دایکروسکوپ گوهر شناسی و کاربرد آن در تشخیص سنگهای قیمتی

دایکروسکوپ (Dichroscope) وسیله ای جیبی است برای تعیین چند رنگی گوهرها که با بکارگیری آن همراه با لوپ و چلسی فیلتر تقریبأ 85 درصد از گوهرها را می توان شناسایی کرد. دایکروسکوپ گوهر شناسی در مورد گوهرسنگ های رنگی شفاف بکار برده می شود. در مورد گوهرسنگ های رنگی کدر یا کهربا و یا اپال قابل استفاده نیست. از میان انواع آن نوع کلسیت دایکروسکپ ( calcite type) پیشنهاد می شود. رنگ های ظاهر شده در بلورها، به پرتوهای جذب شده توسط بلور در یک جهت خاص وابسته است. برای مثال اگر بلور تمامی رنگ های طیف حاصل از نور سفید را بجز آبی جذب کند، این بلور در نظر بیننده آبی جلوه خواهد کرد. هنگامی که جذب نور در جهات مختلف متفاوت باشد گفته می شود که بلوز پدیده چند رنگی دارد. در این رابطه بلورها دو رنگی (Dichroism) و سه رنگی (Trichroism) هستند. دایکروسکوپ گوهر شناسی می تواند گوهر های همرنگ ولی با چندرنگی مختلف را از همدیگر تشخیص دهد ولی نمی تواند مثلا شیشه قرمز را از اسپینل یا گرونای قرمز متمایز سازد زیرا هیچ کدام از آنها دارای خاصیت چندرنگی نیستند برای این منظور باید از دیگر ابزارهای گوهرشناسی مثل پلاریوسکوپ استفاده نمود.

دایکروسکوپ چه کاربردی در گوهرشناسی دارد؟

دایکروسکوپ گوهر شناسی دستگاهی است که به وسیله آن دو رنگی را در گوهرها تشخیص داد هر چند که با هم جهت نمودن راستای پلاریزور بالایی و پایینی در دستگاه پلاریوسکوپ و با چرخش گوهر بر روی در پایینی می توان دورنگی و چندرنگی را در گوهرهای یک محوره و دو محوره می داد. همان گونه که در ادامه توضیح داده شده است مزیت دایکروسکوپ په پلاریوسکوپ، دیدن همزمان دو رنگ متفاوت در یک گوهر است. از دایکروسکوپ برای تشخیص سریع یاقوت از گارنت قرمز یا اسپینل قرمز، سفایر آبی از تانزانیت یا اسپینل آبی، آمیتیست از شیشه های بنفش، زمرد از نمونه های مشابه آن استفاده میشود. دایکروسکوپ گوهر شناسی فقط در مورد گوهرهای شفاف و رنگی مورد استفاده قرار می گیرد و برای گوهرهای اپاک و اپال (به دلیل نداشتن سیستم تبلور) کاربردی ندارد. به وسیله دایکروسکوپ به راحتی می توان گارنت قرمز و اسپینل سرخ را از رویی (یاقوت سرخ) تشخیص داد زیرا در مورد اول فاقد چندرنگی (به دلیل سیستم تبلور کوبیک) ولی یاقوت سرخ دارای چندرنگی است (به دلیل سیستم تبلور رومبوندر). هم چنین به وسیله دایکروسکوپ به سرعت می توان سافیر (یاقوت آبی) را از تانزانیت و اسپینل ابی تشخیص داد.

بررسی دستگاه دیکروسکوپ گوهر شناسی از نظر تئوری

نوری که از یک بلور انیزوتروپ عبور می کند ممکن است در جهتهای مختلف ارتعاش مقدار متفاوتی جذب شود. این پدیده در کانیهای یک محوره دورنگی و در کانیهای بخوره چندرنگی نامیده می شود. واژه چندرنگی برای هر دو منظور به کار برده می شود. پرتو نوری که به بلورهای یک محوره تابیده می شود بر اساس دو جهت ضریب شکست کوچکتر و بزرگتر به دو پرتو 0 و E شکسته می شود . این نوع کانیها می توانند فقط دو رنگ نشان دهند (دی کروئیسم). در کانیهای دو محوره بر اساس سه جهت ضریب شکست کوچکتر، بزرگتر و متوسط سه رنگ (تری کروئیسم) دیده خواهد شد. در کانیهای یک محوره، هنگامی که نوری به موازات محور نوری (محور c) عبور می کند تنها یک رنگ دیده می شود که مربوط به پرتو 0 است. رنگ پرتو E هنگامی که نور عمود بر محور نوری عبور می کند به بهترین وجه دیده می شود. در برخی گوهرهای تک محوری، اختلاف رنگ، تنها به صورت اختلاف در شدت مشاهده می شود. برای مثال در تورمالین سبز، جذب پرتو 0 بسیار بیشتر از جذب پرتو E است و به صورت OPE بیان می شود. در بلورهای دو محوره جذب نور ممکن است برای نوری که در هر کدام از جهتهای اصلی بلورشناسی (y x و z) ارتعاش می کند متفاوت باشد. برای مثال الكساندریته که نوعی از کریزوبریل است چندرنگی شدیدی دارد که به صورت X (سرخ)، Y (نارنجی) و Z (سبز) بیان می شود. از آنجا که رنگهای چندرنگی، اس پر تو هایی است که در جهت عمود بر یکدیگر ارتعاش می کنند، می توان یکی از با حذف دیگری مشاهده نمود.

