martes, 27 de noviembre de 2012

QUE ES LA REFRACCIÓN?









Cuando un rayo de luz incide sobre la superficie de una piedra preciosa, parte de ella se refleja y parte se refracta, es decir, penetra y se propaga dentro de la gema, pero en una dirección diferente a la de incidencia.

Esta desviación sufrida por el haz de luz que pasa desde una atmósfera menos densa (aire) a un medio más denso (un sólido transparente en el caso de una gema) es una de las propiedades ópticas más importantes aplicadas en gemología, ya que la desviación de la luz es diferente dentro de las especies minerales, poseyendo entonces cada una su índice de refracción.








IR corresponde a la relación entre la velocidad de la luz en el aire y la piedra, sin embargo, en la práctica, no es necesario realizar ningún cálculo, ya que el valor se mide por un instrumento llamado refractómetro siendo una operación simple.

El procedimiento consiste en colocar una pequeña gota de un líquido particular (por lo general una solución saturada de azufre y tetraiodoetileno en yoduro de metileno) en la superficie de el vidrio limpio del refractómetro y en el mismo para apoyar la faceta principal de la piedra preciosa, también se limpia cuyo índice de refracción se ha de determinar. 
El líquido se utiliza para asegurar el contacto óptico, evitando la formación de una película de aire se impida la lectura.








Mirando a través del ocular del instrumento, nos encontramos con una escala calibrada en índices de refracción. Si el contenido mineral está comprendido en el ámbito de la parte refractómetro de la escala se ilumina y permanece parte sombreada. La observación de la posición de la línea divisoria entre las porciones de luz y oscuridad nos permite determinar el IR, que se puede leer directamente en la escala.

El rango cubierto por refractómetro convencional es generalmente 1,30 a 1,81, con el límite superior correspondiente al índice de refracción de contacto óptico líquido. Gemas con índices por encima de 1,81 no pueden ser identificadas con la ayuda del refractómetro y estos se dice que tienen lectura negativa.








Hasta ahora, creemos que las gemas tienen sólo un índice de refracción, sin embargo, este es el caso sólo aquellos que cristalizan en el sistema cúbico y materiales amorfos (aquellos cuyos átomos están dispuestos aleatoriamente, a diferencia del cristalino, en la que están dispuestas de una manera ordenada), que se llaman isotrópicas o monorrefringentes.

Cuando un rayo de luz entra en un cristal de cualquier otro sistema que o es cúbica y en cualquier otra dirección que el eje óptico, se divide en dos haces de luz polarizada.







Se propagan en el interior del cristal con diferentes velocidades y por lo tanto se refractan y se absorben con intensidades diferentes, por lo que surgen con diferentes colores o tonos.

Para las gemas que se comportan así, hay un índice de refracción mínimo y uno máximo y la diferencia entre ellos se denomina birrefringencia. 
Por lo tanto, las gemas que cristalizan en otros sistemas que no son cúbicos se les llama birrefringente o anisotrópico.

Para detectar y medir la refracción doble, hay un filtro de polarización sobre el ocular del refractómetro. Al mantener el filtro en una posición fija, se obtiene un índice de refracción y, para hacerlo girar, se calcula el radio correspondiente a el otro índice.







Usted debe solicitar y registrar las lecturas de los sucesivos pares de valores extremos en aproximadamente 8 posiciones, ya que cada joya varía cada 45º. 
El máximo de los índices de refracción y mínimo corresponden a los valores más altos y más bajos entre todas las lecturas tomadas.

Hay que recordar que, por definición, que las gemas sintéticas también tienen propiedades físicas y ópticas, así como composición química y estructura cristalina - el mismo que su contraparte natural, por lo que la determinación de su IR no corregidos nos permite separarlos, lo que se realiza más comúnmente mediante el examen de sus estructuras y las inclusiones.







Fernando Gatto
Kaia joyas Uruguay

FLUORESCENCIA -- QUE ES?




