геммологическая лампа что это такое

Статьи

Геммологические и специализированные микроскопы для ювелиров

Геммологические микроскопы

1. Введение и краткая история

Если верить «Словарю Фольклора, Мифологии и Легенд» Марии Лич и Джерома Фрейда, упоминания о драгоценных камнях, методиках их обработки и описание их сверхъестественных свойствах присутствовали даже на табличках с клинописью древних шумеров, более 3000 лет до н.э. Обработка камней напрямую связанна с такими профессиями как резчики по камню и кузнецы, так как именно они работали с драгоценными и полудрагоценными камнями и с различными металлами. И с помощью технического прогресса, и в частности, передовых решений в конструировании оптики, были созданы многие специализированные инструменты для ювелиров и геммологов.

Саму тёмнопольную микроскопию в своих работах впервые применил Рихард Адольф Зигмонди (Richard Adolf Zsigmondy) в 1903 году в своем приборе – ультрамикроскопе.

Рихард Адольф Зигмонди и ультраскоп, разработанный совместно с Генри Фридрихом Зидентопфом. Zeiss AG,1903 год. Источник – Fact Sheets of Hungary/Ministry of Foreign Affairs

Уже в 1939 году тёмное поле стало стандартом освещения в геммологии, который сохранился и до нашего времени. И хотя некоторые улучшения в конструировании оптических элементов и приборов, улучшения эргономики, имели место быть, по большей части, геммологические микроскопы за последние несколько десятков лет сильно не изменились.

Темнопольная микроскопия в ювелирном и геммологическом деле напрямую связанна с таким именем как Роберт М. Шипли Мл. (Robert M. Shipley Jr.) – человеком, который навсегда изменил работу ювелиров и геммологов во всем мире.То оборудование, которое он спроектировал, позволило применить точнейшие стандарты в индустрии. Роберт Шипли довольно быстро осознал преимущества тёмнопольного освещения при осмотре камней. Это натолкнуло его на идею совмещения стереомикроскопа с малым увеличением, и темнопольного осветителя.

2. Современные методики освещения

Большинство современных геммологов используют несколько различных техник освещения. Основная сложность состоит в том, чтобы подобрать нужную технику под конкретную задачу.

Тёмнопольное освещение

Светлопольное освещение

Рассеянный свет крайне полезен при оценке поверхности образцов и для выявления отличий в блеске двух разнородных материалов. Данный тип освещения подходит для выявления различных покрытий, так как они часто обладают большим блеском, чем материал, на который они нанесены.

Освещение с помощью оптоволоконных или светодиодных осветителей

Оптоволоконное освещение является наиболее недооцененной из методик освещения. В тоже время, этот же тип освещения является и одним из самых полезных. Довольно часто кристаллографически-ориентированные включения могут скрываться от взгляда до тех пор, пока на них не будет направлен прямой источник света. При использовании оптоволоконного или светодиодного осветителя на гибком основании, возможно с лёгкостью выявить подобного рода включения, и, например, некие радужные оттенки, которые нельзя увидеть другими способами.

3. Цифровая фотография и пост-обработка в современной геммологии и ювелирном деле

Цифровая фотография так же играет значительную роль в работе специалиста-геммолога или ювелира. В то время как большое количество программного обеспечения позволяет скорректировать и изменить изображение до такой степени, что результат будет значительно отличаться от исходной фотографии, основная цель геммологической фотомикрографии это документирование включений максимально реалистично. Поэтому изменения изображений в данном аспекте не рекомендуется.

Программные улучшения, которые позволяют передать объект на изображении максимально естественно являются крайне полезным инструментом. Можно выделить два наиболее важных инструмента для пост-обработки: EDF(Extended Depth of Field) и HDR (High Dynamic Range)

EDF (Extended Depth of Field) представляет собой метод съемки. при котором получают серию изображений на различной фокальной плоскости, затем, объединяют их в одну фотографию, позволяя получить невероятную резкость, которую невозможно получить с помощью одного изображения. Это крайне важный инструмент при фотомикрографии при больших увеличениях, так как глубина фокуса значительно снижается при большем увеличении.

