گوهر شناسی و سنگ شناسی
پلئوکریسم (Pleochroism) یا چند رنگ نمایی در گوهرها به چه معناست؟
پلئوکریسم (Pleochroism) به معنای “رنگ های بیشتر” است. وقتی از زوایای مختلف به گوهرهای دارای ویژگی چند رنگ نمایی هستند نگاه می کنیم، دو یا سه رنگ را به ما نشان می دهند. این ویژگی در گوهرسنگهایی مانند آندالوزیت، کوردیریت و تانزانیت کاملاً مشهود است. در سنگهایی مانند زبرجد و آکوامارین به صورت نامحسوس‌تری ظاهر می شود. گوهرهای دو رنگی (Dichroic) ، دو رنگ را نشان می دهند. سنگهای قیمتی سه رنگ نما (Trichroic) ، سه رنگ را نشان می دهند.
چه چیزی باعث چندرنگ‌نمایی (پلئوکریسم) می شود؟
ساختار کریستالی یک گوهر تا حد زیادی تعیین می کند که بدون چند رنگ نمایی یا ویژگی های دو یا سه رنگ نمایی داشته باشد. این ساختار بر نحوه عبور نور از مواد تأثیر می گذارد. نور ممکن است در مسیرهای مختلف قطبییده شده و متفاوت جذب شود، که ممکن است بر رنگ هایی که می بینیم تأثیر بگذارد.
اما برای درک بیشتر این موضوع ما ابتدا نیاز داریم با چند تعریف در باب خصوصیات اپتیکی گوهرها آشنا شویم.
گوهرهای همسانگرد یا ایزوتروپیک (Isotropic Gems)
هنگامی که نور از هوا به جسمی مانند یک گوهر عبور می کند، سرعت آن کاهش می یابد. به این می گویند شکست. ضریب شکست یک گوهر (RI) ، نسبت سرعت نور در هوا به سرعت نور از درون گوهر است. ما نور شکسته شده از گوهر را به صورت رنگ می بینیم.
اگر هیچ چیز دیگری حرکت نور را محدود نکند، سنگ ایزوتروپیک نامیده می شود. در مواد همسانگرد نور از هر جهت با سرعت یکسانی عبور می کند. آنها نور را قطبش نمی کنند. این در مواد بی شکل (آمورف) مانند کهربا (مواد بدون ساختار بلوری) و همچنین مواد کریستالی با یک RI رخ می دهد. سنگ های قیمتی مانند الماس و گارنت متعلق به سیستم بلوری ایزومتریک یا کوبیک هستند. این گوهرها دارای یک RI واحد (تک انکساری) هستند، بنابراین بدون توجه به زاویه دید، فقط یک رنگ را نشان می دهند. آنها غیرپلئوکرویک هستند.
گوهرهای ناهمسانگرد یا آنیزوتروپیک (Anisotropic) یا دوشکستی
گوهرهایی که به پنج سیستم بلوری اصلی دیگر تعلق دارند نور را قطبش می کنند. هنگامی که این اتفاق می افتد، نور در دو صفحه با زوایای قائم نسبت به یکدیگر ارتعاش می کند. در نتیجه نور با سرعت های مختلف در جهات مختلف در این گوهرها حرکت می کند. این بدان معنی است که آنها در واقع بیش از یک ضریب شکست RI دارند. علاوه بر این، از آنجایی که نور پلاریزه (قطبیده شده) در هر جهت متفاوت جذب می شود، هر جهت نور یا “پرتو” رنگ متفاوتی دارد. این گوهرها ناهمسانگرد یا دوشکست نامیده می شوند. بسته به زاویه دید ممکن است دو تا سه رنگ مختلف را نشان دهند.
گوهرهای تک محوری (Uniaxial Gems)
گوهرها در سیستم های کریستالی هگزاگونال (شش‌گوشه) و تتراگونال (چهارگوشه) دارای یک محور اپتیکی (یک جهت که نور را قطبش نمی‌کند) اما دو RI دارند، بنابراین نور را با دو سرعت متفاوت می شکنند. به این گوهرها تک محوری می گویند. این سنگها ممکن است تا دو رنگ را نشان دهند. یاقوت و زمرد نمونه های شناخته شده ای از سنگهای قیمتی تک محوری هستند.
