Каким свойством обладает кристалл турмалина в физике
| Турмалин (кварцевый) | |
|---|---|
| Кристалл полихромного турмалина, высота 2 см | |
| Формула | Na(Li,Al)3Al6[(OH)4|(BO3)3Si6O18] |
| Группа | Алюмосиликаты |
| Цвет | Розовый, красный, оранжево-коричневый, зелёный, синий, красно-фиолетовый, бесцветный, чёрный, полихромный |
| Цвет черты | Белая |
| Блеск | Стеклянный |
| Прозрачность | Прозрачен до непрозрачного |
| Твёрдость | 7—7,5 |
| Спайность | Неясная |
| Излом | Неровный, мелкораковистый; хрупок |
| Плотность | 3,02—3,26 г/см³ |
| Сингония | Тригональная |
| Показатель преломления | 1,616—1,652 |
| Медиафайлы на Викискладе | |
Турмали́н — минерал из группы боросодержащих алюмосиликатов, сложные боросиликаты переменного состава. Название происходит от сингальского слова «турамали» (синг. තුරමලි) или «торамалли» (синг. තෝරමල්ලි), которое применяется к различным драгоценным камням в Шри-Ланке. До XIV века красные разновидности турмалина имели хождение под общим названием «лал».[1]:125
Свойства[править | править код]
Кристаллы турмалина по форме обычно призматические удлинённые, иногда до почти игольчатых, в поперечном сечении — более или менее закруглённый треугольник, нередки комбинации нескольких призм, параллельно главной оси — отчётливая продольная штриховка.
Двупреломление от −0,014 до −0,044. Дисперсия 0,017. Плеохроизм обычно сильный или отчётливый: у красного — тёмно-красный, жёлтый, светло-жёлтый; у коричневого — от тёмно-бурого до бурого; у зелёного — от тёмно- до светло-зелёного; у синего — от тёмно-синего до голубого.
Линии спектра поглощения в нанометрах: у красного — 555, 537, 525, 461, 456, 451, 428; у зелёного — 497, 461, 415.[2]
Люминесценция обычно слабая, у бесцветного — зеленовато-голубая, у красного — розовато-фиолетовая, у розового, коричневого, зелёного и синего — отсутствует.
Цвет турмалинов зависит от их химического состава. Некоторые кристаллы турмалина имеют несколько зон, окрашенных в различные цвета; такие кристаллы называют «полихромными»[3].
Встречаются минералы с красной сердцевиной, окаймлённой светло-зелёной, тёмно-зелёной и зелёной зонами (Бразилия)[4], с зелёным ядром и красной внешней зоной (ЮАР). Турмалиновый «кошачий глаз» бывает разного цвета.
Для кристаллов турмалина характерно проявление пиро- и пьезоэлектричества (они электризуются при нагревании, трении, давлении, причём один конец кристалла заряжается положительно, другой — отрицательно).
На кристаллах турмалина было впервые обнаружено явление поляризации света.
Из-за разнообразия окраски турмалины при внешнем осмотре можно спутать со многими минералами (аметистом, андалузитом, везувианом, гидденитом, демантоидом, дымчатым кварцем, зелёной шпинелью, изумрудом, перидотом, празиолитом, рубином, хризобериллом, цирконом, цитрином).
Условия образования и нахождения турмалина[править | править код]
Происхождение эндогенное, высокотемпературное, пегматитовое, метаморфическое, гидротермально-метасоматическое.
Большинство месторождений турмалинов связаны с кислыми изверженными породами и распространены во многих гранитах и гранитоидах, где образуется в последней стадии остывания интрузий. Характерны для различных гранитных пегматитов (шерл, индиголит, полихромные турмалины). Встречаются в пневматолито-гидротермальных месторождениях, в полевошпатово-кварцевых, турмалиново-кварцевых жилах совместно с касситеритом, вольфрамитом, бериллом, топазом.