HDR является другим крайне полезным инструментом. В цифровой фотографии отражения от граней и включений могут создавать ситуации, когда некоторые области снимка выходят за динамический диапазон сенсора камеры. Другими словами, различия между самыми светлыми и самыми тёмными областями в поле зрения, выходят за пределы, которые может фиксировать сенсор камеры

Техника HDR позволяет исправить чрезмерно тёмные или светлые области на снимке в тех условиях, когда регулирование освещения будет влиять на детализацию изображения. Аналогично технологии EDF, оператор должен сделать несколько снимков, которые после этого будут совмещены в один. Отличие в том, что вместо различных фокальных плоскостей, корректируется время экспозиции (выдержка). Детали, различимые при разных экспозициях, совмещаются в один снимок, тем самым, повышая уровень возможной детализации до степени, которой нельзя получить снимком с фиксированным значением экспозиции. В некоторых случаях эта техника довольно эффективно воспроизводит то, что видит геммолог своими глазами, наблюдая камень под микроскопом. Человеческий мозг и человеческий глаз не испытывают недостатка динамического диапазона, как, например цифровая камера, и именно поэтому, использование технологии HDR позволяет приблизить отображение снимка к тому, которое видит человек.

4. Размер образца

Одним из важнейших факторов в фотомикрографии является размер объекта. На текущий момент есть несколько способов для информирования об этом: указание увеличения, используемого при съемке фотографии с определенным форматом (размер сенсора камеры), нанесение шкалы на изображение, или указание поля зрения, как числовое значение. Геммологи указывали увеличение при котором производился осмотр, для того чтобы читатель примерно представлял как выглядело бы включение на микроскопе пользователя. Суть в том что для большинства профессиональных геммологов известны диапазоны увеличений, используемых во время рутинных геммологических работ. Самой большой сложностью с использованием увеличения в цифровую эпоху, является соблюдение точности во время пост-обработки, так как изображение часто “обрезается”, сводя на нет изначальное масштабирование, которое было при съемке

5. Заключение

Как мы видим, специализированные стереомикроскопы, совместно с цифровыми камерам,являются крайне эффективным оборудованием, и представляют широчайший простор для профессионалов. Благодаря различным используемым техникам, уровень работы специалиста-ювелира или геммолога, можно вывести на совсем другую ступень.

Источник

Простое и необходимое оборудование для идентификации драгоценных камней.

Вот тут и царство геммологии заступает на вахту, а царство геологии либо идет отпаиваться от экспедиций, либо возвращается обратно в поле.

Да, есть спектрометрия как самый надежный метод идентификации.. Но хотел бы я посмотреть на геммолога с его «пальцами пианиста», которому в поле привычный к рюкзаку геолог помогает тащить до лагеря старателей рамановский, к примеру, спектрометр.. Заранее зная, что спектрометр откажется работать без электричества.

Потому нам приходится (и это нам нравится) обходиться приборами, которые мы легко можем унести в кармане, и которые почти всегда (исключения есть, но их немного) позволяют совершенно достоверно определить разновидность драгоценного камня.

В такой ситуации поможет фибергласоовая насадка для карманного карандаша-фонарика.
Насадка одевается на фонарь, уменьшая диаметр луча в десять с лишним раз и не снижая при этом мощности светового потока. Ну и гибкая она естественно, куда надо, туда и засунется..

Отдельно и сразу хочется сказать о так называемых «электронных рефрактометрах, не требующих применения контактной жидкости» от производителей различных тестеров драгоценных камней. Эти их приборы настолько же бесполезны, как и сами тестеры. Такой электронный «рефрактометр» на самом деле никакой не рефрактометр, а рефлектометр. То есть сенсор аппарата измеряет силу отражения света от поверхности камня, и по одним только чертам и создателю прибора известным алгоритмам пересчитывает их в коэффициенты преломления.

