BIJZONDERE LICHT- EN KLEUREFFECTEN BIJ EDELSTENEN

In de vorige les zijn de oorzaken van kleur en glans aan de orde geweest die alle het gevolgzijn van een wisselwerking tussen stralingsenergieën, hoofdzakelijk zichtbaar wit licht, enelektronen.

Kleur kan echter ook veroorzaakt worden door een wisselwerking van licht en kristallijnestoffen, waarbij bijzondere mineralogischekenmerken een heel specifiekerol kunnen spelen.

Dispersiekleuren

Een zeer veelvuldig optredend natuurkundig verschijnsel waarbij kleuren een rol spelen isdispersie van wit licht ten gevolge van lichtbreking.Iedere lichtsoort (kleur) wordt gekarakteriseerd door een constante energiewaarde enfrequentie.

p''''''''''''''''''''''""'"""''''''"-'''''''''''"""

Bij li~tbrêKillg naar een optisch diclrtê"f'.,Ql~diumzullen lichtkwanta met kleinere golflengten(~tiwviolet) steE~L~ftraagd,:w<?rdendan liéht~.ntg~ç!LÜ:QQd)~. _"""""'"Ifn kla~.~j~k'vOorbeel~door ~ich~6i-e~~.bij gesle?en edel.stenenis vuur, vooral bekent v1~t, zirkoon, fabuhet, CUblCzirkonia en"~nt~!lsche rutiel. ~.~~~~~A~~

De waarde VIP1"di:spefsi~··;I~tt're.ffuctneemt af met de intensiteitstoenamevan de kleur vande st ",~A -e,..•'c•.•."" .•" .

