Все о минерале кварц.

Энергия излучения поглощается и переходит в энергию колебаний молекул твердого тела. Спектрометр непрерывно регистрирует поглощение образцом, подвергающимся облучению, и сканирование происходит по всему интервалу частот, который может оказаться полезным при исследовании. Положение и интенсивность линий поглощения позволяют получить информацию о составе образца (поскольку определенные группы молекул имеют характеристические частоты), а также сведения о способе вхождения некоторых молекул в данный материал.

Исследовать кварц с помощью инфракреной спектроскопии совсем просто. При этом нет необходимости в какой-либо мере разрушать образец; для исследования вполне достаточно иметь монокристаллы. Линд и Шмецер показали, что отличить синтетический аметист от натурального можно по инфракрасному спектру в области 3800-3000 см-1. Еще не вполне точно установлена взаимосвязь между содержанием элементов-примесей и интенсивностью спектральных линий (в особенности это относится к аметисту). Измерения на отражение непригодны для определения связанной воды или гидроксида, так как излучение недостаточно проникает в глубь образца.

В одной из статей Шнайдера и Дрёшеля (Schneiler, Drцschel, 1983) утверждается, что можно найти метод, позволяющий отличать природный аметист ОТ синтетического. У синтетического аметиста не наблюдается полисинтетического двойникования по бразильскому закону, тогда как для большинства (если не для всех) природных аметистов характерны такие двойники. Синтетический материал отличается не только по интерференционной фигуре, но и по отсутствию видимых двойниковых пластинок на поверхности, полированной тонким абразивом на мягком круге с низкой частотой вращения; при той же обработке естественных камней эти пластинки становятся видимыми. После такой проверки камень можно снова отшлифовать с очень небольшой потерей в его массе.

Инфракрасная снекгроскония. Был предложен другой способ отличить природный аметист от синтетического, основанный на применении инфракрасной спектроскопии. Критерием оценки природы образца служит пропускание или поглощение света с длинами волн 4000-100 см-1 (2500-100000 нм). Электромагнитное излучение в этой части спектра имеет частоты, соответствующие колебаниям молекул или определенным решеточным модам твердых тел. Колебания можно возбуждать с помощью электромагнитных излучений с той же частотой, если они сочетаются с изменением соответствующего дипольного момента. Дальнейшее обсуждение этого метода приведено у Линда и Шмецера (Lind, Schmelzer, 1983).

Если взять пластинку, вырезанную таким образом, что ее широкие плоские поверхности перпендикулярны любой из электрических осей, например Х3, то механические напряжения, приложенные вдоль оси У,, вызовут электрические заряды на плоских поверхностях пластинки. И наоборот, если эту поверхность зарядить электрически, можно обнаружить в пластинке механическое напряжение вдоль оси У.

Пластинка, вырезанная из кварцевой заготовки в направлении, называется срезом Кюри. Если поместить пластинку между двумя металлическими электродами, прижатыми к ее плоскостям, и приложить к электродам переменное электрическое напряжение, кристалл начнет испытывать механические колебания. В случае совпадения частоты переменного напряжения с собственным периодом механических колебаний кварцевой пластинки (этот период зависит от ее размеров) амплитуда колебаний резко возрастает. Этим пользуются при изготовлении электрических устройств для точного задания частоты колебаний в том или ином устройстве.

Именно этот принцип используется в кварцевых часах, что и привело к столь бурному развитию работ по синтезу кварца. Сдвойникованные кристаллы непригодны для пьезоэлектрических целей, поэтому возникает необходимость в получении несдвойникованного материала искусственным путем.