Минусы электронного «рефрактометра»
1. Смертельно боится пыли. Самая крошечная пылинка на поверхности камня или попавшая в шахту сенсора приводит к катастрофическому искажению результата измерений;
2. Камни обязаны обладать идеально гладкой поверхность. Даже невидимая глазом царапина приведут к изменению отражения света и к искажению результата измерения;
3. Камни обязаны быть идеально чистыми! Малейшие следы грязи, включая отпечаток пальца, сразу исказят результаты измерений;
4. Приборы крайне нестабильны в измерениях и показаниях, и требует ЕЖЕДНЕВНОЙ калибровки по стандартным образцам, если работа велась в идельно чистом беспылевом помещении, либо после КАЖДОГО ИЗМЕРЕНИЯ;
5. Приборам этим неведомо двупреломление. То есть они показывают единичное значение, никак не связанное с оптическим характером материала и его кристаллической структурой. Соответственно полностью отсутствует возможность определения и расчета величины двупреломления, оптического характера и знака;
6. Величина статистической ошибки, заложенная в самом методе измерения и пересчета, растет со снижением реального коэффициента преломления, и в результате такие приборы, особенно в раскалиброванном состоянии, легко путают кварц и топаз!

Источник

Инструменты геммолога

Гидростатическое взвешивание (определение плотности)

Определение плотности драгоценного камня путем взвешивания драгоценного камня в воздухе, а затем в воде с помощью лотка и системы проволока/корзина, взвешенных в воде при температуре 25°C.

При этом измерении следует добавить каплю моющего средства, чтобы увеличить поверхностное натяжение воды и таким образом избежать прилипания «микропузырьков» к поверхности драгоценного камня, которое может исказить результаты измерения.

Тут действует закон Архимеда. Так как жидкость – это вода при 25°C, ее плотность при этой температуре составляет 1,0 г/см3, то масса воды, вытесняемой камнем, соответствует объему камня.

Деление массы (g) в воздухе на объем (см3) дает плотность драгоценного камня (г/см3).

Плотность по условию, соотношение между плотностью объекта и плотностью чистой воды при 25°C, которую мы имеем:

Плотность = плотность камня / 1,0

В общем, плотность будет иметь то же значение, что и объемная масса, если она измеряется в воде при 25 °C.

Бинокулярный микроскоп

Необходимый в геммологической лаборатории бинокулярный микроскоп позволит увидеть тонкости внутреннего мира драгоценного камня, даст сведения о природе, происхождении, качестве огранки и т.д.

Система освещения «Darkfield» даст максимальный контраст для наблюдения за включениями, поляризационные фильтры также выделят определенные включения (эти поляризационные фильтры позволят вам превратить ваш бинокулярный микроскоп в полярископ). Например, синий цветной фильтр позволит видеть изогнутые области ярко-желтого синтетического сапфира, изготовленного по методу Вернейля, которые в противном случае было бы трудно разглядеть.

Опорный зажим драгоценного камня очень полезен для перемещения минерала непосредственно под окуляром и поддержания его в таком положении, когда вы разглядели что-то интересное.

Более того, наблюдение в погружной ячейке между перекрещивающимися поляризационными фильтрами может выявить определенные включения или дефекты текстуры, которые иногда невозможно увидеть иначе, например, определенные кривые зоны в синтетических сапфирах, изготовленных методом Вернейля.

Пинцет

С небольшим количеством практики, пинцет становится незаменимым помощником для ваших наблюдений с лупой или дихроскопом.

Ультрафиолетовая камера

Здесь следует отметить, что ультрафиолетовые волны очень опасны для глаз. Часто ультрафиолетовое излучение может быть использовано для анализа драгоценностей. Традиционно используются в геммологии две длины ультрафиолетовых волн:

В зависимости от длины волны, драгоценные камни могут оставаться инертными и не вызывать никаких явлений свечения, но могут также реагировать на одно или оба излучения.

Все эти сведения вкупе со стандартными анализами драгоценных камней могут дать ценную информацию.

Большинство алмазов (часто тип I) и их имитации полностью поглощают короткое ультрафиолетовое излучение (254 нм). Однако редкие алмазы типа IIa, IIb или некоторые имитации, такие как ниобат лития, прозрачны для UVC.

Цвет коричневых алмазов типа IIa может быть заметно улучшен (т.е. камень становится бесцветным) с помощью HPHT-обработки.

