Якщо під предметним столиком поміщений поляризатор, то на нижню поверхню об`єкта, що перебуває на столику, падає нлоскополяризованний пучок світла. Звичайно конструкція приладу дозволяє повертати поляризатор у його оправі; у цьому випадку пружинний затиск фіксує його в такому положенні, коли (у більшості англійських приладів) коливання минаючого світла спрямовані «із заходу на схід» ( тобто ліворуч праворуч від спостерігача). Проходження такого світлового пучка через лежачий на столику кристал можна розглядати, враховуючи вид індикатриси. Якщо перетин індикатриси, перпендикулярне напрямку пучка, має кругову форму (так буває, наприклад, у випадку одноосьового кристала, що перебуває в такому положенні, що його вісь симетрії паралельна осі мікроскопа), то поляризований пучок проходить через кристал без яких-небудь змін і при повороті столика нічого не міняється. Однак якщо дане сечеиие має еліптичну форму, то напрямок коливань падаючого променя при повороті столика міняється у зв`язку зі зміною орієнтування еліпса щодо напрямку коливань поляризатора. У загальному випадку падаючий промінь розщеплюється на два складові промені, у яких коливання відбуваються паралельно великий і малої осям еліптичного перетину, і швидкість поширення цих променів виявляється відповідно до різної. Однак за повний оборот столика четирежди та або інша вісь еліпса стає паралельною напрямку коливань у поляризаторі, і через кристал проходить тільки один пло-скополяризованний пучок. Можна, таким чином, помітити подвоєння ребер кристалічних граней і ефект «подмигивания», коли кожне зі здвоєних зображень поперемінно зникає. Якщо різниця показників переломлення досить велика, то рельєф об`єкта може під час обертання мінятися. Коли дорогоцінний камінь оточений повітрям, ніяких змін такого роду не відбувається, але якщо дивитися на камінь, занурений у рідину, рельєф, що відповідає одному напрямку коливань, може помітно відрізнятися від того, який видний при повороті столика на 90°. У кольорових каменях відмінність швидкостей може приводити до різного поглинання; виникаючий при цьому ди-хрорзм проявляється в зміні кольору каменю під час обертання. Однак цей метод дослідження не дозволяє; порівнювати кольори, що відповідають двом напрямкам коливань, як це робиться за допомогою дихроскена, і слабкий дихроизм може залишитися непоміченим

Дотепер мова йшла про висвітлення, створюваному пучком паралельних світлових променів. Наступний метод дослідження передбачає використання сильно збіжного світла, що досягається за допомогою додаткової конденсорної лінзи, причому всі діафрагми під предметним столиком залишаються широко відкритими; поляризатор і аналізатор, як і колись, схрещені. Промені, що становлять пучок, тепер проходять через двупреломляю-щий камінь у різних напрямках, у результаті чого впливають як різні величини двупреломления, так і різна довжина шляху. Виходячи з каменю, пучок виявляється сильно розбіжним, і його повертають в оптичну систему за допомогою об`єктива з досить більшим збільшенням, що розташовується близько до верхньої поверхні каменю. Фігура інтерференції, яку ми прагнемо досліджувати, виходить не в положенні фокуса, коли видне зображення каменю. Її можна побачити у верхній фокальній площині об`єктива, вийнявши окуляр з тубуса мікроскопа або ж — у злегка збільшеному виді — залишивши окуляр на місці й тримаючи над ним на невеликій відстані ручну лінзу. Петрографічні мікроскопи часто постачені, що зміцнюється иод окуляром допоміжною лінзою {лінзою Бертрана)„ яка разом з окуляром дає збільшене зображення цієї фігури

Деякі речовини, єдиним серед дорогоцінних каменів і наочним загальним прикладом яких є кварц, мають властивість обертати площина поляризації світла, що проходить паралельно оптичної осі. Інтерференційна фігура (фото 6,6).

у цьому випадку відрізняється від звичайної для одноосьового кристала. Хрест не доходить до центру поля зору; у звичайному світлі центральна частина поля виявляється пофарбованою. Якщо камінь дає таку картину, то його впевнено можна визначити як кварц. У паралельному пучку світла й при схрещених николях базальний перетин такого каменю виявить изотропность, залишаючись незмінним при повному обороті столика, але замість повної темряви в поле зору виявиться однорідне інтерференційне фарбування. Це явище називається обертанням площини поляризації, а речовини, що володіють цією властивістю, описуються як оптично активні

Досвід говорить нам, що тверда речовина плаває в рідині, яка щільніше цієї речовини, тоне в менш щільній рідині й залишається в зваженому стані на будь-якому рівні в рідині із щільністю, у точності рівної щільності цієї твердої речовини. Якщо камінь хоча б небагато менш щільний, чому рідина, він буде підніматися до поверхні; якщо він трохи щільніше, він буде, звичайно, опускатися на дно. Це фізичне явище сильне ускладнює маневрування підводного човна й робить його ще більш небезпечним. Якщо нам вдається знайти рідину щільніше ис-.