~'", '''''''''A ~~~~~~~~ __

~~~~_~~~u~r~en~~ ~-ces, _ rfllineî'i".0·twee lichtgolven zich lil een ze}fi;le-ri.c~ing

voortbewegen. . . ,<" f "De golftheorie be ~.Wijze..~,aarop1ii~et:f~entieof samenwerkingtot stand !\omt. }Interferentie tree t bij (franspararitè},j~~elstenen"meteenfijne gelaagde structuurwaak oP!enwanneer de laagj~s he~l dun zijn of dtttk ..l!~twiggen'''zij~,~ekleurdestrepen 9f/bande#: de

" f. ""0>' '~'''. çinterferentiekleureh, te f1en. '<"-,,' < ""', •• , """'" """""ft' /! i "",,%,;,... .",.i<'

,#01'''''<"~~~AAAAAAA~;?'X"x~<d~~

1

3Interferentie vanmonochromatisch licht bijeen dunne transparantewigvormige laag.

n

N

EE.1.05.01

Het bovenstaande figuur geeft een voorbeeld van het ontstaan van interferentie bij een dunnewigvormige laag bij gebruik van monochromatisch licht.

Een evenwijdige lichtbundel zal bij het bovenstaande grensvlak ten dele direct reflecteren eninterfereren met een onderdeel van het licht dat na refractie in de dunne laag tegen het onderstegrensvlak wordt teruggekaatst.

De interferentie leidt tot versterking (faseverschil nx , waarbij n = 0,1,2) of tot uitdoving,faseverschil (n + Y2 )J.. .Het resultaat is een afwisseling van donkere en lichte banden.

Bij gebruik van wit licht zijn interferentiekleuren te zien waarvan de kleuren elkaar afwisselennaarmate de dikte van de laag toeneemt, van zwart, grijs, wit, geel, rood, blauw, groen, geel,rood etc.

Stereffect of asterismeDoor de evenwijdige oriëntatie van de fijne naaldvormige insluit seIs in twee of drie richtingen,afhankelijk van de symmetrie (kristallografische eigenschappen) van het gastheermineraal,ontstaan bij opvallend licht vier- of zesarmige sterren. ':'".

De naaldvormige insluit seIs bij korund en granaat zijn meestal rutielnaaldjes terwijl desterkwartsen van Sri Lanka zeer fijne sillimanietnaaldjes bevatten.

Niet alle stereffecten zijn aan naaldvormige insluitsels toe te schrijven.

In sommige gevallen lijken bijzondere kristallografische eigenschappen, zoals perfecte splijtingen fijne tweelinglatneIlen, mogelijk de oorzaak van een stereffect te zijn.

EE.1.05.02

_._--- ._-----------------------------------------------.-

Naast de enkelvoudige sterren komen zo nu en dan dubbele, 8- en 12-armige sterren voor.

Bekende voorbeelden van asterisme zijn sterkorund, sterkwarts en sterdiopsied.

Aventurijn effect, maansteen effect, etc.Deze effecten worden soms verschillend geïnterpreteerd.Tot het aventurijn effect worden o.a. de lichteffecten in zonnesteen en groene aventurijnkwartsgerekend.Van maansteen is niet geheel duidelijk waaraan de blauwige schemering of adularescentiemoet worden toegeschreven : hele fijne deeltjes of een fijne afwisseling van veldspaatlamellenof beide.

Glans of orient van parels wordt ook vaak toegeschreven aan verstrooiing van opvallend lichttegen dakpansgewijs gestapelde aragonietplaatjes in de concentrische parelmoerlaagjes.Aan de andere kant kan niet worden ontkend dat orient ook het gevolg kan zijn vaninterferentie laJ!gSrduntre·-plaa:tjes:~_".

----,,--, ..-.~.-.---

f'-./~' ~",

DfoJ(~ren van 0Bf!flLen-l€lhmdor!.~t """'-."''-''''.'-'---' ''''''leedt"~~Jstr6{)ilng va~ het opvallëîiäe~li~~ op in een uiterst :eg~lmatig op.~ebouwde stapelintvf~,even grote bolletjes, zoals de structl.illf".,y~(J.n0 aal eruit ZIet dan Zl n de voorwaarde!gtînstig voor interferentie van het verstrooide licht .

...M>."_.= ••.••-- .•""->. ..=..0"" ''''''''-"",

Bij int ef';~'. y~örqen echter spectrumkleuren geproduceerd.

~~ ('::non. zi~7ij)1~~wrtle~lagen1l11

Is 1l~,,",afStand r wOf(Lerrkie}Jf'efF'tu:ssen-green--·en~_T_()6~eprodueeeniT-is--tféafstan<1ldeml oep':~Jot"~olette kleuren. r~"~

"""<"2).':>.. .' . .}:Yv.·A.~: ~~ ''&

Ook la~radoriet~;1""$~;_ ~~~?WO_Q~ig toeg~schreven. aan een cJ,fb~atie 1anregelmatige verstrêoiingjïveel fijne rwe~hnglamelten)"en interferentie (Iabradoresceqtie), J

} ~ \-::'\''\:>:Z'', '\:""'v.:::~__ I' l

KbNslMA TIGE KLE"iJRVERAN~'ilUNGEN ~_.0'~é",PJ' ~l'lI. \ - '''''-,'%, _~"_,,,_,,,v.,,"_ ,."Ir"! } ,_ ,;/0

Het veranderen vAn d~ kleur van edelstenen, vrijwel st~èä-s",;,O.meen ':rlulltêfere" steen te"<;:< /: x~x:<x.;-~~~"AAA~"'U~lt""

verkrijgen, is al zeeröüd.Van het begin van onzer jaartelling dateren al berichten over het verven van edelstenenwaarvan de techniek in de loop der tijden steeds is verbeterd.

Toch kan de verandering van de kleur ook een natuurlijke oorzaak hebben.Het is algemeen bekend dat het zonlicht op een aantal edelstenen een nadelige invloed kanuitoefenen.In de meeste gevallen veroorzaken de infrarode stralen een ontkleuring maar er zijn ookgevallen waarbij men aanneemt dat juist het ultraviolet daarvoor verantwoordelijk is.Hoe het ook zij, een aantal stenen moet niet aan de zon worden blootgesteld, ook niet omenergetisch in de vensterbank weer op te laden want glas houdt de infrarode stralen niet tegen.

Zeer gevoelig voor het zonlicht zijn een aantal kwartsvariëteiten zoals amethist die flets wordten ontkleurt, citroen die lichter geel wordt en rozekwarts welke veel lichter van kleur wordt.

EE.l.05.03

Opaal kan uitdrogen waardoor het kleurenspel veel minder goed is te zien.Turkoois verliest veel kleur en topaas kan zelfs geheel kleurloos worden.

Gelukkig zijn er ook edelstenen die geen hinder hebben van de ontkleurende werking van hetzonlicht zoals robijn, saffier en smaragd.

Kunstmatige processen die leiden tot kleurveranderingen zij onder te verdelen in :

- verhitten, ook wel branden genoemd,- bestralen,en- beitsen en behandelingen met olie.

Verhitten of branden

Er zijn talloze",.ro~UlÎ@F.etl'"um"ede~ste~!laan een hoge temperatuur bloot te stellen.Men k~-heêl eenvoudig bijv. een aquamarijn in een reageerbuisje boven een vlam houden.HttMfoordeel is ~~s.J:iat-epJle.Lil;liste mo~ènt.d~rm~~topt k or e nam lïk s detfeur in een·fraai hemelsblauw is veranderd.

kc::::ze techni;kv~ factoren~~jk .Een steen met""ve~rm~ltsels vèî'gt~n speciale behandelmg.

-~ ~Meest . . il,gè..m~," waarbij een aantal factoren een rol spelen, zoalstotr t wOtde~'h'01rtangMm~ntardUrelr,Ond'e'fWëIke~drok;'Otfctef~~.~- of re eden, w~in moet de steen worden gelegd, in een platin,kroe$, ofi'î1c«kl,ei ~~_w~~~.,~v~v .H~~

, """'''''b ./"''''6v",,,,o/,,.. .. . ;p.'.,y,•.~0 rr~"~v"",,,,\,

Veelal. :"orden ae'·fiiZ~~~~€R.gënei~. ?ehouden.. .. 1. \Ook bIJ het brandr zijnranatle~~ogehJK'n.ts~~pnffiltief te werk gaan en gebrt\!~ maken tngeavanceerde app,ratuul ·"'·'·~.'G. """,h,,,,,,-':,?,?"

