Събота, 25- ти Ноември
ИНТЕРЕСНО
Начало / Новини / Статии

Определяне цветът на камъните ІІ част


 
 

     Истинският обработен камък е украшение, или по-скоро част от украсата, защото той обикновено не се използва за тази цел в насипно състояние. Ето защо, ние ще го разгледаме, като бижу или друг продукт, закрепен върху друга повърхността. Ще заменим тази повърхност с плоскост, която минава през камъка и разбива цялото му пространство на две половини. Нека ги наречем горна и долна, така че по-голямата част продуктът да се намира в долната половина, а наблюдателя и източника на светлина в горната част, така че източника на светлина и наблюдателя, да са в едната половина, а камъка за да обърне лъча на светлината, трябва да я отрази. За простия пречупен лъч обикновено не е достатъчно, да попадне в очите на наблюдателя. Полираната повърхност на кристала отразява светлината и тя блести. Това частично отражение на практика не зависи от формата на камъка (отразеният лъч не преминават през камъка), както е определен от неговия индекс на пречупване (и на ъгъла на отражението), а се определя от неговите показатели на пречупване(и ъгълът на отразяване), затова няма смисъл да разглеждаме и характеризираме този блясък. Пълното отражение,- можем да осигурим с помощта на метална отразяваща плака, амалгамиране или просто да положим под камъка фолио. Но във всички случаи, огледалният слой намалява с времето или се разрушава, като по този начин намалява и стойността на бижуто -- неговата вечността. В най-разпространените съвременни видове обработени камъни имат отразена светлина в очите на наблюдателя, която достига за сметка на двойното вътрешно отразяване на плоскостта на павилиона (долната част на камък). Други начини за връщане на светлината, ние ще обсъдим в бъдещите публикации.


Нека да разгледаме хода на лъча които е показан на фигура 2, две противоположни страни към основата на плоскостта на павилиона, са наклонени под ъгъл към равнината на пояса (зоната на камъка).
Условия за пълно вътрешно отражение от двете страни се изпълнява само от лъчи, образуваните лъчи А и Б (Имайте предвид, че разглеждаме диапазон от направлението на лъча f , а от външната страна на камъка той ще бъде по-широк за сметка на пречупването.) За лъча С пълното вътрешно отражение се нарушава още при първата граница, а при D и при втората. Нарушаване на вътрешното отразяване не означава, че лъча съвсем ще престане да се отразява, но част от отразения лъч ще попада с намален ъгъл на падане към по-долната част. Значението на диапазона от възможните посоки на падащия лъч, за които се изпълнява пълно вътрешно отражение, може да се изчисли аналитично:

F = 180градуса - 2 g -- 2а (1),

където g = arcsin (1 / N) -- пределният ъгъл на пълното вътрешно отражение за материала, с индекс на пречупване n. От този израз следва, че колкото е по-малък ъгъла на наклона а, толкова е по-голям падащият върху камъка лъч които се връща назад и има още по-голяма вероятност за тяхното наблюдение, следователно и яркостта на камъка е повече. Все пак този ъгъл не бива да бъде намаляван под определеният предел. Ако наклона на тази граница се направи по-малка от критичният ъгъл, при огледа на камъка от перпендикулярната площадка, ще можете да видите всичко, което е под камъка и цялата площ на камък под площадката ще стане прозрачна. В резултат, ще се загуби цялостното възприемане на камъка и той ще изглежда като «чаша». Накланянето на камъка (особено с ниски показатели на пречупване), става прозрачно от една или няколко страни от павилиона, но ако е спазено условието a > g, прозрачна става само долната част от общото число, за да не е толкова забележимо, колкото е прозрачността на всички части. По мнението на опитни специалисти като (Glenn и Марта Варгъс), ъгълът а трябва да бъде по-голям от критическия, най-малко в 1,5  ?  2; 2 градуса:

AG 2o (2)

