Что такое люминесценция в геммологической практике?
Люминесценция — это излучение веществом видимого света под каким-либо воздействием (lumen — на латинском «свет»).
В зависимости от того, какой вид возбуждающей энергии приводит к люминесценции вещества, различают:
- флюоресценция — люминесценция в процессе облучения вещества невидимыми ультрафиолетовыми (или видимыми, но короткими — сине-фиолетовыми) лучами;
- рентгенолюминесценция — люминесценция в процессе облучения вещества невидимыми рентгеновскими лучами;
- катодолюминесценция — люминесценция в процессе облучения вещества катодными лучами;
- радиолюминесценция — люминесценция в процессе облучения вещества альфа- и гамма-лучами;
- фосфоресценция — люминесценция, продолжающаяся после прекращения облучения вещества видимыми,
- ультрафиолетовыми или рентгеновскими лучами;
- термолюминесценция — люминесценция, происходящая при воздействии нагревания вещества;
- термофосфоресценция — люминесценция, продолжающаяся после прекращения облучения вещества видимыми ультрафиолетовыми или рентгеновскими лучами, происходящая при воздействии нагревания вещества;
- триболюминесценция — люминесценция, происходящая при воздействии трения или царапания вещества
- хемилюминесценция — люминесценция, происходящая при протекании химических реакций.
Энергия, излучаемая при люминесценции в виде видимого нами света, является частью энергии возбуждения (другая часть энергии возбуждения затрачивается на тепловые колебания кристаллической решетки).
Из всех перечисленных видов люминесценции в геммологической практике наиболее важное значение имеет флюоресценция. Название этого термина произошло от названия минерала, у которого был впервые открыт этот эффект — флюорита.
В той или иной степени люминесценцией обладают многие ювелирные камни. Отсутствие люминесценции наблюдается у металлов, а также минералов с высоким содержанием гасителей-катионов Fe2+, Cu2+, Co2+ и радиационными центрами окраски.
Природа люминесценции обусловлена в основном присутствием в веществе камня небольших количеств примесных химических элементов, ионы которых создают окраску камня. Это:
хром Cr3+ (рубин, изумруд, александрит, топаз и др.);
марганец Mn2+ (флюорит, кунцит, родонит и др.);
кобальт,
никель,
а также молибдаты, вольфраматы, некоторые урановые соединения (скаполит).
В то же время присутствие в минерале железа, меди и кобальта, как отмечалось, как правило приводит к подавлению люминесценции вплоть до ее невозможности (эффект тушения или гашения).
Другая причина люминесценции — наличие различных дефектов кристаллической решетки минералов.
Цвет и сила люминесценции очень разнообразны. Цвет люминесценции может не совпадать, а может совпадать с окраской камня при обычном освещении. Он может быть цветным, а может — белым.
Интенсивность люминесценции обычно условно определяют как:
отсутствие люминесценции;
очень слабая люминесценция;
слабая люминесценция;
сильная люминесценция;
очень сильная люминесценция.
Минералы одного и того же наименования могут иметь разнообразную по цвету люминесценцию, т.к. в них могут присутствовать разнообразные примесные химические элементы. С другой стороны, люминесценция камней из одного месторождения, как правило, дает один и тот же цвет люминесценции (примесные элементы одинаковы при одинаковых условиях образования минерала).
Помимо флюоресценции, повсеместно используемой геммологами, определенную важность имеет рентгенолюминесценция, особенно при идентификации жемчуга: природный морской жемчуг практически не имеет свечения (очень слабое поверхностное), в то время как культивированный и пресноводный жемчуг светится «изнутри» желтым светом.