~~~:!V~r:~i~dg*:'~~!~~~::!~~~:~~::!~~biedOliedrums dienen ~1so~en terwijl de stenen in een bol van kÎ~QrQ~,~ ..g~gJ!.an",,·,#'·'"Ervaring is het enigé'Fécept.Zo worden Siam-robijnen, die in het algemeen donkerbruinachtig rood zijn, omgetoverd in eenkleur die naar die van Birma robijn toegaat.

Als bij het verhitten tevens stoffen worden toegevoegd wordt een diffusie tot stand gebracht.Deze techniek wordt sinds een aantal jaren toegepast bij een korundvariëteit die van Sri Lankaafkomstig is en ter plaatse geuda wordt genoemd.

Deze melkachtige gele korund kan zo veranderd worden in een fraai blauwe steen, dus saffier.

Gelukkig is de kleur alleen aan de oppervlakte geconcentreerd.

Dit komt tot uiting als de steen in doorvallend licht wordt bekeken, de uiterste hoeken van desteen vertonen dan een kleurconcentratie.

EE.l.05.04

De behandeling van korund is, zoals gezegd, vrij nieuw, maar er zijn een aantal andere stenendie al heel lang worden gebrand zoals :

- amethist, de violette kwarts, die in geel (citroen) of groen (prasioliet) verandert.Van nature gele kwarts komt weinig voor, dit betekent dat de citroen die in de handel wordt

aangetroffen gebrande amethist is.- sherry gele topaas wordt roze van kleur. Sedert enkele jaren wordt van nature roze topaas inPakistan gevonden.

- roodbruine zirkoon verandert in kleurloos, hemelsblauw of goudgeel,- aquamarijn kan door verhitting van groen in en blauwe kleur overgaan.- donkergroene tot blauwgroene toermalijn wordt door branden meer geelgroen en lijktdaardoor op smaragd.- barnsteen wordt door branden donkerder van kleur, hetgeen een hogere ouderdomsuggereert.

