Дифракция света

Эффект дифракции света

Дифракцией света называют оптический эффект, который проявляется на ювелирных камнях, вследствие отклонения световых волн от первоначального направления распространения. Лучи света в данном случае ведут себя аналогично волнам на поверхности воды при встрече с надводным препятствием. А именно: после его прохождения, порождают возмущение среды и вторичные волны.

Дифракция на поверхности воды
Дифракция на поверхности воды

Дифракция света может наблюдаться при встрече прямолинейного потока лучей с неоднородной средой. Частичное рассеивание и преломление волн, вызывает проявление радужного свечения.

Фото оптический эффект дифракции.
Оптический эффект дифракции

История исследования дифракции

Это явление долгое время изучал Исаак Ньютон, однако не смог до конца установить его природу, пользуясь теорией корпускулярной основы света. Впервые научное обоснование дифракции, почти одновременно в 1818 году, предоставили два независимых ученых. Причем в двух разных странах: Томас Юнг в Англии, а Огюстен Жан Френель во Франции. При этом, Т. Юнг брал за основу волновую теорию, а О.Ж. Френель использовал принцип интерференции света Гюйгенса.

Физическая сторона процесса

Световые волны, при встрече с кристаллической породой минерала, подобно движению на водной глади, частично огибают поверхность камня и продолжают свой путь, но со смещенной траекторией. Кроме того, частью отражаются и поглощаются камнем. То есть, после встречи с кристаллом, идут по следующим направлениям:

  • Отражаются;
  • Проходят через минерал, если он обладает пропускной способностью;
  • Огибают геометрическую форму самоцвета.

Проникающие внутрь световые волны поляризуются, меняют свою скорость и направления. Все это в совокупности дает разноцветное свечение, в том числе, радужными цветами. Его интенсивность, яркость и насыщенность зависят от таких факторов:

  • Пропускной способности минерала;
  • Наличия включений и волокнистых образований в его составе;
  • Степени огранки и качества обработки поверхности.

Камни с дифракцией

Явление дифракции света можно наблюдать у всех типов минералов, если наблюдать за ней при помощи специальных оптических приборов. Невооруженным глазом заметить данный процесс возможно, однако, не у всех камней, а только тех, что имеющих качественную ювелирную обработку:

Дифракция опала
Дифракция опала

Дифракция в синтетических камнях

Учитывая значительную стоимость природных минералов, в настоящее время постоянно растет число украшений с искусственными камнями. И чем ярче и красивее они выглядят, тем ценнее. Способность излучать радужные эффекты им придают уже на стадии взращивания и формирования синтетического минерала. Для этого в кристалл добавляют специальные синтетические частички. Кроме того, камням придают качественную огранку, тщательно обрабатывают их поверхность.