Обнаруживается в грейзенах (эльбаит), в высокотемпературных гидротермальных сульфидно-кварцевых жилах и в зонах околожильного изменения вмещающих горных пород.
В небольших количествах встречается в контактово-метаморфических породах, связанных с кислыми гранитами, в скарнах, роговиках.
Минерал устойчив к физическому выветриванию и переносу и переотложению и поэтому накапливается в россыпях в ассоциации с гематитом, корундом, цирконом, шпинелидами в кварцевых осадках.
Месторождения турмалина[править | править код]
Месторождения широко распространены и многочисленны. Наиболее известные находятся на Шри-Ланке, Мадагаскаре, в Китае, Мозамбике (полихромные и красные турмалины), Бразилии (штаты Минас-Жерайс, Баия), Бирме, Анголе, Австралии, Индии, ЮАР, Канаде (провинция Онтарио), США (штаты Калифорния, Мэн, Колорадо), Италии (о. Эльба), Швейцарии, Таджикистане (Канибадам, горы Кучкак), России (Урал, Забайкалье). На Урале основные месторождения турмалина располагались в районе деревень Липовка, Мурзинка, Сарапулка, Шайтанка, Южаково. В настоящее время эти месторождения выработаны и находки турмалина в них крайне редки. Лучший в России турмалин добывается в Забайкалье на Малханском месторождении и в ряде других. Встречается он также на Кольском полуострове в Вороньих тундрах (розовый и зелёный турмалины, шерл), в Карелии (шерл).
Ювелирный турмалин известен в Афганистане (Нуристан): в месторождениях Дарае-Пич, Канокан, Джабо, Чормакс, Кантива, Манданеша, Цоцум, Муалеви, Папру.
США[править | править код]
Некоторые драгоценные камни и образцы материалов были произведены в Соединенных Штатах, первые открытия были сделаны в 1822 году в штате Мэн. Калифорния стала крупным производителем турмалина в начале 1900-х годов. На месторождения Мэна обычно находят кристаллы малинового розово-красного цвета, а также мятно-зеленого цвета. Калифорнийские месторождения известны ярко-розовыми и двухцветными оттенками. В начале 1900-х годов Мэн и Калифорния были крупнейшими производителями драгоценных турмалинов в мире. Вдовствующая императрица Китая Цыси любила розовый турмалин и в больших количествах покупала драгоценные камни и резьбу в тогда еще новой Гималайской шахте, расположенной в округе Сан-Диего, Калифорния[5]. Коренные американцы веками использовали розовый и зеленый турмалин в качестве похоронных подарков усопшим. Первый задокументированный случай произошел в 1890 году, когда Чарльз Рассел Оркатт нашел розовый турмалин в месте, которое позже стало шахтой Стюарта в Пале, графство Сан-Диего[6].
Применение[править | править код]
- Крупные кристаллы турмалина применяют в радиотехнике[7].
- Пьезоэлектрические свойства турмалина как источника отрицательных ионов используются в рекламе турмалинсодержащих товаров медицинского назначения (массажеры, оздоровительные матрацы, трусы, носки и подушки, поясничные пояса, наколенники и другие физически контактирующие приспособления, якобы эффективные для улучшения опорно-двигательной функции и тд). Однако международная медицина[кто?] скептически относится к этим способам лечения.
- В зависимости от цвета и прозрачности одни разновидности турмалина относятся к драгоценным камням, другие — к поделочным. Наиболее высоко ценимы прозрачные разновидности зелёного, синего и малиново-красного цвета, а также полихромные зелёно-красные.
- Из-за сильного плеохроизма тёмные кристаллы гранят так, чтобы площадка камня располагалась параллельно длинной оси. У светлых кристаллов площадку ориентируют перпендикулярно главной оси, чем достигают наибольшей глубины цвета.