Перпендикулярната площадка от положението на наблюдателя, разбира се е най-важна, но не е единственото възможна. Приоритет имат и други направления за разглеждане на камъка, зависещи и от неговите предназначения. Например, ако бижутера разглежда пръстен с камък в него на перпендикулярна площадка, то камъните в обиците се наблюдават от случайни посоки, макар че се наблюдава и предната част (иначе те пречупват правата). Освен това всички с изключение на собственика, ще наблюдават камъка в пръстена също от произволно положение, въпреки че и за собственикът също няма да е ясно.
Фигура 2 показва предимствата на откритата обработка за закрепването на камъните. Както петната оставя върху павилиона на камъка и стават достъпни за разглеждане, така и лъчите D не се считат за загубени. Те са особено полезни за безцветна камъни, тъй като абсорбираната обагреност при такива лъчения е много слаба (пътя им в камъка е кратък, така че те белеят), а дисперсията, т. е. обусловената дисперсия на материала от които е изработен камъка е по-висока от обичайното. Така, с изчисляването на лъча D се демонстрира, че най-добрата форма на камъка, общо казано, зависи от начина на неговото закрепване към изделието.
За да видите отразеният от камъка лъч, трябва не само да го върнете назад чрез павилиона, но също и да се осигури неговия изход във въздуха, чрез върха на камъка. Ако ъглите на наклона на границите на короната b направим твърде големи, лъча вместо да излезе във въздуха, ще се отрази обратно в камъка, както е показано на фигура 3.


Въпреки че са предложени способи на обработка, разчетени на многобройни (6 или повече пъти) вътрешни отражения на лъчи [20], малко вероятно, че авторите са се опитали да ги реализират на практика. Влиянието на несъвършеното полиране, неточностите на геометрията и неточната плоскост на границата на камъка и с увеличаването на числата на отраженията се натрупват, и посоката на преминаване на лъча става непредсказуем. Пълното вътрешно отражение на ръба на короната може да бъдат избегнато, ако ограничите горните аспекти на ъгъла на не повече от b

b < g+ 90градуса ? 2 а (3)

Така се приема, че близкият към рундиста (той е един вид пояс, които разделя диамант на неговата горна и долна част, а също се явява опорна част на диамант, която обикновено закрепват в изделието) ъгъл b може да нарасне няколко градуса, за сметка на долната коронка или допълнителния ред на страната.

Влиянието на наблюдателя

Наблюдателя налага допълнителни ограничения по отношение на местонахождението на възможните източници на светлина. Въпросът е, че наблюдателят наблюдава не само с очите си, но все пак има и главата и тяло, които са източници на светлина (които са ярки), и се отразяват. Главата се намира в същата посока с очите, но има и значителни ъглови размери. Така светлината не може да влезе в камъка от това направление (обикновено лампата се намира по-далече от камъка, отколкото от наблюдателя), така че е желателно да се ограничи, така че наблюдателят да не види своето отражението на главата си в камъка. В крайна сметка, тези части от камъка, в която се отразява главата, ще бъдат по-тъмни при всякакъв вид светлина! Формата на главата и разположението на очите са различни за различните хора, още отражение дава и прическата на наблюдателя. По този начин, влизащите в камъка светлинни лъчи, би трябвало да се отклонят от траекторията си при падане върху ъгъла на камъка на повече от половината от ъгловите размери на главата. Невежеството от този факт води до изобретението на обработка на Джонсън -- Реша [10--12], която е всъщност е разделена така че наблюдателя да види в камъка само своето отражение, а всички светлини отражения са само като видима светлина. И до днес, изследователи изпадат в такава заблуда [21]. Отклонението на излизащият лъч относно влизащия е необходимо да подсигурим за трите възможни начини за преминаване на лъча през камъка:
1. Вход към площадката и излизането й през нея.
2. Вход към площадката и излизането й през страничните ъгли на короната. По принцип на обращаемостта на лъчите е равностойно на входа през странични ъгли на короната и изхода през площадката.
3. Вход през странични ъгли на короната и на излизане през другите странични ъгли на короната.
Първо отчита влияние главата на наблюдателя предположил Брус Хардинг в неговата знаменита статия [19], още през 1975 година. Той обработил кристал гранат според общоприетите препоръки (40 градуса наклон в основата обработката на долната и горната [3]). При внимателното му разглеждане Хардинг забелязал че когато наблюдателя приближава към лицето си камъка (с голям ъглов размер на лицето), камъка е по-тъмен, но отражението на светлината се появява в него, когато отстрани камъка от наблюдателя. Той старателно изследвал това явление и публикувал работа си, където показал чрез аналитични изрази за изчисляване и графики, където в координатните системи ъгъла на наклона на ръбове долу и ъгълът наклона на ръбовете горе, щриховал тези области на ъглите на наклоните при които не се осветяват достатъчно от лъчите. Така се предполага че наблюдателя гледа на камъка отгоре на перпендикулярната площадка. За да се илюстрират тези изчисления Хардинг създал компютърна програма, показваща преминаването на светлината през камък. Авторът на тези редове се запознал с неговата работа едва в началото на 80-те години и разширил тези резултати и при случаи, когато наблюдателят гледа на камък, и от други направления [22]. За пример, на фиг. 4 е щрихованото и обозначено с буквите Е, G и F от областта на ъглите, във вътрешността на който може да не се предостави отклонение на лъча при 10°, за произволното положение на наблюдателя съответно за трите горни изчисляващи метода на способността при преминаването на лъчите през обработеният корунд.