Таким образом, UVC будет простым шагом, который может поднять вопрос о возможной HPHT-обработке бесцветного алмаза.

Эта камера также может быть использована для различения натуральных бесцветных сапфиров от синтетических.

Для выполнения этого теста просто расположите камень на отверстии и закрепите его пастой «Rodico», закройте стык между камнем и отверстием, а затем поместите камень на УФ-лампу.

Если камень прозрачен для UVC, основание камеры (кремниевая пластина) станет зеленым, если нет, то останется инертным. Обратите внимание, что поглощение UVC (и, следовательно, прозрачность) связано с толщиной материала, через который он проходит.

Такой камень, как CZ (кубический цирконий), в зависимости от его толщины и/или условий наблюдения (окружающего освещения, остроты зрения наблюдателя и т.д.) может быть непрозрачным или слабо прозрачным.

Дихроскоп

Дихроскоп позволит судить об интенсивности и цветовой гамме плеохроизма камня.

Режим его использования прост, и наилучший результат будет наблюдаться, если внимательно посмотреть на камень со всех этих углов, поворачивая дихроскоп между пальцами.

Твердость

Тест на твердость, обычно используемый на камнях, иногда может привести к правильным выводам. Например, если образец материала не царапается топазом, а только корундом, твердость будет порядка 8,5 (между 8 и 9). Затем мы можем поискать, какой материал имеет твердость 8,5 (например, синтетический оксид циркония).

Фильтры:

— Фильтр Hanneman для синтетических изумрудов;

— Фильтр Hanneman для танзанита;

Фильтры – это мощные союзники, способные очень быстро оценить партию камней и дать стартовую точку при обнаружении синтетического камня.

Как и в случае с остальным оборудованием для анализа, не следует делать выводы до того, как вы подтвердите свои сомнения с помощью других измерений и других методов.

Синтетические изумруды, изготовленные в безводном растворе, через фильтр Челси становятся ярко-красными, в то время как природные изумруды, как правило, темно-красные.

Но будьте осторожны, иногда некоторые природные изумруды могут выглядеть ярко-красными, а некоторые синтетические изумруды, особенно изумруды гидротермального процесса, могут выглядеть темно-красными.

Эти оттенки красного обычно связаны с количеством хрома и/или интенсивностью красной флуоресценции, которую дает камень.

Спектры, получаемые интерференционным фильтром с длиной волны 486 нм, видны через портативный дифракционный решетчатый спектроскоп (вверху) и через портативный призменный спектроскоп (внизу).

Польза для геммологии:

Иногда в литературе приводятся значения «дисперсии драгоценного камня». Оно часто дается как «B-G».

Примечание: В и G представляют собой названия конкретных линий, которые появляются в солнечном спектре (Фраунгоферовы линии). Каждая из этих линий соответствует определенной длине волны (а иногда и нескольким).

Существуют и другие линии, названные буквой в силу их большей интенсивности в солнечном спектре:

Таким образом, «дисперсия B — G» указывает на разницу между показателями преломления материала, измеренными длинами волн, соответствующими линиям B и G.

Лампы

Для понимания цвета камней необходимо контролируемое освещение. Кроме того, для наблюдения за камнями рекомендуется белый источник света, самый близкий к дневному свету.

Жидкость

На фото: флакон дийодметана, стабилизированного на меди. Эта жидкость очень токсична при вдыхании, проглатывании, контакте с кожей! Использовать только в хорошо вентилируемом помещении.

Благодаря дийодметану можно грубо измерить плотность путем погружения камня, а также обнаружить эффекты концентрации цвета в корунде, подвергшемся диффузионной обработке.

Лупа похожа на третий глаз у геммолога, он никогда не расстается с нею.

Первым анализом остается анализ с помощью лупы, которая дает информацию о включениях, поверхностях граней и т.д.

Контраст происходит от того, что внутренняя часть камня освещена, в то время как камень наблюдается на матовом черном фоне. В полевых условиях «лупа темного поля» с фонариком станет первоклассным инструментом для эффективной визуализации включений.

