12 марта 2015 - Камни - хамелеоны

«Коварный сибиряк. Он всё был зелен, как надежда, а к вечеру облился кровью. В нём зелёное утро и кровавый вечер...» — так писал Николай Лесков об удивительном драгоценном камне александрите, названном так в честь русского царя Александра II, так как был открыт на Урале в 1834 году, в день совершеннолетия императора.

 

ЗАГАДОЧНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ

Александрит действительно обладает удивительной способностью менять окраску: днём его цветовая гамма варьирует от тёмно-синего до изумрудно-зелёного, а при искусственном освещении приобретает пурпурно- красный цвет. Согласно одной из многочисленных легенд, возникших вокруг таинственного камня, на рассвете александрит становился изумрудом, а ночью превращался в пурпурный аметист. Впрочем, из драгоценных и полудрагоценных камней не один александрит способен изменять свой цвет. Оттенки аметиста колеблются от бледно-розового до насыщенно- фиолетового. В XIX веке мореплаватели брали с собой в путешествия аметистовые перстни и следили за их цветом. Потемнел камень среди бела дня — жди бури.

 

Или возьмём гакманит. На свежем разломе он розовый или даже ярко-малиновый. Но постепенно меркнет, пока не превратится в ничем не примечательный сероватый камень. Зато если подержать его несколько дней в темноте, он вновь порозовеет. Ещё быстрее розовая окраска вернётся к минералу, если в тёмной комнате его поместить под ультрафиолет. В зависимости от освещения меняет глубину своей синевы лазурит...

 

Это явление — фотохромизм — способность веществ менять цвет под действием света хорошо известно в химии и биологии. Среди минералов хамелеоны встречаются гораздо реже, но тем интереснее раскрыть это странное свойство, которому многие века приписывали магическое начало. Окраска любого минерала зависит от того, как взаимодействуют лучи света с электронами атомов, входящих в его состав.

 

Обычные кристаллы имеют устойчивую структуру, и цвет отражённых лучей зависит от вида минерала. И лишь на поверхностях некоторых камней образуются «осколки» молекул — заряженные ионы. Они, поглощая квант света, приобретают избыточную энергию и переходят в возбуждённое состояние. Энергия фотона передаётся электронам. Возбуждённые электроны и атомы начинают перемещаться из одних узлов кристаллической решётки в другие, и это приводит к изменению цвета. В темноте начинается обратная реакция — атомы и электроны возвращаются на свои места, и цвет становится прежним…

 

ПОД УГЛОМ ЗРЕНИЯ

Впрочем, иногда минералы меняют цвет независимо от освещения. Скажем, турмалины… В старой египетской легенде говорится, что турмалин на пути от Земли к Солнцу впитал в себя все цвета радуги. Да и само название — «турмалин» — происходит от сингалезского слова «tura mali», что в переводе означает «камень со смешанными цветами». Посмотришь на него сверху — цвет один, глянешь сбоку — другой!

 

Способность некоторых минералов — турмалинов, топазов, корундов, апатитов — обнаруживать различную окраску с разных сторон получило название плеохроизм, от греческих слов pleon — многочисленный и chroa — цвет. Явление это связано с тем, что кристалл в разных направлениях по-своему поглощает лучи света, поляризованные в разных плоскостях. Это явление впервые наблюдали в 1816 году немецкий физик Томас Иоганн Зее- бек и его французский коллега Жан Батист Био.

 

КАМНИ НАСТРОЕНИЯ И ЗДОРОВЬЯ

Основываясь на изучениях плеохроизма и фотохромизма в 1950-е годы Манфред Сваровски в тесном сотрудничестве с Кристианом Диором создал уникальный кристалл, переливающийся всеми цветами радуги. Камень получил имя «Аврора Бореалис» и стал настоящей мировой сенсацией, спровоцировав появление моды на разноцветные стразы. Вдохновлённый успехом «Авроры Бореалис», Сваровски стал давать имена всем своим последующим творениям. Одно из них — «Камень настроения», он способен менять цвет в зависимости. от самочувствия обладателя.

 

А подмосковные учёные разработали индикатор ультрафиолетового облучения — кристалл иодида, который меняет цвет, получив опасную для здоровья человека дозу. Чистый иодид прозрачен и бесцветен, то есть пропускает весь спектр излучения. Но если в кристалл добавить примеси, то он будет поглощать излучение из красно-зелёной части спектра, а синий свет свободно проходит сквозь кристалл, и он постепенно начинает синеть. Чем больше ультрафиолетового излучения прошло через такой кристалл, тем глубже синий цвет. Если же поток ультрафиолета прервать, то кристалл через несколько часов вновь станет бесцветным.

 

Изготавливать индикатор учёные предлагают в виде кулона или значка. Выходишь с таким кулоном на пляж. Если кристалл за несколько минут посинел, значит, солнце неспокойно, озона в воздухе мало и опасный ультрафиолет легко достигает поверхности Земли. В такой день солнечные ванны следует отменить. На всякий случай.