Cosa sono gli spettri di assorbimento delle pietre preziose?

Sebbene sia una qualità ovvia, il colore da solo dice poco su una gemma. Utilizzando a spettroscopio per rivelare gli spettri di assorbimento, un gemmologo può avere una visione più completa di come le gemme interagiscono con la luce e ottengono il loro colore. Può essere utile determinare quali lunghezze d'onda della luce assorbono una particolare pietra preziosa identificarlo. Questo può anche aiutare a determinare se si tratta di una gemma naturale o sintetico o se è stato sottoposto a colore trattamenti, come i coloranti.

Cosa significa "assorbimento"?

Gli spettri di assorbimento influiscono notevolmente colorazione delle pietre preziose. Quando la luce bianca colpisce una pietra preziosa, i fotoni di particolari lunghezze d'onda, o colori, vengono "assorbiti" a livello atomico. Sebbene i colori siano spesso descritti in termini di lunghezze d’onda della luce, possono anche essere descritti in termini di frequenze, o vibrazioni, della luce. Ogni lunghezza d'onda specifica ha una frequenza corrispondente. Quando le frequenze della luce corrispondono alle frequenze degli atomi in una pietra preziosa, l'energia della vibrazione luminosa viene aggiunta all'energia della vibrazione atomica. La pietra preziosa diventa più calda poiché "assorbe" la luce.

Può sembrare strano che le gemme possano trasformare determinati colori in calore, ma esiste un esempio ben noto di oggetti che trasformano i colori in calore. Gli oggetti di colore nero assorbono tutte le lunghezze d'onda della luce visibile e le convertono in calore. Ciò che vediamo come colore "nero" è l'assorbimento di tutta la luce visibile. Gli oggetti di colore bianco riflettono tutte le lunghezze d'onda della luce visibile, quindi non ricevono né calore né alcun colore dalla luce oltre a quella della "luce bianca". Questo è il motivo per cui i vestiti di colore nero ti tengono più caldo e i vestiti di colore bianco ti mantengono più fresco.

L'assorbimento della luce da parte di una pietra preziosa non è la stessa cosa che contribuisce alla riflessione interna della luce all'interno di una gemma sfaccettata dispersione delle pietre preziose. La luce assorbita da una pietra preziosa non rimbalza, intrappolata al suo interno. La luce assorbita esiste solo come calore.

Cosa succede alla luce non assorbita?

I colori delle pietre preziose che vediamo non provengono dalle lunghezze d'onda della luce assorbite. Tieni presente che la luce assorbita diventa calore. Dobbiamo considerare la luce non assorbita.

Una gemma trasmette o riflette le lunghezze d'onda della luce non assorbite. Trasparente le gemme trasmettono le lunghezze d'onda non assorbite (permettendo il passaggio della luce), mentre le gemme opache le riflettono. Il nostro cervello elabora le lunghezze d'onda non assorbite che vediamo ad occhio nudo come colori.

Diverse specie di gemme assorbono, trasmettono e riflettono diverse lunghezze d'onda della luce. Queste combinazioni fanno parte di ciò che conferisce loro i colori caratteristici. Ad esempio, uno smeraldo non è verde perché assorbe le lunghezze d'onda verdi della luce. Piuttosto, percepiamo le lunghezze d'onda non assorbite dallo smeraldo come il colore verde. Nel frattempo, i gemmologi possono osservare le lunghezze d'onda assorbite dallo smeraldo attraverso uno spettroscopio.

Che aspetto hanno gli spettri di assorbimento delle pietre preziose?

La luce bianca è composta da tutti i colori visibili. Il suo spettro, quando disperso attraverso un prisma, sembra un arcobaleno. Uno spettroscopio disperde la luce bianca e indica anche le lunghezze d'onda dei colori, solitamente misurate in nanometri (nm) o miliardesimi di metro. Alcuni spettroscopi misurano le lunghezze d'onda in ångströms (Å) o diecimiliardesi di metro.

Uno spettroscopio rende visibili gli spettri di assorbimento delle pietre preziose dirigendo la luce bianca in una gemma e visualizzando l'arcobaleno di colori risultante, meno i colori assorbiti. Queste lunghezze d'onda della luce assorbite appaiono come linee scure. A volte, intere aree dello spettro o gamme di colori vengono assorbite e appaiono scure.

I gemmologi possono confrontare le linee, le aree e i modelli di assorbimento che vedono attraverso uno spettroscopio con gli spettri di assorbimento delle pietre preziose noti per aiutare a identificare una particolare gemma. Gli smeraldi, ad esempio, mostreranno uno spettro di assorbimento distinto: linee di assorbimento nere a 680 e 683 nm, un'area di assorbimento tra 580 e 630 nm e un assorbimento quasi completo dell'estremità viola dello spettro. Indipendentemente dal fatto che uno smeraldo sembri "verde smeraldo", un vero smeraldo mostrerà questo spettro di assorbimento.

Non tutte le pietre preziose hanno spettri di assorbimento distintivi che possono identificarle. Alcune gemme richiedono ulteriori analisi per l'identificazione. Tuttavia, l'osservazione dello spettro di assorbimento di una pietra preziosa può essere un prezioso test gemmologico.

Perché alcuni spettroscopi visualizzano gli spettri di assorbimento in modo diverso?

Esistono due tipi di spettroscopi: reticolo di diffrazione E prisma. Entrambi funzionano ugualmente bene e misurano le stesse lunghezze d'onda.

Gli spettroscopi con reticolo di diffrazione distribuiscono le lunghezze d'onda in modo uniforme. Gli spettroscopi a prisma distorcono le aree blu e rosse per rendere più facili da vedere le linee di assorbimento.