اجزای ابزار دایکروسکوپ گوهر شناسی

دایکروسکوپ گوهرشناسی به صورت یک لوله فلزی با طول حداکثر سه اینچ است که در یک طرف دارای سوراخی مربع شکل است و در طرف دیگر آن یک عدسی وجود دارد. در داخل دایکروسکوپ قطعه ای از کلسیت نوع اسپات دیسلند که دارای شکست مضاعف قوی می باشد قرار داده شده است. این قسمت به وسیله بخش نگهدارنده در درون دایکروسکوپ ثابت شده است. برای عبور بهتر پرتوهای انوری از داخل اسپات دیسلند در دو طرف آن از دو عدد منشور شیشه ای استفاده شده است. با نگاه به درون دستگاه دو عدد مربع در طرف مقابل دایکروسکوپ دیده خواهد دل گوهرهای فاقد چندرنگی مثل اسپینل، گارنت و الماس در بررسی با دایکروسکوپ دارای رنگ یکسان در هر دو مربع خواهند بود در حالی که در گوهرهای دارای چندرنگی (یک محوره و دو محوره)، دو رنگ متفاوت در دو مربع مجاور تشکیل می شود. این تفاوت ممکن است در نوع رنگ و یا حتی در شدت رنگ داخل دو مربع باشد. برای مثال یاقوت سرخ دارای رنگهای نارنجی متمایل به قرمز و قرمز متمایل به ارغوانی در هر یک از مربعات خواهد بود.

نحوه کار با دایکروسکوپ جهت تشخیص گوهرها

• 1- دیکروسکپ گوهر شناسی را در دست راست بین انگشت شصت و انگشت نشانه قرار داده و به آرامی به گوهر نزدیک کنید یا حتی به آنرا به سطح گوهر بچسبانید.
• ۲- نور شدید باید از پشت گوهر وارد شود. (با چراغ قوه قلمی قوی در غیر این صورت از نور سقف بطوریکه از پشت گوهر وارد شود.)
• ۳- در حین نگاه کردن دایکروسکپ را به آرامی 180 درجه بچرخانید. اگر دو رنگ را مشاهده نکردید 360 درجه دایکروسکپ را بچرخانید. مثلا در یاقوت اول ممکن است در هر دو دریچه رنگ قرمز نارنجی ظاهر شود ولی پس از چرخاندن یکی از دریچه ها به قرمز مایل به بنفش تغییر یابد.
• 4- اگر گوهر دارای دورنگی یا سه رنگی باشد رنگ درون مربعات با همدیگر متفاوت خواهد بود. گاهی ممکن است گوهر دارای دورنگی باشد ولی به علت این که نور به موازات محور نوری از آن عبور کرده دورنگی را از خود نشان ندهد. برای اجتناب از این مشکل نه تنها لازم است در هر بار دیدن گوهر، ۳۶۰ درجه دایکروسکوپ را چرخش داد بلکه لازم است حداقل از ۵ جهت مختلف گوهر را در جلو عدسی دایکروسکوپ قرار داد تا در کانیهای یک محوره و دو محوره احتمال دیدن گوهر به موازات محورهای نوری به صفر برسد.
• 5- زمان استفاده از دیکروسکپ گوهر شناسی نباید بیش از پانزده دقیقه باشد.

توجه شود: برخی مواقع رنگ ها بسیار ضعیف و تفاوت اندکی دارند در نتیجه ممکن است Di و Tri با یکدیگر اشتباه شوند. مانند زیرکن و پریدوت

مثال در مورد تشخیص کانی آندالوزیت با استفاده از دایکروسکوپ گوهرشناسی

مثلا در آندالوزیت که کانی دو محوره و دارای رنگ است، در یک جهت می توان در زوج مربعها، رنگهای زرد و سبز را ملاحظه میشود. آندالوزیت سه رنگی (Trichroic) است. در یک دریچه زوج رنگ زرد و سبز دیده می شود و در دریچه بعدی زرد و قهوه ای مایل به قرمز مشاهده می شود. در صورتی که جهت دید آندالوزیت در دایکروسکوپ گوهر شناسی عوض شود در یکی از وات همان رنگ زرد قبلی و در مربع دوم قهوه ای متمایل به قرمز دیده خواهد شد. با توجه به وجود دو محور نوری در آندالوزیت ممکن است در دو حالت جهت دید وحسب اتفاق به موازات محورهای نوری باشد که در این حالت چندرنگی در آندالوزیت قابل مشاهده نخواهد بود.

