БРИЛЛИАНТ И СВЕТ

   В конечном счете красота бриллианта определяется оптическими свойствами, как присущими веществу - алмазу, так и проявляющимися в результате огранки и полировки. Совокупность поверхностных и внутренних оптических свойств бриллианта человеческий глаз воспринимает как попавшие в глаз разнообразные лучи — белые и цветные, в целом создающие картину бриллианта и вызывающие у человека положительные эмоции.


Блеск камня

Блеск камня - это сила отражения света от его поверхности. Мы можем наблюдать блеск (и вообще видеть поверхность камня), потому что часть света отражается, не проходя внутрь. Отражательная способность, от которой зависит сила блеска, является свойством вещества, которое для минералов обычно описывается качественно. Например, для разных минералов характерен "металлический", "стеклянный", "алмазный", "перламутровый" или иной блеск. Алмазный блеск – сильный, т.е. минералы, обладающие алмазным блеском (и среди них алмаз), имеют сильную отражательную способность. Блеск, который проявляется на природной грани или сколе кристалла, более выигрышно выглядит на гладких полированных поверхностях, которые отражают весь пучок падающего на камень света в одном направлении. Поэтому кажется, что чем лучше отполирован камень, тем сильнее он блестит. Кроме того, блеск зависит от угла падения луча света на поверхность камня (коэффициент отражения для луча света, падающего перпендикулярно поверхности бриллианта, равен 17%). И, наконец, чистый бриллиант блестит сильнее, чем камень с загрязненной поверхностью.



Преломление света

Преломление света происходит на границе воздух-камень при входе светового луча в камень или при выходе из него. Показатель преломления воздуха принят равным 1, а показатель преломления алмаза равен 2.42, что делает алмаз одним из самых высокопреломляющих прозрачных минералов. Именно большая разница в показателях преломления воздуха и алмаза заставляет луч света при пересечении границы воздух-алмаз сильно изменять направление. Свет преломляется таким образом, что угол его падения в воздухе больше угла преломления в бриллианте (по отношению к нормали границы "воздух-алмаз"). Соответственно, при выходе из бриллианта в воздух луч света больше отклоняется от нормали. Начиная с определенного угла, свет, пройдя в бриллианте до границы с воздухом, отражается целиком в бриллиант. Такой угол называется критическим и для алмаза равен 24,5 градуса. В бриллианте, у которого соблюдены пропорции и углы, свет, входящий в бриллиант через грани короны, дважды полностью отражается от граней павильона по закону полного внутреннего отражения и выходит через корону камня (в глаз наблюдателя). Благодаря этому свойству бриллиант не пропускает свет "насквозь", в отличие от большинства имитаций. Преломленный в бриллианте свет, выходя наружу, смешивается с отраженным. Иногда блеском называют смесь отраженных и преломленных лучей.  Для описания доли света, возвращаемой в наш глаз, по сравнению с количеством падающего света, применяется термин "сверкание" или "бриллианция".


Дисперсия

Дисперсия выражается в способности камня разлагать белый луч света на спектральные составляющие, и на практике выглядит в виде выходящих из камня красных, зеленых, синих и т.д. цветных лучей. Это свойство также постоянно для каждого вещества и определяется различной величиной показателя преломления для лучей разных цветов (Рисунок 3), причем показатель преломления для фиолетового луча больше, чем для красного. Величина дисперсии для алмаза равна 0,044, и это также одно из самых высоких значений среди минералов. Любой луч белого света, проходя через бриллиант, разлагается на спектральные составляющие, но для того, чтобы дисперсия луча была заметна глазом, нужно, чтобы часть лучей после разложения на спектр вышла из камня наружу, а часть отразилась в бриллиант. Такое условие выполняется далеко не для всех лучей в бриллианте, поэтому большинство лучей, выходящие из бриллианта, белые, и только меньшая часть – цветные. Чем длиннее путь, который луч света проходит в бриллианте в результате многократных переотражений, тем больше расходятся цветные лучи и тем сильнее проявляется дисперсия. Как следствие, крупный бриллиант будет "играть" сильнее, чем мелкий.

Термины "игра" или "огонь" используются для характеристики тех разноцветных лучей, которые человек видит как результат дисперсии света в бриллианте.


Сцинтилляция бриллианта

Явление, возникающее, если бриллиант, источник освещения или наблюдатель приводятся в движение. В этом случае вся картина белых и цветных участков в бриллианте начинает сложным образом изменяться: различные грани камня то вспыхивают, то угасают, различные цвета игры сменяют друг друга. Для человека такая изменяющаяся во времени картина является эстетически привлекательной, и поэтому всю красоту бриллианта трудно оценить в неподвижном состоянии.


Цвет камня

Цвет камня - свойство, определяемое избирательным поглощением света. Идеальный бриллиант полностью бесцветен, однако в реальном камне всегда есть микропримеси и структурные дефекты, которые поглощают часть проходящего через камень света. При этом желтый цвет, присущий в той или иной мере большинству бриллиантов, возникает в камнях, которые поглощают главным образом синюю и зеленую часть спектра (см. рисунок). Редкие цветные бриллианты имеют другой характер поглощения. Алмазы с небольшой концентрацией центров окраски имеют не цвет, а "нацвет" или оттенок цвета. Наоборот, если поглощение сильное, то это начинает сказываться на прозрачности камня, и темноокрашенные камни воспринимаются как полупрозрачные.

Итоговое впечатление от бриллианта определяется совокупностью отражения, преломления, дисперсии и поглощения, и воспринимается как блеск, сверкание, игра, цвет. Человеческое восприятие оптических свойств бриллианта можно представить в виде следующей схемы:


Восприятие