Горные породы и минералы играют со светом, создавая потрясающие цвета - Jaaj.Club
Опрос
Что, по-твоему, символизирует «Октопус» в книге?


События

12.08.2025 18:44
***

В продаже!

Эхо разрушений — новый постапокалиптический роман
Зои Бирюковой.

Мир после катастрофы, древняя война вампиров и оборотней, и ритуал, который решит судьбу человечества.


Зоя Бирюкова — геймер и поклонница тёмного фэнтези. Любовь к мирам вампиров и оборотней вдохновила её создать собственную историю о постапокалипсисе и древних силах.

***
02.07.2025 20:55
***

Уже в продаже!

Новая история от Катерины Поповой в мистическом романе


Живые есть? - Катерина Попова читать онлайн

***

Комментарии

Качественное исследование кельтской военной традиции. Поразили щиты из Темзы - какое мастерство древних ремесленников! Научный подход авторов вызывает уважение. Рекомендую всем, кто увлекается историей Европы и археологией.
16.08.2025 guzioshkunci
Увлекательное фантастическое приключение. Автор показывает хорошее знание технологий, многие прогнозы развития техники интересные и неожиданные, как и прогнозы социальной трансформации общества. Прекрасно переданы эмоциональные переживания главной героини в критических ситуациях. Очень интересно читать прогнозы развития симбиоза людей и роботов. Повороты сюжета неожиданные и увлекательные. Книга читается на одном дыхании, просто невозможно оторваться.
14.08.2025 dmlnvrem
Спасибо!
14.08.2025 Elizaveta3112
Спасибо большое!
14.08.2025 Elizaveta3112
Ознакомьтесь с часто задаваемыми Вопросами-Ответами, если у вас останутся вопросы, то обращайтесь, поможем.

FAQ - Часто задаваемые вопросы
14.08.2025 Jaaj.Club

Горные породы и минералы играют со светом, создавая потрясающие цвета

17.08.2023 Рубрика: Интересное
Автор: vassyap
Книга: 
5238 0 0 11 1162
Горные породы и минералы бывают самых разных цветов и оттенков. Но почему рубины - красные, а сапфиры - самых разных цветов? Почему кварц обладает таким разнообразием цветов и полупрозрачности? И почему некоторые минералы создают свой собственный мир радуги?
Горные породы и минералы играют со светом, создавая потрясающие цвета
фото: ru.wikipedia.org
Горные породы и минералы окружают нас повсюду. Некоторые из них ценятся за свою красоту, а другие настолько обычны, что их легко не заметить. Они бывают самых разных цветов и оттенков. Некоторые из них улавливают свет, другие его преломляют, а третьи рассеивают.

Но почему рубины - красные, а сапфиры, имеющие почти такую же химическую формулу, - самых разных цветов? Почему кварц, один из самых распространённых минералов на Земле, обладает таким разнообразием цветов и полупрозрачности? И почему некоторые минералы создают свой собственный мир радуги? Ответы на эти вопросы кроятся в особенностях камней на молекулярном уровне и увлекательной физике.

Рубины, сапфиры и изумруды


Начнём с рубинов и сапфиров, которые являются разновидностью корунда. Этот минерал образуется, когда оксид алюминия становится плотно упакованным в гексагональную кристаллическую структуру.

Даже самый безупречно огранённый рубин, сапфир или изумруд приобретает свой великолепный цвет благодаря несовершенству.

В чистом виде корунд прозрачен, но иногда в кристаллической решётке вместо иона алюминия появляется ион хрома. Для изменения цвета требуется не так много хрома - возможно, всего 1 атом из 100, но в результате хром будет поглощать зелёные или фиолетовые фотоны света, падающего на камень. Однако красный свет продолжает пропускаться, создавая великолепный рубиновый оттенок.

dragocennyj-kamen-rubin-11.JPG
Фото: diamonds-are-forever.ru

Как уже говорилось, сапфиры бывают разных цветов - розовые, красные, жёлтые, золотистые, фиолетовые, персиковые, цвета шампанского и, конечно же, драгоценные синие. Как и рубины, сапфиры образуются в результате замещения ионов алюминия в решётке корунда, только на этот раз они замещены ионами железа и титана (всего 1 из 10000 ионов). 

Когда на сапфир падает свет определённой длины волны, он поглощается и вызывает переход электрона от иона железа к иону титана. В результате сапфир приобретает синий цвет. Для получения различных цветов в сапфире должны присутствовать другие микроэлементы, такие как свинец, кобальт, кремний, магний или хром.

Кстати, о хроме: когда он заменяет 1% ионов алюминия в бесцветном минерале берилле, происходит нечто совершенно иное: в результате поглощается красный и жёлтый свет, и получается насыщенный зелёный изумруд.

Воздействие ультрафиолетового излучения


Некоторые минералы при облучении ультрафиолетовым светом переливаются насыщенными оттенками горячего розового, яркого жёлтого или даже зелёного цвета, напоминающего инопланетный. Это явление происходит, когда ионы или некоторые примеси в минерале (так называемые активаторы) поглощают ультрафиолетовый фотон, в результате чего электрон переходит на более высокоэнергетическую атомную орбиталь.

Когда электрон возвращается в своё основное состояние, он не переходит туда напрямую, а совершает переход по нескольким различным энергетическим орбиталям. В результате одного из таких переходов атом может испустить фотон с большей длиной волны в видимом спектре. Когда это происходит, минерал «светится» благодаря процессу, называемому флуоресценцией.

sheelit-3.jpg
Фото: finesell.online

Минералы флуоресцируют различными цветами, включая синий (например, флюорит и шеелит), жёлтый (эсперит), красный (смитсонит) и фиолетовый (апатит). Кроме того, существует аутунит - минерал, содержащий кристаллы, похожие на блоки. Он почти на 50% состоит из урана и флюоресцирует ярко-зелёным цветом.

