Технология перекрестных фильтров позволяет геммологам обнаруживать хром в драгоценных камнях. Узнайте, как создать портативное устройство для проведения этого полезного идентификационного теста.
Что такое методика тестирования драгоценных камней с перекрестными фильтрами?
С помощью перекрестных фильтров геммологи могут определить наличие хрома в драгоценных камнях, в первую очередь в , красной , , розовом и . Техника перекрестных фильтров (не путать с техникой поляризованных перекрестных фильтров) основана на излучении белого света, отфильтрованного через синюю среду. Этот отфильтрованный свет, теперь синий, освещает драгоценный камень, наблюдаемый через красный фильтр. Геммологи проводят эту процедуру в темноте.
Если драгоценные камни, наблюдаемые с помощью метода перекрестных фильтров, содержат хром, они будут сильно . Например, рубин будет выглядеть как кусок горящего угля. Однако железо в драгоценных камнях может значительно уменьшить или полностью устранить эффект. Таким образом, синтетический рубин без какого-либо содержания железа будет проявлять этот эффект довольно интенсивно.
Краткая история перекрестных фильтров
(1819-1903) был пионером этого метода тестирования, но не для геммологии. Скорее, он использовал его для определения слабых флуоресцентных образцов. В 1959 году сэр Б.В. Андерсон применил аналогичную методику, основанную на наблюдениях Стокса, для геммологического использования.
Андерсон использовал стеклянный лабораторный баллон объемом 500 куб. см, наполненный насыщенным раствором пентагидрата сульфата меди (II) (CuSO4· 5H2O) в дистиллированной воде. Мощная лампа накаливания (500 Вт) освещала баллон, помещенный в изолированную и охлаждаемую коробку. Затем отфильтрованный свет (синий после прохождения через раствор) попадал на драгоценные камни. Их помещали на черную подложку и наблюдали через красный желатиновый фотографический фильтр. Вы можете увидеть общую идею, проиллюстрированную на рисунке 1 в верхней части этой статьи.
В своем исследовании метода перекрестных фильтров 1993 года Д.Б. Гувер и А.Ф. Тейзен показали, что преобладающее возбуждение хрома в содержащих хром драгоценных камнях происходит в синей полосе с центром вблизи длиной волны 440 нм.
Заинтересованные геммологи могут найти несколько применений этому методу тестирования драгоценных камней. Однако в этой статье наша главная цель — превратить это громоздкое устройство на рисунке 1 в надежную портативную систему перекрестных фильтров.
Как создать карманное светодиодное устройство с перекрестными фильтрами
Новые технологии LED (светоизлучающих диодов) позволяют создавать очень простые и недорогие источники света, поэтому геммологи должны иметь их в своих лабораториях.
Синий фильтр / Light
Для наших карманных перекрестных фильтров купите недорогой ручной фонарик, в котором используются две щелочные батарейки типа ААА или АА и яркий синий светодиод. Вы можете найти их в любом магазине электронных запчастей или . Замените лампочку ручного фонарика или белый светодиод на синий. Чтобы убедиться, что вы правильно подключили синий светодиод, смотрите рисунок 2
Красный фильтр
Для красного фильтра вы могли бы использовать лист красного пластика или красный фотофильтр. Однако у вас есть другой вариант: красный пластиковый фильтр из устройства считывания штрих-кодов. Эти устройства, которые продаются в магазинах повсюду, оснащены красными пластиковыми фильтрами для входящего / исходящего красного лазера. Когда считыватели ломаются, их обычно разбивают, а не ремонтируют. Попробуйте найти один и снимите пластиковый фильтр. Однако, пожалуйста, обратите внимание, что этот пластик представляет собой специальное . Не режьте, не сверлите и не обжигайте его, потому что оно может треснуть. Вы должны использовать его как есть.
На рисунке 3 вы можете увидеть нашу адаптацию. Слева направо у нас есть красный фильтр с прикрепленной ручкой, модифицированный фонарик-ручка и специальная коробка. Эта дополнительная коробка содержит пять и круглое отверстие сверху с красным фильтром под ним. Сбоку (не показано) есть еще одно круглое отверстие для введения драгоценного камня или небольшого ювелирного изделия для тестирования. Внутренняя поверхность окрашена в черный цвет. (Я добавил переключатель включения / выключения светодиодных ламп).
Как создать систему перекрестных фильтров из медного купороса
Светодиодная адаптация создает очень эффективное и портативное устройство для перекрестных фильтров. Однако светодиод и сульфат меди могут создавать флуоресцентные эффекты разной силы. Что ж, если вы хотите получить лучшее из обоих миров, вы также можете создать систему перекрестных фильтров из сульфата меди. Посмотрите на различия сами.
Сначала найдите две прозрачные коробочки для драгоценных камней, одну большую и одну маленькую. Склейте дно и крышку маленькой коробочки вместе, используя немного эпоксидного клея. Убедитесь, что воздух или жидкость не попадут внутрь.
Приготовьте раствор, насыщенный медным купоросом. Сделайте его теплым. Когда он остынет, хорошо отфильтруйте и добавьте одну каплю серной кислоты, чтобы стабилизировать его. (Тщательно соблюдайте все ).
Затем разожгите гвоздь и проделайте отверстие на боковой стороне маленькой коробочки. С помощью шприца влейте жидкость внутрь коробочки. Делайте это медленно, позволяя пузырькам подниматься по мере наполнения коробочки. Когда закончите, закройте отверстие большим слоем эпоксидного клея. Кроме того, на любой боковой поверхности коробки приклейте стержень или Г-образную опору, которая позволит вам прикрепить коробку к какой-либо опоре. Закройте заднюю и переднюю части коробки, затем покрасьте боковые грани коробки в черный цвет.
Для хранения драгоценных камней используйте коробку большего размера. Для красного фильтра используйте один из светодиодов. Теперь у вас есть хорошая система перекрестных фильтров из сульфата меди.
Использование фильтра из медного купороса со спектроскопом
Вы также можете использовать фильтр на основе сульфата меди для . На рисунке 5 показано, как его можно использовать со спектроскопом.
Этот метод весьма полезен. Например, посмотрите на рисунок 6. Угадайте, как отделить натуральную красную шпинель от синтетической.