Те са малко по-широки от предложените от Хардинг и по-строго ограничават допустимите области, но гарантират необходимата големина на отклонението на лъча при всякакви посоки на наклона на камъка относно направлението от което се разглежда. В същото време, защрихованите и маркирани с буквите H и I области, не отговарят на условията (2) и (3) съответно.
Останаха не защрихованите области A, B, C и D. За да намериме разликата между тях, ние трябва да разгледаме тялото на наблюдателя, което също се отразява в камъка и му блокира светлината.
За съжаление за камъните от областите C и D тялото на наблюдателя се отразява преимуществено само в едната половина на камъка (в близкия до него за D и далечния за C), като прави камъка едностранен, за това ние можем да ги изключим от броя на успешните решения.
Позицията и формата на останалите «добри» области зависи от индекса на пречупване на обработвания материал и ъгловите размери на главата на наблюдателя, т. е. разстоянието от което проучваме камъка. Пълните резултати от изчисленията за различните материали и минимално отклонение на лъча от 10° са показани на Фиг. 5.



От схемата се вижда, че при кварца отсъства област B. Всъщност, тя се появява само за минерали с индекс на пречупване по-висок от 1,62. За по-ниски показатели на пречупване има само една област на решение, която също изчезва при n < 1,47 Изглежда, че природните стъкла са последните материали, които могат да бъдат задоволително обработени, а такива минерали както флуорит и опал при обработка в традиционна форма въобще не може да отговори на изискванията, представени от нас.
При други равни условия камъни от зона Б са с голяма яркост и дават повече лъчи, а от зона А -- голяма цветна наситеност. Без да навлизаме в подробности ще отбележим, че камъните от горния ляв ъгъл на областта A се характеризират с най-добрата дисперсна окраска на възникващите лъчи. Въпреки, че горните изчисления, извършвани само за лъчи разположени в равнината на Фигура 2 и 3, има определени изисквания, обикновено важи и за къси лъчи, с изключение на осигурения изход във въздуха през ръба на короната (3). За да се избегнат възможни загуби при изхода на къси лъчи, е необходимо или да се използват допълнителни ръбове (горните клинове на короната), или да се изберат решения лежащи на от 3 -- до 5 градуса по-долу от горната граница на областта А. Малки отклонения от препоръчваните граници не развалят камъка твърде много, и са напълно допустими.
Досега ние разгледахме само лъчи, които взаимодействат с перпендикулярната лежащи страни . По-голямата част от лъчите, падащи върху камъка перпендикулярно, която определя формата на ромб, като отделя горния от долния край на камъка може да е матирано или нарязани страни идват по този път, така че другите лъчи могат да влизат и в съседните или други по-отдалечени от ръба. В последния случай, хода на лъча рязко се променя, и голяма част от тези лъчи преминават през камъка по сложен път и често с голям брой вътрешни отражения. Освен това, процентът на тези лъчи се увеличава с обръщането на камъка. Главната особеност при тях е радикалното изменение на пътя и номерата на взаимодействащите страни при малкото обръщане на камъка, а в това време разглежданите от нас лъчи съставят най- стабилната и повтаряща се част на всички лъчи формиращи външният вид на камъка, затова тяхната оптимизация е най-важна. Ако сериозно се нарушат дори и едино от по-горните изисквания, ние ще се получим стабилно наблюдаващ отрицателен ефект, които ще донесе значителни вреди на красотата на камъка. Точното отчитане на всички лъчи е възможно, но е извън обхвата на тази публикация.

Снимка:



Вземи линк:

Коментирайте и Вие