Постоянная погоня за радугой


Некоторые камни, кажется, содержат целую радугу цветов. Например, опалы переливаются разными цветами в зависимости от того, под каким углом на них смотреть. Переливчатость этих камней обусловлена расположением крошечных сфер кремнезёма. Расстояние между этими сферами ничтожно мало - порядка длины волны видимого света. Поэтому они выполняют роль своеобразной дифракционной решётки, разделяя свет на составляющие его цвета.

Радужная оболочка жемчуга имеет сходную природу. Жемчужина образуется внутри устрицы, когда в раковину попадает маленький кусочек песка или другой инородный предмет. Постепенно он покрывается слоями перламутра - разновидносьюи карбоната кальция. Толщина слоёв перламутра близка к длине волны видимого света. Поэтому, если смотреть на жемчужину под разными углами, свет будет отражаться от различных слоёв внутри жемчужины.

IMG_6598-640x375-1.jpeg
Фото: silver-mania.ru

Эти длины волн света будут либо складываться (конструктивная интерференция), либо вычитаться (деструктивная интерференция). Интерференция зависит от длины волны света и её соотношения с расстоянием между слоями, поэтому цвет жемчужины будет слегка меняться в зависимости от того, как взаимодействуют различные цвета - конструктивно или деструктивно.

Тигровый глаз (трепет света)


Тигровый глаз хорошо известен своими интригующими полосами золотистого, янтарного и красновато-коричневого цвета. Но причина его особого блеска до недавнего времени ускользала от внимания учёных.

Svoystva-kamnya-tigrovyy-glaz.jpg
Фото: vsvoemdome.ru

Подобно опалам и жемчугу, тигровый глаз словно «ловит» свет. Первоначально учёные полагали, что этот камень возник в результате того, что формульные единицы асбеста медленно замещали формульные единицы кварца в процессе, называемом псевдоморфизмом (тот же процесс, который приводит к образованию окаменевшей древесины). Однако при ближайшем рассмотрении выяснилось, что в данном случае имеет место иной процесс.

Тигровый глаз начинает формироваться, когда вода просачивается в трещину в породе, содержащей кварц и крокидолит (известный также как голубой асбест). Кварц и крокидолит растворяются в воде, в результате чего кварц начинает медленно кристаллизоваться, а волокна крокидолита формируются вдоль трещины.

Затем порода снова растрескивается, и процесс повторяется, только теперь волокна крокидолита немного смещены. Это смещение создаёт пёструю полосчатость, которой славится тигровый глаз. При появлении трещин крокидолит также подвергается воздействию воздуха и вступает в реакцию с кислородом, образуя оксид железа, придающий камню характерный красновато-коричневый оттенок.

Разнообразие в мире кварца


Минералы не обязательно должны быть редкими драгоценными камнями, чтобы быть интересными. Можно сходить в любой поход и подобрать случайный камень. Скорее всего, он будет полностью или частично состоять из кварца. Это связано с тем, что кварц - второй по распространённости минерал на поверхности Земли (после полевых шпатов). Он составляет 12% земной коры. Кристаллы кварца входят в состав песка на большинстве пляжей.

Кварц образуется в недрах Земли из застывающей магмы, которая формирует кристаллы кремнезёма. В чистом виде кварц представляет собой бесцветный прозрачный кристалл. Однако на внешний вид и цвет кварца могут влиять многие факторы: например, если магма, из которой образуется кварц, богата другими минералами или если вода с растворёнными в ней минералами просачивается в формирующиеся кристаллы кварца и привносит в них новые элементы.

kvarc-mineral-11.jpg
Фото: 2cad.ru

Розовый кварц может содержать небольшое количество железа, титана или марганца. Примеси облучённого железа в кварце могут создавать королевский пурпур аметиста, а при длительном воздействии тепла и давления эти же примеси создают огненно-оранжевый и жёлтый цвет цитрина.

Молочно-белый кварц содержит небольшие включения жидкости или газа, которые придают минералу непрозрачный блеск. Наконец, яшма часто представляет собой агрегат кристаллов кварца с железом, придающим ей красный цвет.

Таким образом минералы не просто отражают свет. Они играют с ним. Они взаимодействуют со светом как волны и как частицы. Электроны движутся, приобретают и теряют энергию. Примеси в этих породах - не просто дефекты. Именно они делают эти минералы по-настоящему уникальными.

Подпишитесь на бесплатную еженедельную рассылку

Каждую неделю Jaaj.Club публикует множество статей, рассказов и стихов. Прочитать их все — задача весьма затруднительная. Подписка на рассылку решит эту проблему: вам на почту будут приходить похожие материалы сайта по выбранной тематике за последнюю неделю.
Введите ваш Email
Хотите поднять публикацию в ТОП и разместить её на главной странице?

Откуда берутся цвета

Мир вокруг нас цветной и яркие краски встречаются повсюду. Трава зеленая, а небо голубое. Апельсин оранжевый, а кошка серая. Всё это цвета. Но откуда они берутся? Читать далее »

Империя пыли: мельчайшие частицы рассказывают о мире

Обычно никто не задумывается о пыли, но её появление неизбежно. И если внимательно присмотреться, то можно разглядеть в этих крошечных частичках самые важные вещи - время, смерть и саму жизнь. Читать далее »

Похоже ли человеческое общество на общество пчёл

Если посмотреть на особенности конструкции и некоторые другие детали, можно увидеть, что люди имеют весьма существенное сходство (в условиях мегаполисов) с другими существами - пчёлами. Читать далее »

Комментарии

-Комментариев нет-