Одна з рідин, найбільш підходящих для исследованйя ряду дорогоцінних каменів, відома як розчин Клеричи ( по імені її винахідника) *. Це суміш малоната таллия СН

(СООТ1)

і формату (солі мурашиної кислоти) таллия HGOOT1, прозора рідина, зовсім слабко пофарбована в коричневий колір. Її щільність при звичайній кімнатній температурі рівна 4,25 і зростає з температурою аж до температур, близьких до крапки кипіння води: при 90—100°С на її поверхні може плавати пірит, питома вага якого рівний приблизно 5. Цей розчин може змішуватися з водою в будь-якій пропорції, і його легко можна знову зробити концентрованим шляхом обережного нагрівання над полум`ям газового пальника або на гарячому піску. Як і всі таллие-вие сполуки, розчин Клеричи отрутний, і користуватися ним треба з розумною обережністю. Хоча його можна безпечно використовувати для всіх дорогоцінних каменів, крім пористих, його не можна застосовувати до всіх мінералів не перебираючи, тому що він вступає, особливо в гарячому виді, у хімічну реакцію е деякими з них, наприклад з окислами металів

Ще одна рідина, дуже зручна для використання, хоча для меншого діапазону щільності, чому розчин Клеричи,— це иодистий метилен СН

1

, який був уже рекомендований через його високе світлозаломлення. Ця рідина має в чистому виді

при 46°G щільність 3,324

. Її можна швидко розбавити бензолом, щільність якого рівна 0,88, або більш поступово бромоформом із щільністю 2,88. У свіжому виді иодистий метилен має тільки слабке жовте фарбування, але на світлі швидко темніє через вивільнення иода, який з`являється в колоїдній формі й від якого не можна позбутися фільтрацією. Тому пляшка з рідиною повинна бути зачернена або закрита від світла; однак рідина можна легко зробити більш прозорої, струшуючи її зі шматочками міді, олова або інших речовин, з якими иод з`єднується, утворюючи иодиди, які можна вилучити фільтрацією. Пропонувалася також ртуть, але виявилося, що вона не підходить, тому що вона може частково розчинитися в рідині, а потім осісти на досліджуваному камені й потягнути його до дна пробірки. Може застосовуватися їдкий калій, але при цьому відділяється вода, яка збирається на поверхні, і тому потрібне спеціальне пристосування, що дозволяє очистити иодистий метилен шляхом відсмоктування його знизу.

Використовувати бромоформ СНВг

як засіб для поділу мінералів, що входять до складу піску, уперше запропонував Шредер Ван-Дер-Кольк

. При звичайній кімнатній температурі ця рідина має щільність 2,88 і показник переломлення 1,588. На світлі й у присутності повітря вона розкладає. Її можна розбавити спиртом або бензолом, але переважніше першим через більш підходящу концентрацію; якщо до розчину додати дистильовану воду, то спирт з`єднується з нею й спливе на поверхню; більш щільний бромоформ можна відвести за допомогою ділильної лійки, а вся надлишкова волога випарюється вєксикаторе.

Принцип цього методу дуже простий. Камінь, питома вага якого потрібно визначити, зважується спочатку на повітрі, а потім його занурюють у воду й зважують у воді. Якщо отримані ваги рівні відповідно W і W, то різниця ( W-І

) складе, мабуть, вага води, витиснутої каменем, що й має, таким чином, такий же об`єм, як і камінь; питома вага каменю, отже, рівний WI(W-W’).

,,.

Якщо користуються прийманням подвійного зважування, формула буде трохи іншою. Припустимо, що противазі відповідає вага гирьок з; каменю, що зважується в повітрі,- w, у воді — w; тоді W=c-w і W= з-w, і, отже, питома вага каменю рівна (c-w)l(w-w).

Твердість каменю — це опір, який виявляє його поверхня при спробі подряпати її іншим каменем або вдим предметом; твердість являє собою захід связности атомної структури речовини. Кожний власник алмазного персня зна-.

ет, що алмаз легко дряпає шибку. Якщо ми станемо пробувати інші дорогоцінні камені, то виявиться, що й вони дряпають скло, але не так легко, а якщо продовжувати цей експеримент, ми встановимо, що топаз дряпає шибка, але на самому топазі залишає подряпини корунд, який у свою чергу піддається всесильному алмазу. Отже,, існують значні відмінності в здатності дорогоцінних каменів протистояти зношуванню, абразії, тобто камені, як звичайно говорять, різняться по твердості. Щоб спростити спосіб вираження цієї властивості, мінералог Фрідріх Моос розробив на початку минулого століття наступну умовну шкалу, яка широко вживається дотепер:.

Певне орієнтування внутрішньої структури кристалів обумовлює в багатьох випадках такі особливості, які залежать від напрямку і можуть бути виявлені по електричних властивостях. Якщо нагріти кристал турмаліну, він здобуває електричний заряд, а оскільки він є при цьому й поганим провідником, то на обоє його кінцях виникають статичні заряди протилежного знака, які зберігаються, хоча й змінивши знак, після остигання. Якщо помістити кристали турмаліну в ящик із внутрішнім висвітленням, вони там будуть нагріватися й притягати до себе велика кількість тонкого пилу з навколишнього повітря. Топаз має такі ж властивості, але меншою мірою. Якщо нагрівати кристал кварцу, у ньому також з`являються на різних кінцях подвійної осі статичні заряди протилежного знака, але іноді це явище маскується двойникованием. Електричні заряди можна виявити й у гранованих каменях. Ця властивість називається піроелектрикою ( від грецького слова ябр — вогонь).