Оптические свойства
Цвет
Первое, что бросается в глаза при взгляде на всякий драгоценный камень. Однако для большинства камней их цвет не может служить диагностическим признаком, так как многие из них окрашены одинаково, а некоторые выступают в нескольких цветовых обличиях.
Существуют камни, на окраску которых искусственный свет оказывает неблагоприятное влияние (сапфир), и такие, которые при вечернем (искусственном) свете только выигрывают, усиливая свое сияние (рубин, изумруд).
Цвет
Цветовой облик драгоценных камней, относящихся к одной и той же группе минералов, может широко варьировать. Так, бериллы бывают всех цветов спектра, вплоть до бесцветных. Именно эта бесцветность и есть истинная, исходная, как говорят, собственная окраска берилла, отвечающая его химической формуле. Все другие цвета обусловлены присутствием посторонних примесных элементов-хромофоров. Собственные окраски, будучи постоянными, могут служить диагностическими признаками драгоценных камней.
Изменение окраски
Бывают драгоценные камни, цвет которых с течением времени меняется. Так, аметист, розовый кварц и кунцит на солнечном свету постепенно выцветают вплоть до полного обесцвечивания. Но подобное самопроизвольное изменение окраски, обусловленное естественными причинами, в мире драгоценных камней составляет исключение. Гораздо чаще изменение окраски вызывается вмешательством человека, направленным на «облагораживание» самоцветов.
Светопреломление
нам не раз приходилось видеть, что палка, под острым углом не до конца погруженная в воду, как бы «переламывается» у водной поверхности. Нижняя часть палки, находящаяся в воде, приобретает иной наклон, чем верхняя, находящаяся в воздухе. Это происходит вследствие преломления света, всегда проявляющегося при переходе светового луча из одной среды в другую, то есть на границе двух веществ, если луч направлен косо к поверхности их раздела.
Величина светопреломления всех кристаллов драгоценных камней одного и того же минерального вида постоянна.
Двупреломление
Большинство драгоценных и поделочных камней, за исключением опала, стекол и минералов кубической сингонии, обладает двупреломлением. Это значит, что, входя в них, световой луч не только преломляется, но и разлагается на два луча.
Дисперсия
При прохождении сквозь кристалл белый свет не только испытывает преломление, но и разлагается на спектральные цвета, так как показатели светопреломления кристаллических веществ зависят (притом в разной степени) от длины волны падающего света.
Явление разложения белого света кристаллом на все цвета радуги называется дисперсией.
Спектры поглощения
К числу важнейших средств диагностики драгоценных камней принадлежат спектры поглощения. Это разложенные на спектральные цвета полосы световых волн, выходящие из цветного камня.
Прозрачность
Прозрачность — фактор, повышающий качество и ценность большинства ювелирных камней. Их прозрачность ухудшается из-за присутствия посторонних включений или внутренних трещинок. Пропусканию света препятствует также его сильное поглощение в кристалле.
Блеск
Блеск драгоценных камней возникает вследствие отражения поверхностью камня части падающего на нее света. Блеск зависит от показателя преломления и состояния поверхности камня, но не от его окраски. Чем выше светопреломление, тем сильнее блеск. Более всего ценится алмазный блеск, наиболее распространен стеклянный блеск. Жирный, металлический, перламутровый, шелковистый и восковой блеск у ювелирных камней встречается сравнительно редко. Камни, лишенные блеска, называют матовыми и тусклыми.
Плеохроизм
Некоторые прозрачные цветные камни кажутся окрашенными по-разному (или с разной интенсивностью), если смотреть на них с разных сторон, например сверху или сбоку. Причиной тому служит неодинаковое поглощение света вдоль разных направлений двупреломляющих кристаллов. Если у камня появляются две главные окраски, то явление называется дихроизмом, а если три — трихроизмом или плеохроизмом.
Поверхностные оптические эффекты: световые фигуры и цветовые переливы
У многих ювелирных камней наблюдаются световые фигуры в виде определенным образом ориентированных полосок света, а также цветовые переливы поверхности.
Эффект «кошачьего глаза» присущ камням, представляющим собой агрегаты параллельно сросшихся волокнистых или игольчатых индивидов либо содержащим тонкие параллельно ориентированные полые каналы. Наибольшее впечатление от этого эффекта достигается, если камень отшлифован в форме кабошона.
Астеризм (от лат. astrum — созвездие) — появление на поверхности камня световых фигур в виде светлых полосок, пересекающихся в одной точке и напоминающих звездные лучи. Большое впечатление производят шестилучевые звезды у кабошонов рубина и сапфира.
Адулярисценция — голубовато-белое мерцающее сияние лунного камня, драгоценной разновидности адуляра (отсюда название эффекта). При движении кабошона из лунного камня это сияние, или отлив, скользит по его поверхности.
Авантюрисценция — пестрая цветовая игра блестящих, искрящихся отражений света от чешуйчатых включений на большей частью непрозрачном фоне (в непрозрачных камнях).
Иризация (от лат. iris — радуга) — радужная цветовая игра некоторых ювелирных камней, результат разложения белого цвета, преломляющегося на мелких разрывах и трещинках в камне, на спектральные цвета. У горного хрусталя этот эффект усиливается или даже вызывается искусственно путем создания трещинок в камне, так как иризация повышает его ценность.
Лабрадорисценция — цветовая игра в синих, зеленых, красных, золотисто-коричневых и других тонах с металлическим отливом, наблюдаемая у Лабрадора (отсюда название).
Опалесценция — молочно-белый, мутно-голубоватый или с жемчужным отливом облик обыкновенного опала (отсюда название эффекта).
Опализация — мерцание цветных искр у благородного опала (отсюда название), меняющееся в зависимости от угла зрения.
Шелк — шелковистый блеск и переливы у некоторых драгоценных камней. Весьма ценится у ограненных рубинов и сапфиров.
Люминесценция
Люминесценция (от ласт, lumen — свет) — собирательное понятие, охватывающее любое свечение вещества под влиянием излучений или других физических воздействий, а также химических реакций. При исследовании драгоценных камней используется главным образом люминесценция в ультрафиолетовых лучах, так называемая флуоресценция (фотолюминесценция).
Включения
Лишь очень немногие драгоценные камни являются совершенно «чистыми», то есть полностью лишенными оптически распознаваемых внутренних включений. Особенно большую роль играет чистота для алмазов. Их лучшие сорта должны не обнаруживать никаких изъянов, даже под 10-кратной лупой.
В большинстве случаев и любители, и специалисты считают, что включения снижают стоимость камней, так как они оказывают вредное влияние на их цвет, оптические эффекты и механическую прочность. Однако некоторые минеральные включения, равно как и параллельно ориентированные полые каналы, порождают световые эффекты, принадлежащие к числу самых ценных качеств ювелирного камня: эффект кошачьего глаза, световые фигуры («звезды») и шелковистый отлив.