Was ist Edelstein-Doppelbrechung?

Wir wissen, dass Edelsteine funkeln und leuchten, aber wissen wir auch genau, warum? Was verleiht Edelsteinen ihren strahlenden Glanz und verläuft dieser Prozess bei jedem Edelstein anders? Da Licht je nach Struktur des Steins unterschiedlich gebrochen wird, müssen wir zur Beantwortung dieser Fragen einen wissenschaftlichen Prozess namens Doppelbrechung untersuchen.

Das unverwechselbare Funkeln eines Diamanten ist leicht zu erkennen. Doch es gibt auch eine Vielzahl anderer Steine mit unterschiedlichen Strukturen, die ihr Licht unterschiedlich ausstrahlen. Was unterscheidet sie also voneinander?

Bei der Doppelbrechung geht es darum, in welche Richtungen das Licht beim Eintritt in einen Edelstein aufgespalten wird und ob es einmal oder mehrmals gebrochen wird.

Lesen Sie weiter, während wir die Definition der Doppelbrechung von Edelsteinen erläutern, welche Edelsteine Doppelbrechung aufweisen, welche Merkmale Doppelbrechung aufweist und wie man die Doppelbrechung eines Edelsteins berechnet. Doch zunächst können wir auf diese Details nicht eingehen, ohne zu erklären, was Doppelbrechung ist, oder?

Was ist Edelstein-Doppelbrechung?

Um diese Frage bestmöglich zu beantworten, definieren wir die mit dem Prozess der Doppelbrechung verbundenen Begriffe:

• Brechung: Wenn Licht von einer transparenten Substanz oder einem transparenten Objekt zu einem anderen gelangt, beispielsweise von Luft zu einem Edelstein, wird es gebrochen oder ändert seine Richtung.

• Doppelbrechung: Licht dringt in eine schräge Substanz wie einen Edelstein ein und wird in zwei (manchmal drei) verschiedene Richtungen aufgeteilt.

• Doppelbrechung: Nun können wir die Doppelbrechung definieren, die die Doppelbrechung eines Edelsteins misst. Wenn Licht in zwei Richtungen gebrochen wird, also doppelt bricht, nutzen wir die Doppelbrechung nicht nur zur Messung, sondern auch zur Identifizierung von Edelsteinen.

Wie und warum messen Gemmologen den Brechungsindex?

Wenn Licht in einen Edelstein eindringt, wird es verlangsamt, gebrochen und gebrochen. Gemmologen müssen diese Eigenschaft bei der Berechnung des Brechungsindex eines Edelsteins berücksichtigen.

Wie messen Gemmologen den Brechungsindex (RI)?

Bei diesem Verfahren wird die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum gemessen und durch die Lichtgeschwindigkeit geteilt, die durch einen Edelstein hindurchgeht. Warum sollte die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum gemessen werden? Bedenken Sie, dass die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum immer höher ist als durch einen Edelstein hindurch, sodass der RI eines Edelsteins immer 1 oder höher ist. Mit einem Refraktometer kann der Techniker den RI des Edelsteins genau messen.

Warum ist der Brechungsindex wichtig?

Der RI ist wichtig, da er dem Gemmologen letztendlich Aufschluss darüber gibt, mit welcher Art von Edelstein er arbeitet. Es gibt Hunderte von Edelsteinen auf der Welt, und die Messung des RI ist eine effektive Methode zur genauen und effizienten Identifizierung von Edelsteinen.

Welche Beziehung besteht zwischen Brechungsindex und Doppelbrechung?

Da es weltweit Hunderte von Edelsteinen gibt, identifiziert die Kenntnis des Brechungsindex (RI) eines Edelsteins den Stein und grenzt die Klasse der Steine ein, die Doppelbrechung aufweisen. Das liegt daran, dass bestimmte Steine nur einen RI haben und nicht doppelt brechen. Wenn ein Stein keine Doppelbrechung aufweist, weist er keine Doppelbrechung auf.

Der Brechungsindex hilft Gemmologen, Edelsteine anhand der Lichtbrechung zu kategorisieren. Da wir nun wissen, dass ein Stein doppelt brechen muss, um Doppelbrechung zu zeigen, stellt sich die Frage: Um welche Steine handelt es sich?

