Вернер Гильде - Зеркальный мир
Драгоценные камни, как правило, обрабатываются без учета их кристаллографической ориентировки. Гранильщик преследует две главные цели. Во-первых, он стремится, чтобы камень по возможности сохранил свои размеры. Это и определяет выбор формы огранки. Во-вторых, ему хочется нанести предельное количество граней. Ведь чем больше граней, тем многократнее камень отражает свет и тем сильнее сверкает (вспомните о зеркальных углах!).
Возможно, у кого-то из читателей или их знакомых имеется великолепный золотистый топаз. Приобретая его, человек был уверен, что становится обладателем подлинного золотистого топаза. И его не обманули. Но в ювелирном деле золотистым топазом называется желтый кварц - цитрин.
Кристаллы кварца и топаза из Шнекенштейна. Желтые включения - топаз
Из шкалы Мооса вы усвоили, да это и общеизвестно, что самым твердым из всех веществ является алмаз. Но как же тогда обрабатываются и шлифуются алмазы? И вообще - почему алмазы ценятся так высоко? На последний вопрос ответить трудно. Очевидно, человек особенно высоко ценит все то, что не поддается или с трудом поддается изменениям. В том числе и драгоценные металлы и камни. Древние греки назвали алмаз «адамас» - неодолимый, чем выразили свое особое отношение к этому камню. Конечно, у неограненных камней (алмазы тогда не гранили) наиболее очевидными свойствами были твердость и блеск. Алмазы отличаются высоким показателем преломления; 2,41 для красного цвета и 2,47 - для фиолетового (для сравнения достаточно сказать, что показатель преломления воды 1,33, а стекла в зависимости от сорта - от 1,5 до 1,75).
Кристаллографически топаз принадлежит ромбической сингонии
Белый свет составлен из цветов спектра. И когда его луч преломляется, каждый из составляющих цветных лучей отклоняется по-разному, он словно расщепляется на цвета радуги. Вот почему в алмазе мы наблюдаем «игру цветов». Кристаллографически алмаз относится к числу кубических кристаллов. От природы он наделен высокой симметрией и обычно образует октаэдрические кристаллы. Древних греков, несомненно, восхищало и это. Мало того, что камень исключителен по блеску и твердости, он имеет еще и форму одного из «совершенных» тел Платона! Ниже с помощью шариков для пинг-понга будет показано, чем объясняется эта исключительность.
Ограненный камень ни одной своей гранью не напоминает природной формы кристалла
Еще и сейчас мы окружаем бриллианты и другие драгоценные камни ореолом необычайности. Всевозможные истории о «несчастных» камнях придают алмазам особую привлекательность даже в наш деловой век. На все, что связано с алмазами, набрасывается покров таинственности. Так, вместо того чтобы в числовом выражении охарактеризовать степень загрязнения алмаза включениями, о нем говорят: «Алмаз чистой воды». Равно как ни один ювелир не скажет: «Этот бриллиант весит 0,2 грамма», что было бы понятно везде и всем, а вынесет таинственный приговор: « Да здесь целый карат».
Два из крупнейших алмазов мира: 'Полярная звезда' (сверху)
При всем том разведка, огранка и сбыт бриллиантов лишены всякой романтики. Международный синдикат заботится о том, чтобы на биржи Лондона и Амстердама поступало ровно столько бриллиантов, сколько необходимо, чтобы цены на них оставались достаточно стабильными.
Два из крупнейших алмазов мира: 'Звезда Юга' (внизу)
Если алмаз предназначается для украшений, для него выбирается чаще всего бриллиантовая огранка. У октаэдра с помощью тончайшего металлического диска, края которого армированы алмазным порошком, снимаются две противолежащие вершины. Верхняя часть так называемого «дикштейна» (толстотаблитчатой заготовки) должна составлять 1/3, а нижняя - 2/3 общей высоты камня. После этого камень заливается легкоплавким металлическим сплавом с таким расчетом, чтобы одна часть его оставалась свободной. Сплав помогает удерживать камень при обработке. Затем камни шлифуются металлическими дисками, покрытыми алмазным порошком.
