Брызгалова Л.Н., кандидат технических наук, доцент Филиала Национального исследовательского университета «МЭИ» в г. Смоленске
ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕКТРАЛЬНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ ОГРАНЕННЫХ ПРИРОДНЫХ КРИСТАЛЛОВ АЛМАЗА
Приведены результаты измерений спектральных характеристик контрольного набора бриллиантов- эталонов, а также бриллиантов разных весовых групп, групп дефектности, цветовых групп. Выявлена характерная особенность этих зависимостей. Определен информативный спектральный диапазон длин волн, определяющий желтизну исследуемых кристаллов. Приведены графики спектрального коэффициента отражения контрольного набора ограненных образцов-бриллиантов, которые могут быть использованы для расчетной оценки влияния спектра источника на цвет бриллиантов.
Ключевые слова: визуальная оценка цвета бриллиантов, спектральный коэффициент отражения бриллианта.
THE STUDY OF SPECTRAL REFLECTANCE CUT NATURAL DIAMONDS
The results of measurements of the spectral characteristics of the control set diamonds - standards, as well as diamonds of different weight groups, groups of defects, color groups. The characteristic ^ feature of these dependencies. The in formative spectral range of wavelengths, which determines the yellowness of the investigated crystals. Shows plots of the spectral reflectance control set faceted samples of diamonds that can be used to estimate the influence of the source spectrum on the color of diamonds.
Keywords: visual evaluation of color diamonds, the spectral reflectance of diamonds.
Природные ограненные кристаллы представляют собой оптические материалы, обладающие специфическими свойствами кристаллической структуры, сложностью геометрической формы и малыми цветовыми различиями.
Визуальная оценка цвета ограненных алмазов заключается в сравнении цвета оцениваемого бриллианта с цветом образцовых бриллиантов1, наблюдаемых в аналогичных условиях.
Выработка требований по стандартизации условий визуальной оценки цвета, создание систематизированных образцовых мер и цветовых шкал для метрологического обеспечения измерений в ювелирной промышленности с последующим переходом к серийным приборам для оценки цвета кристаллов, требует количественных данных об их спектральных характеристиках.
Основными характеристиками объекта, обуславливающими его цвет является спектральный коэффициент пропускания или отражения. Целесообразно оценивать отражающие свойства объекта в сравнении с совершенным рассеивателем при тех же условиях освещения и наблюдения [1].
1 Такие бриллианты называют эталонными, однако в метрологии эталонами принято называть образцовые меры высших разрядов, а образцовые меры низших разрядов, используемые в повседневной практике, принято называть рабочими мерами.
Рис. 1. Принципиальная схема спектрофотометра PMQ -3.
Измерение спектрального коэффициента бриллиантов проводились на спектрофотометре PMQ - 3, схема которого приведена на рис. 1. В спектрофотометре PMQ бриллиант (I) освещается монохроматическим модулированным излучением, выделяемым призменным монохро-матором (2) из спектра излучения источника света (3). Бриллиант устанавливается площадкой к шаровой приставке. При таком положении бриллианта излучение, вводимое в него почти полностью отражается внутрь шара. Отраженный бриллиантом поток усредняется фотометрическим шаром и попадает на приемник излучения (5).
Диапазон длин волн, до которых может работать спектрофотометр PMQ - 3 от 185 нм до 2500 нм. Для работы в интервале длин волн X = 325 нм - 2500 нм используется лампа накаливания мощностью 30 Вт, напряжение питания 6 В, приемник излучения - фотоэлектронный умножитель. Для исследований в коротковолновой области спектра излучений применяется дейтерие-вая лампа, в качестве приемника излучения - фотосопротивление.
Спектральный коэффициент отражения бриллианта определялся как отношение рх=ябрх/ R-Mgx,
где: ЯбрХ - значение показания спектрофотометра PMQ - 3 при установке на шаровой приставке бриллианта, RMgX - значение показания спектрофотометра при установке пластинки из окиси магния.
Измерения спектрального коэффициента отражения проводились через каждые 5 нм на участке длин волн от X = 360 нм до X = 450 нм и через каждые 10 нм на участке длин волн от X = 450 нм до X = 770 нм.
Для измерений были отобраны 125 образцов разной цветовой группы, разной массы, разной группы порочности:
- контрольный набор бриллиантов-эталонов (табл.1);
- бриллианты одной весовой группы, одной группы дефектности, но разной цветовой группы;
- бриллианты одной цветовой и весовой группы, но разной группы дефектности;
- бриллианты разных весовых групп, но одной цветовой группы и группы дефектности.
Все образцы имели одинаковую форму огранки.
Графики зависимости спектрального коэффициента отражения бриллиантов от длины волны приведены на рис. 2. Исследуя характер этих кривых можно сделать следующие выводы:
1. В интервале длин волн 380 нм - 450 нм наблюдается провал кривой px=f(X). Чем белее цвет бриллианта, тем больше кривая отражения приближается по характеру к прямой, тем менее заметен характерный провал кривой px=f(X). Спектральный диапазон 380- 440 нм можно считать наиболее информативным в определении желтизны бриллианта.
Таблица 1
Характеристики природных кристаллов из контрольного набора
Нижняя
№ Характеристика природных кристаллов Масса, граница
кри- карат цветовой
стал группы
ла кристалла
2 Все, что светлее - бесцветные высшие 0,7 2
3 Все, что светлее- бесцветные 1,02 3
4 Все, что светлее - с едва уловимым оттенком 1,01 4
5 Все, что светлее - с незначительным оттенком 1,02 5
6 Все, что светлее - с небольшим оттенком 1,13 6
7 Все, что светлее - с видимым желтым оттенком 1,24 7
8 Все, что светлее - с ясно видимым 1,23 8
2. Спектральные кривые отражения бриллиантов одной цветовой группы, одной массы и одной группы по дефектности лежат достаточно близко друг к другу.
3. Спектральные кривые отражения бриллиантов одной цветовой группы и одной дефектной группы, но различных масс, различны по характеру. Кривые р=/(1) бриллианта большей мессы характеризуют большее поглощение излучения в интервале длин волн 380 нм - 450 нм, чем у бриллиантов меньшей массы. Все эти выводы подтверждаются при расчете координат цветности по полученным коэффициентам отражения и нанесения их на диаграмму цветности. Из двух бриллиантов одинаковой цветовой группы и массы на диаграмме цветности ближе к насыщенным цветам находится бриллиант более порочный. Также при рассмотрении бриллиантов одинаковой цветовой группы и группы дефектности более насыщенным является цвет бриллианта большей массы.
Рис. 1. Кривые спектрального коэффициента отражения бриллиантов-эталонов,
измеренных с помощью спектрофотометра PMQ - 3 Полученные зависимости полезны для проведения цветовых расчетов, позволив-
ших оценить влияния спектра освещения исскуственных источников на цвет ограненных
кристаллов алмазов - с последующей выработкой рекомендаций для спектра пригодного для целей освещения искусственного источника света в алмазном производстве.
ЛИТЕРАТУРА
1. Л.Н. Брызгалова, В.В. Нюбин Сборник «АБК в странах СНГ: проблемы и решения». Доклады и сообщения на Втором международном симпозиуме «Развитие алмазно-бриллиантового рынка», Смоленск, 2003
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.