Лупы должны быть ахроматическими (не меняющими цвета) и апланатическими (не искажающими просматриваемый объект). Триплеты – лучший выбор для достижения результата.

Обычным выбором геммологов является 10-кратное увеличение.

Транспортировка

Хранить и транспортировать камни можно этим простым способом, показанном на фотографии.

Полярископ

Полярископ позволяет очень быстро и эффективно анализировать оптический характер драгоценного камня, независимо от того, является ли он грубым или ограненным.

Этот прибор, основанный на явлении поляризации света различными кристаллическими сетями камней, действительно позволяет определить:

— принадлежит ли камень к кубической системе или является аморфным веществом;

— принадлежит ли камень к другим кристаллическим системам;

— микрокристаллизуется ли камень (например, халцедон);

— содержит ли он внутреннее напряжение (например, гранаты, стекло и т.д.).

Полярископ + коноскоп

С помощью коноскопа можно наблюдать интерференционные узоры и распознавать определенные камни по их типичным фигурам (например, «бычий глаз» в кварце).

Рефрактометр

Это, пожалуй, самое эффективное устройство с точки зрения выводов. Показатель преломления остается одним из самых повторяющихся и воспроизводимых измерений в геммологии.

При использовании этого устройства для контакта между призмой (или рабочим столом) и исследуемым камнем требуется жидкость.

Эта жидкость является дийодметаном, насыщенным серой и другими соединениями.

Его токсичность еще больше, чем токсичность только дийодметана. Поэтому измерение индекса преломления должны проводиться в хорошо проветриваемых помещениях.

Монохроматический источник света, соответствующий D-линии натрия (желто-оранжевая часть белого света), является лучшим освещением для данного анализа и даст более точные измерения.

Однако индекс может быть определен белым светом путем фокусировки на оранжевом цвете спектра, который будет наблюдаться на шкале.

Индекс преломления не будет единственными данными, которые даст вам рефрактометр, так как он также даст вам информацию о двулучепреломлении, оптическом характере.

Контактная жидкость для рефрактометра

Жидкость, используемая для контакта между гранями анализируемого камня и призмой рефрактометра, должна иметь наивысший возможный показатель преломления.

Насыщение дийодметана (CH2I2) природной серой (S8) приводит к появлению жидкости с индексом преломления около 1.788. Осторожно, эта жидкость токсична при контакте, вдыхании и проглатывании.

Для получения жидкости с еще более высоким показателем преломления (около 1.810) на сайте SBG был представлен рецепт:

Внимание еще раз: эта жидкость токсична при контакте, вдыхании и проглатывании. Работайте в хорошо проветриваемом помещении со всеми мерами защиты, предусмотренными в паспортах безопасности материалов этих изделий.

Ручной спектроскоп

С помощью небольшого портативного спектроскопа, либо призменного, либо с дифракционной решеткой, вы увидите спектры поглощения, которые иногда являются реальными физическими характеристиками исследуемого драгоценного камня.

Использование портативного спектроскопа не самое простое, но с небольшой практикой вы сможете подтвердить некоторые геммологические анализы.

Призменный спектроскоп даст вам, в дополнение к наблюдаемой спектральной картине, приблизительное смещение полос и составляющих их линий, благодаря градуированной шкале (нм), проецируемой второй трубкой.

Спектроскопы с дифракционной решеткой имеют точно такую же ценность, как и призменные спектроскопы.

Однако наблюдаемое спектральное распределение цветов является линейным (не логарифмическим). То есть, с помощью призменного спектроскопа красная часть спектра распадается, а синяя – очень широкая, тогда как с помощью спектроскопа с дифракционной решеткой цветовые диапазоны распределены более равномерно.

Иногда исследуемый камень может представлять собой красную флуоресценцию с линиями излучения, которые с ним связаны.

Чтобы лучше воспринимать линии излучения в красной части спектра, можно вставить фильтр, который будет поглощать всю красную часть источника света, чтобы иметь возможность оценить линии, идущие только от явления флуоресценции.

Эта техника может быть очень полезна для более тонкого изучения драгоценного камня. Например:

С более подробной информацией можно ознакомиться на сайте

Источник