گوهر ها در زیر دایکروسکوپ چه رنگهایی را نشان میدهند؟

گوهرهایی که پلئوکروئیسم نشان میدهند : الکساندریت(قوی)، کریزوبریل(قوی)، یاقوت(قوی)، توپاز (واضح)، سفایر(قوی) هستند. گوهر های دو رنگی شامل آمیتیست (ضعیف)، آپاتیت (آبی: قوی ، سبز: ضعیف)، سیترین (خیلی ضعیف)، زمرد (قوی)، مورگانیت (ضعیف تا واضح)، تورمالین(قوی)، زیرکن(قوی)   نمونه گوهرهایی که سه رنگی نشان می دهند پریدوت (Peridot) (ضعیف) و تانزانیت (Tanzanite) (قوی) است. برای اینکه گوهر سه رنگی نشان دهد باید شرایط زیر حکم فرما باشد:

• ١- گوهر باید DR باشد.
• ۲- گوهر حتما باید رنگی باشد و هر چه پر رنگ تر باشد چند رنگی را بهتر نشان می دهد.
• ۳- گوهر نباید در جهت محور نوری (Optic axis) نگاه شود.

گوهرسنگ در زیر دایکروسکوپ چگونه دیده میشود؟

طول تقریبی دایکروسکپ گوهر شناسی 5cm و قطر آن2.5cm است . دارای یک دریچه گرد و یک دریچه مستطیلی است که از دریچه گرد به آن نگاه می کنید. وقتی به درون آن نگاه می کنید دو دریچه در طرف مقابل می بینید. با قرار دادن گوهر در مقابل این دریچه ممکن است دو رنگ کاملا یکسان ببینید یا دو رنگ متفاوت مانند زرد و قرمز یا دو رنگ با Tone متفاوت مثلا یکی قرمز بنفش و دیگری قرمز صورتی که در اینجا نیز دو رنگ تلقی می شود.

• گوهر های SR در دایکروسکپ در هر دو دریچه رنگ یکسانی را نشان می دهد. مانند الماس، گارنت، اسپیتل، شیشه ،YAG رنگی، CZ و پلاستیک.
• گوهرهای DR در دو دریچه دو رنگ، یا یک رنگ را با شدت های متفاوت نشان می دهد، که تفاوت شدت آنها به شکست دو گانه (birefringence) بستگی دارد.
• گوهرهای تک محوری نوری که دو رنگ را نشان می دهد (Di Dichroic) می گویند. (Di : دو ، Chroic : رنگ) دلیل آن شکست نور در دو جهت متفاوت و با دو سرعت مختلف است. عمل دیکروسکپ تفکیک این دو پرتو و نشان دادن آنها در دو رنگ متفاوت است.
• گوهرهای دومحوری نوری در دایکروسکپ در سه جهت متفاوت سه رنگ متفاوت را نشان می دهند که به آنها سه رنگی (Trichroic) می گویند.

نشانه های تشخیص سنگهای قیمتی با دایکروسکوپ

دیکروسکپ نمونه های طبیعی را از ساختگی تشخیص نمی دهد. اما برخی موقع برای تشخیص گوهرهای رنگ شده از رنگ نشده نیز استفاده می شود. مانند تانزانیت.

• یاقوت قرمز در دو دریچه یکی قرمز نارنجی و دیگری قرمز ارغوانی قوی را نشان می دهد.
• در اسپینل هر دو رنگ یکسان است، بدون تغییر در رنگ و شدت.
• تانزانیت، زئوسیت زرد تا قهوه ای و سبز است که با حرارت به رنگ زیبای آبی، بنفش یا آبی – صورتی در می آید. رنگ طبیعی تانزانیت نیز وجود دارد که بسیار کمیاب است و سه رنگی (Trichroic) است با رنگ های آبی، ارغوانی (برخی موقع قرمز)، سبز (برخی مواقع زرد). تانزانیت آبی حرارت دیده تقریبا دو رنگی است (ارغوانی و آبی). رنگ آبی آن با دو سایه متفاوت است که می توان آنرا به نحوی سه رنگی نامید اما دیگر رنگ سبز یا زرد در آن مشاهده نمی شود. در موقع بررسی تانزانیت اگر رنگ زرد و سبز مشاهده شد طبیعی است ولی اگر رنگ زرد و سبز دیده نشد تانزانیت حرارت دیده است.
• هچنین گوهرهای مورگانیت (Morganite) (ضعیف تا واضح)، تورمالین (Tourmaline) (قوی) ، زیرکن (Zircon) (قوی) در دایکروسکوپ گوهرشناسی نشان داده میشود.