, •• >" ••"""""".""", ..",,,,,, •••• ,,. ·"'"~·''''''''''0. BestralenY' ~~~

.y,>#«A'7''';.~ v AA~«""v""

yo,et"l"et bestra!~katrgebruik~~maakt ~àrd~~~etis~ç~srctru~_ZG'alS ultraviolet, röntgèn'::"·.~Il.~ammastralen, of van deeltjes van atomen, zoal'n-eut~~nen,protonen en elektronen. ""~.""""..Kor alle bestralingsm~!È.2gen is vrij kostbare to'''''t-z~e-er-k~o-s-t~bar-e-a-p-p-ar-a-tu-u-r-n-o-od-z-ak-:--e~lij-·k-.----»'Dit betekent ",çl*'dëZëbehandêfiîrg-,~hts in laboratoria met een wetenschappelijke grondslag

dt . .z<? Ç."wor lt w' ",be ". -"""'> ' ,,,,,r' " ,., _ _.. . . .__. ,. _.._m _._. .. ·w••••_"

~o straling e~ in h~ kristalrooster van hun plaats worden geSchotetwaä . <k a htll~pdé kl~ufefr'vk:afl~verandefefi-efl-daaf"tloor---d~steen~eenanderi1tleur b:ir . ' J/j&d"" ",,--~s..

~,._..~.~"."""4; ..:::~... /(: ,\,,~

De aldus verkrege kleur, kansp.erIIlane~t"'Z1jn,maardit hoeft niet, het is afhankelijk van de sobrtd IJ. ~"',"'", "..,

steen en e soort c, stra mg. '""""'-" "''''''''h", ~'''Y lVa~ is de oorSP~Onke~jke kleur wee}'terk!,lt;~. kriJgen~~~~".de steen n~~~f6estr. ~!~g teverhitten. i f "',,~· .."' ...w,._X/0"" .."" ••0' ~/'

1 J . <X~...., .. 3/, . ,..... ",#'

Reeds in het begih va; deze eeuw trachtte men diamantêèJ.h"g[Q.~~.~..,,~lel1l'··1'égeven doorbehandeling met radiiiiii- zouten.De stenen waren gemakkelijk te herkennen aan hun vrij sterke radio- activiteit, thans komendeze dan ook niet meer in de handel voor.

Bestraling met neutronen en elektronen wordt nu in hoofdzaak toegepast, daardoor kunnenblauwe, gele, bruine, roze en zelfs rode diamanten worden verkregen waarbij de kleuren stabielzijn,

Enkele andere voorbeelden van bestraling zijn :

- lichtblauwe aquamarijn kan. diep hemelsblauw worden.- kleurloze topaas verandert in geel, oranje ofblauw.- kleurloze korund gaat over in geel, roze, oranje ("padparadscha").

EE.l.05.0S

- lichtroze beryl kan door bestraling met korte golf ultraviolet licht veranderd worden in diephemelsblauw, een steen die enkele jaren onder de naam "halbaniet" in de handel is gebracht.Door verhitting kan de oorspronkelijke kleur weer terug worden verkregen, ook door

blootstelling aan zonlicht.- toermalijn kan van kleurloos overgaan in geel, bruin, rozerood en blauw.

Beitsen en oliebehandelingen

Het beitsen of verven IS een behandeling die zonder meer als de oudste kan wordenbeschouwd.

Vooral bij edelstenen met een poreuze structuur kunnen zo fraaie resultaten worden bereikt.Alhoewel in grote lijnen wel vaststaat welke kleurstoffen worden gebruikt is het gehele procestoch in een waas van geheimzinnigheid gehuld.

In Idar-Ober~!~jnf""waar'silIds""'OOu:~~nvan deze techniek gebruik wordt gemaakt, zal menteverge,~s,"'áàllkloppen bij de talloze li~d~yvelke agaat en andere chalcedoonvariëteiten beitseno(..fé"'"'wetente kg,menJI~reç.~es in zijn*e~ ~_

~ifd;:',~alsbeitsmiddelwo::'~ oplossingenvanijzerof nikkelin salPet.::Jen g·econcentre~;':,~~~!Q,~,~gen, deze laatsten om een zwarte kleur te krijgen.

sss- ~~

Sommige!f~;~ """<gêW~." om kl~uren lichte~ te ma.ken zoals bij ivoor,p~'tlileeng,)le v~~-. -----,

~e 'MiesjlO ikt QlWlfepsalè~gretere-heldet'heitHe-gevefJHet itipregu~;en111è~~hefbeste voorbeeld. , "~"""'~,De aanwezige'l)àr~WIbWIQ~.e.ij&Q'gê~" met een olie die nagenoeg dezelfde licl~t6r~king h~eftals smaragd. ~ """'""'~" "«'.,.". . \ ~

