Свойства безцветных драгоценных камней (сапфир , алмаз)

До появления синтетических камней наиболее известными заменителями алмаза были циркон и бесцветный сапфир. К достоинствам сапфира следует отнести близкую к алмазу твердость, но его блеск и игра цветов существенно хуже, так что даже невооруженным глазом легко увидеть, что эти камни действительно несопоставимы. Игра цветов циркона близка к алмазу, но его блеск значительно хуже и лишь ненамного выше, чем у сапфира.

Блеск минерала в основном зависит от показателя преломления, который определяется степенью замедления световой волны при вхождении в твердую среду. Чем выше показатель преломления, тем ниже скорость света в кристалле по сравнению со скоростью в воздухе. Показатель преломления также измеряется по отклонению луча света при вхождении в кристалл. Из этого следует, что чем выше показатель преломления кристалла, тем сильнее его блеск. Чем сильнее луч света изменит свое направление, проникая в кристалл, тем меньший угол он образует с противоположной поверхностью, и соответственно возрастает вероятность того, что луч отразится от тыльной грани, а не пройдет сквозь кристалл. Количество света, отраженное камнем, зависит также от угла падения луча и вида огранки камня, но именно разница показателей преломления алмаза (2,42) и сапфира (1,77) делает эти минералы столь отличающимися друг от друга; алмаз — сверкающий камень, тогда как бесцветный сапфир относительно тусклый.
Многие минералы обладают двупреломлением, которое возникает в результате взаимодействия световых волн с закономерно расположенными атомами в кристаллах, не обладающих кубической симметрией. В двупреломляющих кристаллах луч света разделяется на два луча, которые распространяются с разной скоростью и, следовательно, преломляются под разными углами. Такие кристаллы имеют два показателя преломления, соответствующие этим двум лучам, которые называются обыкновенным и необыкновенным и характеризуются колебаниями во взаимно перпендикулярных направлениях. Разницу между показателями преломления и называют двупреломлением, она может быть положительной или отрицательной в зависимости от того, больше или меньше показатель преломления необыкновенного луча, чем обыкновенного.