечение любви, богатства и успеха, защиту от сглаза и негативной энергии. Некоторые из таких предрассудков дошли и до наших дней. Но вся магия улетучивается, когда в дело вступает наука.
Директор Центра инновационного развития медицинского приборостроения, заведующий кафедрой аналитической и медицинской химии химического факультета Университета Лобачевского, доктор химических наук Александр Князев объяснил, из-за чего в камнях нет никакой магии.
Химический состав и твёрдость
Сейчас установлено более 5336 минеральных видов. Каждый год специальная комиссия учёных утверждает несколько десятков новых, однако лишь 100-150 минералов широко распространены. Основные элементы в земной коре – кремний и кислород и большинство минералов в своём составе содержат именно кислород. Но полный химический состав различается в зависимости от класса минерала.
Ещё один важный критерий – твёрдость. Это способность минерала сопротивляться царапине или повреждениям. Твёрдость минерала измеряется по шкале твёрдости Мооса, предложенной немецким геологом Фридрихом Моосом в 1812 году. Шкала включает десять минералов – от самого мягкого (тальк) до самого твёрдого (алмаз).
«И, кстати, твёрже алмаза нет ни единого химического соединения. Такая характеристика достигается за счёт строения и прочных связей внутри минерала. У алмаза – очень плотно упакованная трёхмерная решётка из атомов углерода и прочные ковалентные связи. Есть синтетический минерал – эльбор. Его твёрдость сопоставима с алмазом, но не превышает её», – уточняет Александр Владимирович.
Оптические эффекты минералов
Именно из-за оптических свойств люди и начали ценить минералы. Всего их известно девять.
Дисперсия
По-другому: разложение света, светорассеяние. Это совокупность явлений, обусловленных зависимостью абсолютного показателя преломления вещества от частоты (или длины волны) света. Именно этот оптический эффект отвечает за «игру» света и его огненные вспышки. Минералы обладают способностью разлагать свет на составляющие цвета, что приводит к эффекту радужной окраски.
Причём многие думают, что алмаз – это самый блестящий минерал. Но нет! Рекордсмен совсем другой – муассанит, у него коэффициент преломления выше.
Поляризация
Так обозначается совокупность явлений волновой оптики, в которых проявляется поперечность электромагнитных световых волн. В некоторых случаях, когда свет попадает внутрь драгоценного камня, возникает особое колебание световых волн, которые выходят на поверхность перпендикулярно источнику освещения. Тогда возникает настолько сильное свечение, что создается эффект полярного сияния над камнем.
Опалесценция
Этот оптический эффект назван в честь опала — невероятного камня, который содержит в себе целую гамму оттенков. И все они подвижны! Вращая камень, можно обнаружить, что они то появляются, то пропадают, то снова появляются, но не на поверхности, а внутри. Это похоже на всполохи света, возникающие будто бы хаотично.
Похожее явление демонстрируют лунный камень, адуляр, ортоклаз.
Авантюризация
Это оптический эффект отражения света от слюдяных и гематитовых пластинок, создающих внутри минерала эффект зеркального блеска и придающих особую привлекательность камню.
Эффект получил название в честь камня, для которого оно характерно в наибольшей степени – авантюрин.
Астеризм
Оптический эффект в кристаллах некоторых минералов, обработанных с образованием сферической или другой выпуклой криволинейной поверхности (кабошонах). Он проявляется виде звездообразной фигуры при освещении кристалла. Астеризм проявляется в корундах, шпинелях, некоторых кварцах, бериллах, диопсиде (шестилучевая звезда), гранатах (альмандин, демантоид), некоторых слюдах.
Эффект присутствует благодаря наличию в этом кристалле игольчатых включений, ориентированных параллельно главным кристаллографическим осям.
Кошачий глаз
Этот оптический эффект проявляется так – свет собирается таким образом, что формирует полоску как бы на поверхности камня, напоминающую типичный зрачок у кошки. Такая особенность встречается у турмалина, лунного камня, кварца, хризоберилла.
Александритовый эффект (синоним Цветовой реверс)
Именно благодаря этому свойству камень способен менять цвет в зависимости от освещения. Явление названо в честь камня александрита. Он может изменять свою окраску с изумрудно-зелёной на рубиново-красную при искусственном освещении. При свете дня он так похож на рубин, что первые исследователи всерьёз путали эти камни. Но стоило наступить ночи, как разница становилась очевидной.
Плеохроизм
Так называют способность некоторых кристаллов и минералов демонстрировать различную окраску в проходящем через них свете. Новые цвета получаются при рассматривании по различным направлениям. Явление связано с тем, что в анизотропных кристаллах степень поглощения различных длин волн видимого света зависит не только от химического состава кристалла (как у изотропных веществ), но и от ориентировки луча света относительно оптических осей кристалла.
«Этот эффект схож с александритовым, только смена окраски происходит не из-за свойств освещения, а при простом вращении камня. Например, если рассматривать в руках танзанит с разных углов, то можно наблюдать трансформации цвета: от сапфирово-голубого до насыщенного малинового», – рассказал Александр Князев.
Флуоресценция
Этот люминесцентный процесс характеризуется крайне малым временем затухания излучения после отключения источника возбуждения. Свечение камня проявляется только под воздействием ультрафиолетовых, рентгеновских лучей и лазеров. К примеру, алмазы под ультрафиолетом становятся ярко-синими, а рубины усиливают свой оттенок даже при обычном солнечном свете.
«И на эту тему есть несколько мифов. Один из них, что все бриллианты имеют свечение. На самом деле, большинство бриллиантов не имеют свечения и только 25-35% всех камней показывали некую степень флуоресценции», – отметил Александр Владимирович.
Минералы имеют разные физические и химические свойства, которые делают их уникальными и интересными для изучения. Однако эти свойства не превращают их в магические предметы с суперсилой в реальном мире. А уже совсем скоро расскажем про драгоценные минералы и почему коллекционеры готовы выложить за них миллионы долларов.