Daardoor verdwijrîen dei arsten oglmsc~ijnlijk~''''''''''hm"<> ~} lj I '<". "';" .•, ,,:t J "&T;(;,:SV ~ v:

Ook turkoois wordt gewoonlijk met olie of';Vas"Qthandei(t'vaak.JZ:2[ç!t,",ee1î/~ekle};\r<leoliegebruikt zodat ook!de uiteindelijke kleur van de steen 'aàntn~kkelijker wordt. ;<:)/

t J~'''''''''''"",-", ..v., ••" •••",."><""",,.'''''',#'''*Het beitsen wordt rëeas lang en nog steeds op grote schaal uitgevoerd aan vele variëteiten vanchalcedoon.In het algemeen is dit mineraal melkwit tot gelig van kleur.Door gebruik te maken van verschillende beitsmiddelen kan het de kleur krijgen van carneool(oranjebruin), onyx (zwart), chrysopraas (groen), etc. ...De natuurlijke kleuren van agaat, een chalcedoonvariëteit met een banden structuur, zijn veelalniet erg contrastrijk.Grijs en wit komen het meest voor, vooral bij vestingagaat uit Brazilië.Door van beitsmiddelen gebruik te maken kunnen fraaie resultaten worden verkregen omdat dewitte lagen, de harde lagen genoemd, de kleurstoffen niet opnemen.

Asbakken van agaat met felle contrastrijke kleuren zijn dus vrijwel zonder uitzonderinggebeitst.

EEl.05.06

Andere voorbeelden van beitsen zijn o.a, paarse jadeïet, zwarte parels en zwarte opaal.

"Somsworden kostbare edelstenen nagebootst door een combinatie van behandelingen uit tevoeren.Een fraai voorbeeld daarvan is kleurloze kwarts (bergkristal) die verhit wordt en daarna snelafgekoeld.Daardoor ontstaan talrijke inwendige barsten, vervolgens wordt de steen groen (smaragd) ofrood (robijn) gebeitst.De kleurstof dringt in de barsten hetgeen goed te zien is als de steen in een kleurloze vloeistofwordt ondergedompeld en in doorvallend licht wordt bekeken.

Hoe "echt" zijn natuurlijke stenen nog .

Het zal duidelijk zijn dat kunstmatige kleurveranderingen bij edelstenen zeer vaak wordentoegepast.Men kan zich,.foelfs~ge~"'el nog edelstenen in de handel voorkomen die niet zijn

~"' """.behandeldr" '.o,,~."ç-'" ''',"","

Hrántwoor~.~!mp.is"ja,maach~!Eercentagt}j~Qrd.tn9..g steeds kleiner. __ ~

~!;l~Urge~;;""~angezegd orden dat a~:;gàtell ..ç!iefelle cont~'ke kleuren hebben gebeit!zijn tezamen met onyx "~!LyrijweIalle carneool die in de handel voorkomen dat turkoois metaantrekkelijk~,Jdeûr'è'iiisbeilä'nctel~n diepblauwe aquamarijn alsmede topaas zijn bestraalt en

•• ,.r.~'-.'. ~..i''Ç~:hA

zo Z1Jn~OR}le .€tP te ge:yen.J,.# .._,_ ''''%. ~""" ~~~_~~ ~~ ~

",,;f"'" .v0

' .",~.. ••

Ni:r .;o,0"·""'rdigi handelin)n gewoon geaccepteerd worden, misschien ooiom.. .iet nde ;eîîd, ,ander-e~aarentegeft"'W(}rdetrgeae~vermeld'~fé-~ ~worden. ·''''6,"", ••• "".~· • • _""o"P·_fd /~~

"~ .A"·~.. ,1 ".

De energetische e~elst~;htii;;utdi~~r'er",~ter voor te waken en te weten 4t behandetdestenen geen werl4g me4r hebben înhetenergetiSch~t~eld van de cliënt. :\}' .

\' ""<.." "<" ~/ Jk ~ /V>"'"'<X.-,,,,. "''''''''''~'':Y''~}..~;:-:::..v... ,;;)<'>';/Y

~,; J "''''''''''''''''''''''' ,,,....c~_.*~"'0',..,·"'· "",2/(/:'

. ·~~'o,..0'''t..,..,..J """".,.","-..",.." , ..-"'''''''.0''''''''.

EE.l.05.07