گوهرهای دو محوره (Biaxial Gems)
گوهرهای موجود در سیستم‌های کریستالی ارتورومبیک، مونوکلینیک و تری کلینیک دارای دو محور نوری اما سه RI هستند، بنابراین نور را با سه سرعت مختلف شکست می‌دهند. به اینها گوهرهای دو محوره می گویند. این سنگها ممکن است تا سه رنگ را نشان دهند. آندالوزیت، کوردیریت و تانزانیت نمونه های شناخته شده ای از سنگهای قیمتی دو محوره هستند.
آیا همه گوهرهای دوشکستی (Birefringent) ، پلئوکروییک هستند؟
گوهرهای بی رنگ ممکن است پلوکرویسم را نشان ندهند، حتی اگر تک محوری یا دو محوره باشند.
همه سنگ های گوهری رنگی شکست مضاعف را نشان نمی دهند. در عوض، آنها ممکن است تنها یک رنگ را بدون توجه به زاویه دید نشان دهند. تفاوت در جذب بین دو یا چند جهت نور ممکن است آنقدر ناچیز باشد که نمی توان آن را به عنوان رنگ های متمایز مشخص کرد. علاوه بر این، برخی از نگین های دو محوره ممکن است فقط دو رنگ پلئوکرویک را نشان دهند، نه سه رنگ را.
آیا همه گوهرهای ایزوتروپیک ، غیرپلئوکرویک هستند؟
گوهرهای ایزوتروپیک (تک انکساری) هرگز چند رنگ نمایی را نشان نمی دهند. با این حال، برخی از گوهرهای همسانگرد ممکن است دارای انکسار مضاعف غیرعادی باشند که ممکن است جلوه‌ای رنگی شبیه به پلئوکرویک ایجاد کند. گوهرهای ایزومتریک مانند الماس و گارنت ممکن است این رنگ‌های غیرعادی را نشان دهند، اما این معمولاً به دلیل کرنش کریستال است، نه پلئوکریسم.
تفاوت بین چند رنگ نمایی، کالرچنج و کالرزونینگ چیست؟
پلئوکرُیسم را با تغییر رنگ یا منطقه بندی رنگی (کالر زونینگ) اشتباه نگیرید. گوهرهای دارای تغییر رنگ (کالرچنج) تحت انواع مختلف نور، مانند نور روز، رشته ای، فلورسنت و غیره تغییر رنگ می دهند. منطقه بندی رنگی یا کالر زونینگ به این معنی است که یک گوهر دارای مناطق رنگی جداگانه قابل مشاهده است. (الکساندریت هم تغییر رنگ و هم چند رنگ نمایی را نشان می دهد).
رنگ های پلئوکرویک و شناسایی سنگ های قیمتی
جدای از زیبایی چشم نواز، مشاهده چند رنگ نمایی می تواند به شناسایی سنگ های قیمتی کمک کند. تعداد رنگ هایی که از زوایای مختلف قابل مشاهده است ممکن است ساختار بلوری احتمالی یک گوهر ناشناخته را نشان دهد. در ارتباط با تجزیه و تحلیل خصوصیات دیگرش، این فاکتور می تواند به طبقه بندی آن کمک کند.
چگونه می توانید چند رنگ نمایی در گوهرها را مشاهده کنید؟
در حالی که در برخی موارد با چشم غیرمسلح می توان چند رنگ نمایی را مشاهده کرد، در موارد دیگر گوهرهای پلئوکروییک تفاوت های رنگی بسیار جزئی را نشان می دهند. گوهرشناسان از ابزارهایی مانند پلاریسکوپ و دایکروسکوپ برای تشخیص بهتر پلئوکریسم استفاده می کنند.
آیا “قطب نما وایکینگ” یک سنگ پلئوکروییک بود؟
محققان سعی کرده‌اند «قطب‌نمای وایکینگ» افسانه‌ای را شناسایی کنند، سنگی که «می‌توانست ببیند خورشید کجای بهشت است». حتی در یک روز ابری یا زمانی که خورشید در آسمان قطب شمال پایین بود، دریانوردان وایکینگ از این سنگ برای تشخیص موقعیت خورشید استفاده کردند. وایکینگ ها این سنگ را “سنگ خورشید” نیز می نامیدند. (با این حال، این چیزی نیست که گوهرشناسان اکنون از آن به عنوان سان استون یاد می کنند).
یک نظریه این سنگ قیمتی را به عنوان آیولایت، نوعی کوردیریت شناسایی می کند. از آنجایی که یک آیولایت در مقابل جهت خورشید پنهان، حداکثر رنگ متناوب خود را نشان می‌دهد، وایکینگ‌ها می‌توانستند از آن برای بدست آوردن یک موقعیت جهت یابی استفاده کنند.