File:Fluorescent minerals hg.jpg

Definición: 


La fluorescencia es un tipo particular de luminiscencia, que caracteriza a las sustancias que son capaces de absorber energía en forma de radiaciones electromagnéticas y luego emitir parte de esa energía en forma de radiación electromagnética de longitud de onda diferente.
La energía total emitida en forma de luz es siempre menor a la energía total absorbida y la diferencia entre ambas es disipada en forma de calor. En la mayoría de los casos la longitud de onda emitida es mayor y por lo tanto de menor energía que la absorbida, sin embargo, si la radiación de excitación es intensa, es posible para un electrón absorber dos fotones; en esta absorción bifotónica, la longitud de onda emitida es mas corta que la absorbida, sin embargo en ambos casos la energía total emitida es menor que la energía total absorbida.
En general las sustancias fluorescentes absorben energía en forma de radiación electromagnética de onda corta (radiación gamma, rayos x, UV, luz azul, etc), y luego la emiten nuevamente a una longitud de onda más larga, por ejemplo dentro del espectro visible; los ejemplos mas notables de fluorescencia ocurren cuando la luz absorbida se encuentra dentro del rango ultravioleta del espectro -invisible al ojo humano- y la luz emitida se encuentra en la región visible.
El mecanismo de fluorescencia típico implica tres pasos secuenciales, llamados respectivamente absorción, disipación no radiactiva y emisión.
El ciclo completo es muy breve, transcurre en tiempos del orden de los nano segundos, por lo que puede considerarse prácticamente instantáneo. Es este tiempo tan corto lo que diferencia a la fluorescencia de otro conocido fenómeno luminoso, la fosforescencia. El mecanismo de fluorescencia también se encuentra muy relacionado con el proceso de quimioluminiscencia.
Las sustancias que son capaces de emitir luz al ser excitadas por diferentes tipos de radiación se denominan fluoróforos. Es posible obtener una una amplia variedad de colores por fluorescencia, dependiendo de la longitud de onda que emita el compuesto fluorescente.


La fluorescencia es característica que sirve como prueba adicional muy eficaz en la identificación y distinción de las gemas naturales, sintéticas y tratadas.







Se define como la emisión de la luz visible por ciertos minerales cuando se expone a una radiación de longitudes de onda muy corta tales como la luz ultravioleta y los rayos X.

En gemología, fluorescencia bajo luz UV es la más utilizada y sólo requiere una fuente sencilla y asequible. 
Estas fuentes de luz ultravioleta por lo general contienen dos lámparas, una de onda corta de 253,7 nm y una de longitud de onda de 365 nm, ya que hay piedras que responden sólo a la radiación de ciertas longitudes.







La fluorescencia se ve mejor en la oscuridad y con la visión del observador adaptada a estas condiciones. 
Por lo tanto, las fuentes de luz ultravioleta suelen ir acompañadas de cabinas de visión que simulan un ambiente completamente oscuro. 
Como la luz ultravioleta, especialmente la de onda corta, es perjudicial para la retina del ojo humano, se debe tener cuidado de usar lentes (gafas) de protección al realizar el examen.

La fluorescencia no es una propiedad que siempre se puede predecir, ya que algunos ejemplares de un mineral dado la pueden presentar, mientras que otros similares en apariencia no lo harán, por lo que es un complemento de las propiedades, pero no un diagnóstico por si sólo.







Los colores de la fluorescencia también pueden variar de entre un mismo mineral y no está relacionado con el color de los minerales naturales. 
Por lo tanto, el diamante, por ejemplo, si tiene fluorescencia, por lo general muestra en azul, con una intensidad muy variable, aunque también se puede presentar en otros tonos.







Algunos de los principales materiales gemológicos que a menudo presentan fluorescencia son el diamante, el rubí, esmeralda, Alejandrita  fluorita (que dio su nombre a la propiedad), Scheelita, Kunzita y algunas piedras artificiales. 
En los primeros cuatro casos (diamante, rubí, esmeralda y alexandrita), la fluorescencia de los equivalentes sintéticos es a menudo diferente de la natural, pero uno debe ser muy cuidadoso para evitar conclusiones apresuradas, basándose únicamente en esta prueba.







