Опал
Опал представляет собой гидратированную аморфную форму кремнезема (SiO 2 · n H 2 O); его содержание воды может варьироваться от 3 до 21% по массе, но обычно составляет от 6 до 10%. Благодаря своему аморфному свойству он классифицируется как минералоид , в отличие от кристаллических форм кремнезема, которые считаются минералами . Он откладывается при относительно низкой температуре и может встречаться в трещинах почти любого вида горных пород , чаще всего встречается в лимоните , песчанике , риолите ,мергель и базальт .
Считается, что название опал происходит от санскритского слова upala ( उपल ), что означает «драгоценный камень», а затем от греческого производного opállios ( ὀπάλλιος ), что означает «видеть изменение цвета».
Есть два широких класса опалов: драгоценные и обычные. Драгоценный опал демонстрирует игру цвета ( радужность ); обычный опал нет. [5] Игра цвета определяется как «псевдохроматический оптический эффект, приводящий к вспышкам цветного света от определенных минералов, когда они превращаются в белый свет». [6] Внутренняя структура драгоценного опала заставляет его преломлять свет, что приводит к игре цвета. В зависимости от условий, в которых он образовался, опал может быть прозрачным, полупрозрачным или непрозрачным, а цвет фона может быть белым, черным или почти любым цветом видимого спектра. Черный опал считается самым редким, а белые, серые и зеленые опалы — наиболее распространенными.
Драгоценный опал показывает переменную игру внутренних цветов, и, хотя он является минералоидом, он имеет внутреннюю структуру. В микроскопических масштабах драгоценный опал состоит из сфер кремнезема диаметром около 150–300 нанометров (5,9 × 10–6–1,18 × 10–5 дюймов ) в гексагональной или кубической плотноупакованной решетке . В середине 1960-х годов Дж. В. Сандерс [7] [8] показал, что эти упорядоченные кварцевые сферы создают внутренние цвета, вызывая интерференцию и дифракцию света, проходящего через микроструктуру опала. [9] Регулярность размеров и упаковки этих сфер является основным фактором, определяющим качество драгоценного опала. Если расстояние между регулярно уложенными плоскостями сфер составляет около половины длины волны компонента видимого света , свет с этой длиной волны может подвергаться дифракции на решетке , созданной уложенными друг на друга плоскостями. Наблюдаемые цвета определяются расстоянием между плоскостями и ориентацией плоскостей по отношению к падающему свету. Этот процесс можно описать законом дифракции Брэгга .
Видимый свет не может проходить через большие толщины опала. Это основа оптической ширины запрещенной зоны в фотонном кристалле . Представление о том, что опалы являются фотонными кристаллами для видимого света, было высказано в 1995 году группой Василия Астратова . [10] Кроме того, микротрещины могут быть заполнены вторичным кремнеземом и образовывать тонкие пластинки внутри опала при его формировании. Термин « опалесценция» обычно используется для описания этого уникального и красивого явления, которое в геммологии называется игрой цвета . В геммологии опалесценцией называют туманно-молочно- мутный блеск обыкновенного или горшечного опала, не проявляющего игру цвета.[ Требуется разъяснение ] Опалесценция является формой адуляресценции .