Бриллиант может насчитывать до 56 граней
Хороший бриллиант имеет 56 граней, из них 32 на верхней части и 24 - на нижней. Благодаря большому числу граней достигается многократное преломление света. Не все бриллианты бесцветны. Бывают окрашенные камни. Известен канареечно-желтый бриллиант Тиффани. Его вес - 128 карат (В начале 1981 г. в Якутии был найден желтый ювелирный алмаз весом 170 карат. Он был назван в честь XXVI съезда КПСС. - Прим. перев). Римский писатель и натуралист Плиний писал: «В каждом драгоценном камне как в капле воды отражено все величие природы».
ПОЛЯРИЗАЦИЯ
Электромагнитные волны, а следовательно и свет, могут быть описаны как поперечные колебания. В естественном свете все направления кажутся перпендикулярными лучу.
Поляризация при Отражении. Плоская стеклянная пластинка отражает часть света. При угле падения 56° (угол поляризации) отраженная часть света оказывается полностью поляризованной. Другая его часть проходит сквозь стеклянную пластинку и поляризуется частично.
Поляризация при отражении
Поляризация в кристалле. Вследствие особенностей своего кристаллического строения так называемые двупреломляющие кристаллы, например известковый шпат, расщепляют световой луч в зависимости от его наклона к их кристаллографической оси на два луча с различными направлениями колебаний.
Поляризация в кристалле
Призма Николя. Для получения поляризованного света служат двупреломляющие кристаллы; два подобных кристалла приводятся в такое взаимное положение, что в месте их соприкосновения один поляризованный луч отражается наружу и тем самым гасится, тогда как другой распространяется прямолинейно.
Призма Николя
Этот проходящий поляризованный луч служит далее для определения поляризации других веществ.
СУЕВЕРНЫ ЛИ ВЫ?
Разумеется, все мы не суеверны. Мы не верим ни гаданиям на кофейной гуще, ни картам, ни гороскопам. И вместе с тем нас радует случайно найденный четырехлистник клевера или цветок сирени с пятью лепестками. А всякий любитель карточной игры знает, что «счастливые» карты следует брать только по одной. В любой азартной игре бывает полоса везения и полоса неудач. Этому можно найти математическое объяснение.
Иногда мы читаем в романах, как какая-нибудь гадалка предрекает будущее, показывая кого-то или что-то в кристалле. Не станем говорить о достоверности такого прогноза. Нас больше интересует, каким образом делаются подобные трюки. В данном случае достаточно сумеречного освещения и некоторого расстояния между зрителем и таинственным объектом. Все остальное - вопрос техники.
Полупрозрачное зеркало как по волшебству переносит свечу в стакан с водой
Хотите продемонстрировать кому-нибудь, как свеча горит под водой?
Пожалуйста. Поставьте свечу позади доски таким образом, чтобы зритель ее не видел, и отразите ее в его сторону с помощью стеклянной пластины. Зритель увидит смутное (а потому таинственное) зеркальное отражение. Если теперь позади стеклянной пластины поставить стакан с водой, выбрав такое расстояние, чтобы кажущееся изображение свечи совместилось со стаканом, то будет казаться, будто свеча в самом деле горит под водой! Конечно, этот элементарный фокус годится только для начинающих.
Обратите внимание на 'кафельный узор' бриллиантовой огранки
Обладая некоторым талантом и искусной техникой, можно заставить появиться или исчезнуть любой предмет. Стоит только нужным образом удалить его от зеркала. Секреты исполнения эффектных трюков обычно отличаются удивительной простотой.
Объяснить явления природы, как правило, много сложнее. Возьмем, к примеру, радугу. Тысячелетиями наблюдали люди появление на небосклоне сказочного полукруга. Его принимали и за мост, ведущий на небеса, и за доброе знамение, и за признак хорошей погоды. И только в 1631 г. французский философ, математик и физик Рене Декарт впервые дал научное объяснение этому явлению. (Вспомните: именно в это время люди начали все измерять!) Прежде всего Декарт установил, при каких условиях мы видим радугу.
Так отражается и преломляется луч света в капле воды
Оказывается, только при низком положении солнца, когда оно находится над горизонтом не выше чем на 42° (то есть до полудня и на склоне дня), к тому же солнце должно быть за спиной наблюдателя. И наконец, в воздухе должны быть распылены мелкие капли воды от дождя или тумана. На равнине мы видим радугу как полукруг, а в горах (или с самолета) - как полный круг.