Como regla general, las gemas cuyo color se debe a la presencia de cromo, como en el caso de Rubí, Esmeralda, Alejandrita y la Espinela roja, en teoría, debería haber fluorescencia roja bajo la luz ultravioleta, más intensa bajo ondas largas. 
Sin embargo, la presencia de hierro como impureza en estos minerales, incluso en pequeñas proporciones, actúa inhibiendo, en parte, esta propiedad.



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Ejemplos:

Sobre las distintas especies minerales identificadas hasta el presente, alrededor de 500 de ellas presentan una fluorescencia visible.Aquellos minerales que presentan fluorescencia en estado puro son denominados "autoactivados". Son bastante pocos, destacando la Scheelita la Powellita y algunos minerales del uranio.

Se supone que también lo son la benitoita, la cerusita, la anglesita y quizás otros minerales de plomo.
La scheelita, principal mena del wolfram, es generalmente detectado por su fluorescencia con colores azul cielo. Cuando posee pequeñas cantidades de molibdeno su color se modifica pasando a blanco o amarillo.
Algunos minerales secundarios del uranio, tales como la autunita, presentan una fluorescencia con brillantes colores verde - amarillentos. Es provocada por el ión uranilo cuya propiedad fluorescente es tal que simples trazas del mismo provocan la misma en minerales tales como la adamita, la apofilita, el aragonito, la calcita, el cuarzo o el ópalo.

La mayoría de los minerales no son fluorescentes cuando son puros, debiendo sus propiedades a la presencia de impurezas llamadas "activadores". Diferentes activadores pueden conferir a un mismo mineral diferentes colores y las cantidades y tipos de activadores varían de un mineral a otro.


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La calcita es frecuentemente fluorescente presentando diversas tonalidades en función de los activadores presentes. El plomo y el manganeso están en el origen de los colores rojos o rosas, el ión uranilo confiere colores verdes como indicamos anteriormente. Los ejemplares procedentes de la mina Terlingua en Tejas (EEUU) y los de Múzquiz, Coahuila (Méjico) son famosas por presentar fluorescencia rosa bajo U.V. de onda larga (O.L.) y brillantes colores azules con U.V. de onda corta (O.C.).

Trazas de manganeso son responsables de la luminiscencia en colores amarillo - verdosos de la willemita.
Las werneritas procedentes de Ontario y Quebec (Canada) presentan vivos colores amarillo - anaranjados bajo U.V. de onda larga, mientras que bajo onda corta presenta una fluorescencia de larga duración cuyos colores se ven notablemente reforzados al ser sumergidas en agua caliente (termoluminiscencia). De esos mismos yacimientos proceden sodalitas, cancrinitas, diópsidos, fluoboritas y nefelinas igualmente fluorescentes.

La mina de Flanklin en Nueva Jersey (EEUU) puede ser considerada como "la capital mundial de los minerales fluorescentes". Junto con la cercana mina de Ogdensburg a sido la fuente de hasta 56 minerales fluorescentes, algunos de los cuales no han sido descubiertos en ningún otro lugar del planeta. Ciertos minerales presentan igualmente tipos de fluorescencia muy variados e inusuales.

Es el único yacimiento en el que ciertas muestras presentan más de 5 tipos de colores de fluorescencia diferentes bajo una misma radiación ultravioleta. La willemita (verde - amarillenta) y la calcita (rojo - anaranjada) son los minerales más abundantes combinados con hardystonita (aul oscuro - violaceo), clinohedrita (naranja) y, a veces, esperita (amarilla) provocando espectaculares efectos de arco iris en las muestras.




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La fluorescencia es diferente de la propiedad conocida como fosforescencia. En la fluorescencia el mineral emite luz sólo mientras se encuentre bajo la irradiación que la causa, mientras que en el caso de emisión de luz fosforescente persiste durante algún tiempo después de cesar la radiación.



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La luminiscencia es el término genérico utilizado para designar la propiedad de emitir luz sin combustión, para determinadas sustancias cuando son estimuladas por las formas de energía de radiación, el calor, la electricidad u otros. La fluorescencia es por lo tanto un tipo de luminiscencia.





Fernando Gatto
Kaia joyas Uruguay


Colgante en Plata 950 con cuarzo e inclusiones de hierro Colección de colgantes 2012