在鉴定宝石时,一直发现对它们的光学性质进行适当的研究具有很大的价值。准确测量宝石的光学特性非常有用,因为它们对晶体结构的微小变化和应变非常敏感。参照其光学特性可以方便地进行精确识别。
矿物质的某些特征取决于光。对于详细的精确研究和对矿物光学特性的正确理解,以下术语的知识非常重要。
1.光:它以波浪的形式传播,就像池塘里的涟漪一样。它具有双重性质,即它表现为波浪以及粒子流(能量)。在产生光时,能量是从某种其他形式的能量中获取的。可见光,无论是由太阳还是由蜡烛发出,都是一种辐射能。我们可以看到的太阳辐射能谱的一部分只是电磁谱的很小一部分,其余部分是不可见的辐射。
电磁频谱包括高频(短波)宇宙射线,伽马射线,X射线,紫外线,可见光,红外线,雷达和电视波,无线电波和电波(长波)。所有这些形式的辐射在空气中以大约相同的速度传播(每秒186,300英里),并以波的形式传播。频率和波长确定辐射的类型,即电磁频谱的区域。波长越长,频率越低,波长越短,频率越高。用于波长的测量单位(也用于测量非常小的姿态,例如原子键)是埃单位和纳米。1埃单位(AU)=毫米的十分之一(10 -7 mm)。1纳米= 10 -6毫米= 10埃单位(例如,钠光的平均波长表示为5893 AU或589.3 nm)。下表列出了电磁光谱某些区域的近似波长,频率和能量:
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2.普通光:在宝石学中,电磁光谱中最重要的部分是可见光。可见光谱范围从大约400 nm(4000 AU)到700 nm(7000 AU),包括七种原色-紫色,靛蓝,蓝色,绿色,黄色,橙色和红色(VIBGYOR)。当这些波长混合在一起时,我们将它们视为白光。
3.偏振光:从任何源(太阳,灯等)获得的光在所有平面中均与传播方向成直角振动。但是,当这种光穿过宝丽来片时,振动就被限制在一个平面内。通过偏光片射出的光被说成是偏振的。
4.吸收:石头的颜色取决于某些可见波长的吸收。吸收是由于特定物质的原子排列而发生的。当任何辐射入射到物质上时,某些波长会被原子的子单元(电子)吸收,而未吸收的波长会透射,从而导致看到特定的颜色。一些矿物从在不同平面中振动的光吸收不同的波长。这类矿物据说是多相的,这种特性称为多相性。
5.反射:当一束光照射到抛光的表面上时,被反射回同一介质中,即被反射。
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6.折射:当光从一种介质倾斜地传播到另一种介质,并以“不同速度”传播时,其方向会发生突然变化。在两种介质(例如空气和水)之间的接触表面上发生的光方向变化称为折射。
7.各向同性:当任何折射射线作为单一射线沿物质的所有方向传播时,该物质被称为各向同性。
8.各向异性:当入射光线在物质中被折射为两条光线时,其中一条光线的振动方向与另一条光线的振动方向垂直,则称为各向异性物质。
9.光轴:在各向异性的石头宝石中,折射光线可以作为单个光线传输,即不分裂,可以在一个或两个特定方向上传输。这种在双折射物质中的单折射方向被称为光轴方向,即,各向异性物质表现得好像各向同性的方向被称为光轴。