Welche Edelsteine haben Doppelbrechung?

Eine einfache Möglichkeit, Edelsteine mit Doppelbrechung zu identifizieren, besteht darin, die Struktur des Edelsteins zu betrachten. Besitzt der Edelstein eine isometrische Kristallstruktur mit Würfelform, sind die Achsen der Struktur alle gleich lang, sodass Steine mit dieser Struktur nur einen RI aufweisen. Ein Paradebeispiel für einen isometrischen Stein mit einem RI ist der Diamant. Bedenken Sie: Ein Stein mit nur einem RI weist keine Doppelbrechung auf und ist somit nicht doppelbrechbar.

Das bedeutet, dass Edelsteine mit einer anderen Kristallstruktur eine doppelte Brechung aufweisen. Diese Edelsteine haben 2-3 Brechungsindizes, die durch die Richtung definiert sind, in der das Licht in sie eintritt und sie durchdringt.

Beispiele für Edelsteine, die Doppelbrechung aufweisen, sind Zoisit, Calcit, Smaragd, Tansanit, Rubin, Saphir und Topas.

Was sind die visuellen Effekte der Doppelbrechung?

Doppelbrechende Edelsteine weisen die folgenden visuellen Effekte auf:

• Pleochroismus – Dies ist ein Farbeffekt, bei dem zwei bis drei Farben sichtbar werden. Je nachdem, wie und in welchem Winkel Sie den Stein halten, variiert der Pleochroismus.

• Doppeltsehen – Bei manchen Edelsteinen tritt ein faszinierender Doppelbrechungseffekt auf, der zu Doppeltsehen führt. Wenn der Edelstein facettiert oder geschliffen wird, scheint er zwei Bilder zu reflektieren.

• Unschärfe – Doppelbrechung kann auch auf natürliche Weise dazu führen, dass auf einem Edelstein eine Art Unschärfe auftritt, wodurch er unscharf erscheint.

So berechnen Sie die Doppelbrechung

Jeder Edelstein hat sowohl einen niedrigen als auch einen hohen Brechungsindex. Die Differenz zwischen diesen beiden Werten entspricht der Doppelbrechung des Edelsteins. Edelsteine mit hoher Doppelbrechung haben auch deutlichere optische Effekte.

Es gibt jedoch bestimmte Edelsteine, deren Brechungsindex tatsächlich einen Wertebereich aufweist, der sich auf die Achsen ihrer Struktur bezieht. Besitzt ein Edelstein mehrere RI-Werte, lässt sich der Bereich der Doppelbrechung berechnen, indem man die Differenz zwischen den kleinsten und größten Werten des Edelsteins untersucht. Statt einer Doppelbrechung von 0,008 wie bei einem Saphir liegt der Bereich bei 0,108–0,110 wie bei Azurit .

Während es Edelsteine gibt, die keine Doppelbrechung aufweisen, wie etwa Diamanten, gibt es viele Edelsteine, die eine Doppelbrechung aufweisen, und sogar ein großer Teil der Edelsteine weist einen Bereich der Doppelbrechung auf.

Eine kurze Zusammenfassung zur Doppelbrechung

Damit ist unser Überblick über die Doppelbrechung von Edelsteinen abgeschlossen. Haben wir alle Ihre Fragen beantwortet? Auch wenn es nach einer Menge Informationen klingt, gibt es tatsächlich nur wenige Schlüsselkriterien für die Doppelbrechung. Nachfolgend finden Sie eine Zusammenfassung der Doppelbrechung von Edelsteinen:

• Doppelbrechung tritt auf, wenn Licht beim Eintritt in einen Edelstein doppelt gebrochen wird, weil das Licht in zwei bis drei verschiedene Richtungen aufgespalten wird.

• Ein Stein muss mehr als einen Brechungsindex haben, um Doppelbrechung zu zeigen.

• Zu den visuellen Effekten der Doppelbrechung zählen Pleochroismus, bei dem mehrere Farben aus unterschiedlichen Winkeln des Edelsteins sichtbar werden, Unschärfe und Doppeltsehen.

• Zu den beliebtesten doppelbrechenden Edelsteinen mit Doppelbrechung zählen Rubine und Smaragde.

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