Спектроскоп — это устройство, которое разделяет белый свет на оптический спектр составляющих цветов, что может помочь в идентификации драгоценных камней и минералов.
Оптический спектр драгоценного камня может быть чрезвычайно полезен для идентификации или различения двух похожих драгоценных камней, вот почему оптические свойства часто упоминаются в статьях о драгоценных камнях.
Основным инструментом, используемым для определения оптических свойств драгоценных камней, является спектроскоп. Чтобы понять, как работает спектроскоп, мы должны сначала изучить принцип, лежащий в основе того, что такое свет. Свет, который мы называем белым светом, на самом деле состоит из смеси всех длин волн видимого диапазона, объединенных в определенных пропорциях. Когда такой свет проходит через бесцветный материал, ни один из лучей не поглощается, что приводит к тому, что белый свет остается неизменным. Однако, когда свет проходит через материал, предназначенный для поглощения различных частей белого света, только некоторым длинам волн разрешается выходить наружу и достигать наших глаз. Появляющаяся часть состоит из белого света, из которого были вычтены определенные длины волн, поэтому мы видим только определенные цвета. Например, если материал поглощает красный, оранжевый и большую часть желтого длин волн, остаются только синий и зеленый, что означает, что излучаемый свет имеет сине-зеленый оттенок. Это объясняет, почему драгоценные камни имеют определенные цвета. Возьмите . Нам он кажется красным, потому что драгоценный камень поглощает почти весь проходящий через него фиолетовый и зеленый свет.
Оптический спектроскоп — это устройство, которое разделяет белый свет на спектр составляющих цветов с помощью призмы или дифракционной решетки. Спектр состоит либо из бесконечной, в случае призмы, либо из конечной, в случае дифракционной решетки, совокупности изображений очень узкой щели, каждое из которых представляет разную длину волны. Драгоценный камень, помещенный между источником света и щелью, будет поглощать волны определенной длины. Следовательно, щелевые изображения этих длин волн отсутствуют в наблюдаемом спектре и, следовательно, отображаются в виде темных линий. Ширина линий зависит от диаметра щели, который обычно регулируется. Часто поглощаются целые сегменты спектра, и в результате получается темная полоса, а не линия. В то время как некоторые источники света, используемые в спектроскопии, излучают все видимые длины волн, другие могут излучать не все видимые длины волн. Если спектроскоп направлен, например, на солнце, наблюдаемый спектр содержит темные линии, даже если перед щелью нет поглощающего материала. Они известны как линии Фраунгофера, названные в честь Йозефа фон Фраунгофера (1787-1826), который показал, что они представляют поглощение элементами во внешних газовых слоях атмосферы Солнца.
Некоторые драгоценные камни имеют очень характерные спектры. Как правило, оптический спектр создается с помощью определенных атомов в кристаллической структуре, которые, в конечном счете, ответственны за поглощение света. Изумруд, например, содержит хром, поэтому спектр изумруда содержит очень характерные линии поглощения, представляющие хром. Эти полосы поглощения расположены в дальней красной части спектра. Хотя обычно невозможно идентифицировать драгоценный камень исключительно на основе спектральных данных, эта информация полезна, когда вы сузили свой выбор до нескольких драгоценных камней, обладающих отличительными оптическими характеристиками. Например, вы не сможете отличить рубин от , просто изучив каждый из них с помощью спектроскопа. Однако некоторые драгоценные камни обладают чрезвычайно уникальной спектральной информацией, которая может быть использована в целях идентификации. К этим драгоценным камням относятся , , оливин, сингалит и идокраз.
