Вы здесь: Главная » Космос » Удивительные оптические свойства кристаллов

Удивительные оптические свойства кристаллов

fotoniПриродные кристаллы имеют очень разнообразную структуру, от которой зависят их не менее разнообразные свойства. Например, для рубинов и сапфиров характерно проявление астеризма (от слова астра, т. е. звезда). В просторечии такое явление называется «кошачий глаз». Дело в том, что когда срезы или сколы этих кристаллов освещаются солнечным светом, на них высвечивается звездообразная фигура, напоминающая блеск кошачьего глаза.

Оказывается, что причиной этого удивительного явления служат микроскопические полые канальцы или волокна рутила, присутствующие в структуре рубинов и сапфиров.

Необыкновенными свойствами отличаются и кристаллы кварца. На примере достаточно крупного кварцевого кристалла можно наблюдать волнообразное затухание света. Если источник света выключить, то становится заметно, как неравномерно «гаснет» кварц. Одни участки кристалла уже успели потемнеть, а другие еще светятся или только начинают угасать.

Это свойство имеет свое объяснение. Миллионы лет назад, при формировании кристаллов кварц подвергался высокому давлению в определенном направлении. Из-за этого кристаллы кварца приобрели свойство анизотропии по отношению к свету. Это значит, что при освещении кварца в различных направлениях, будут получены различные световые эффекты. Кроме кварца оптическая анизотропия присуща и некоторым другим кристаллам.

Если такие кристаллы расположить между поляроидами и поворачивать вокруг своей оси, они меняют цвет. Это явление происходит из-за наложения световых волн, прошедших через кристалл. Такие волны образуют в пространстве стоячую волну с повторяющимися максимумами и минимумами свечения. Этот эффект называется интерференцией. Наблюдать интерференционную картину в кристаллах можно с помощью микроскопа и фокусирующих линз. Между поляроидными пленками размещается анизотропный кристалл и в окуляр микроскопа воочию виден результат интерференции.

К оптическим свойствам кристалла относится и его цвет. Встречаются как ярко окрашенные кристаллы, так и абсолютно бесцветные. Цвет кристалла, например, синий, указывает на то, что этот кристалл пропускает весь солнечный спектр, кроме той его части, длина волны которой ответственна за синий цвет. Эту волну кристалл не может пропускать из-за особенностей своей внутренней структуры, поэтому она отражается от его граней. После отражения эта световая волна попадает на сетчатку человеческого глаза и воспринимается как синий цвет данного кристалла.

Примером бесцветного кристалла может служить алмаз. Он полностью прозрачен. Но после огранки он превращается в бриллиант, грани которого способны отражать часть солнечного спектра и создавать иллюзию разноцветного сверкания.

Цвет кристалла может зависеть и от освещения. Искусственный свет, в отличие от солнечного, содержит неполный спектр. Поэтому кристаллы могут при дневном освещении иметь один цвет, а при комнатном — другой. Например, кристаллы александрита при солнечном освещении имеют зеленый цвет, а при искусственном становятся красноватыми.

Очень интересным свойством кристаллов является люминесценция. Так называется способность тел светиться при воздействии на них светом, теплом или пучком электронов. Если воздействие прекратить, свечение пропадает.

Но есть еще более интересный случай: воздействие на кристалл прекращено, а он продолжает светиться еще достаточно долго. Такое явление называется фосфоресценция.

Существует еще много интересных свойств и явлений, связанных с кристаллами. Мир кристаллов хранит свои тайны, но возможно, человек со временем сумеет их разгадать и применить во благо.