- Нагревая турмалины до 450—650 °C, добиваются их облагораживания — красно-коричневые камни становятся розовыми, а тёмно-зелёные — изумрудного цвета. Встречаются имитации из стекла.
Оценка качества ювелирных камней учитывает бездефектность кристалла и яркий насыщенный цвет. Наибольшей популярностью на ювелирном рынке пользуются ограненные камни весом более 2 карат.
Минералы группы[править | править код]
| Название | Английское название | Формула | Цвет |
|---|---|---|---|
| Бюргерит | Buergerite | NaFe3+3Al6Si6O18(BO3)3O3F | коричневый до тёмно-коричневого |
| Хромдравит | Chromdravite | NaMg3Cr6Si6O18(BO3)3(OH)4 | от тёмного изумрудно-зелёного до зеленовато-чёрного |
| Дравит | Dravite | NaMg3Al6Si6O18(BO3)3(OH)4 | коричнево-жёлтый |
| Эльбаит | Elbaite | Na(Li1.5,Al1.5)Al6Si6O18(BO3)3(OH)4 | тёмно-зелёный (верделит), тёмно-синий (индиголит), |
| Ферувит | Feruvite | CaFe2+3(MgAl5)Si6O18(BO3)3(OH)4 | |
| Фойтит | Foitite | (Fe2+2Al)Al6Si6O18(BO3)3(OH)4 | |
| Лиддикоатит | Liddicoatite | Ca(Li2Al)Al6Si6O18(BO3)3(OH)3F | |
| Магниевый фоитит | Magnesiofoitite | (Mg2Al)Al6Si6O18(BO3)3(OH)4 | |
| Оленит | Olenite | NaAl3Al6Si6O18(BO3)3O3OH | голубой |
| Повондрит | Povondraite | NaFe3+3(Fe3+4Mg2)Si6O18(BO3)3(OH)3O | |
| Россманит | Rossmanite | (LiAl2)Al6Si6O18(BO3)3(OH)4 | |
| Шерл | Schorl | NaFe2+3Al6Si6O18(BO3)3(OH)4 | чёрный |
| Увит | Uvite | CaMg3(MgAl5)Si6O18(BO3)3(OH)3F | |
| Ванадиодравит | Vanadiumdravite | NaMg3V6Si6O18(BO3)3(OH)4 |
Другие разновидности:
- Рубеллит
Примечания[править | править код]
- ↑ Б.Ф.Куликов. «Словарь-справочник камней-самоцветов». — М.: Издательский Дом МСП, 2000. — 320 с. — ISBN 5-7578-0044-5.
- ↑ Gemstones of the World: Newly Revised & Expanded Fourth Edition
Schumann, Walter , [1] - ↑ По окраске различают несколько разновидностей турмалина:
- Ахроит — редкая бесцветная или почти бесцветная разновидность. Название с греческого переводится как «без цвета».
- Верделит — различных оттенков зелёного цвета. Самый распространённый из благородных турмалинов. Название получил по цвету (итальянское наименование зелёного цвета). Самая ценимая изумрудно-зелёная окраска.
- Дравит — от желтовато-коричневого до тёмно-коричневого. Название получил от месторождения Драве в Каринтии (Австрия).
- Индиголит — различных оттенков синего цвета. Название получил по цвету.
- Рубеллит — от розового до красного.
- Сибирит — густо-малинового, лиловато-красного, красно-фиолетового цвета. Название получил по географическому признаку (Сибирь), хотя найден был на Урале. Иногда название употребляется как синоним рубеллита.
- Шерл — чёрная распространённая разновидность. Название дано немецкими горняками (от слова чёрный). Иногда используется в ювелирном деле для траурных украшений.
Названия полихромных разновидностей, применяемые коллекционерами:
- Голова мавра — светлоокрашенные кристаллы с чёрной головкой.
- Голова турка — светлоокрашенные кристаллы с красной головкой.
- ↑ Такие турмалины коллекционеры называют «арбузными».
- ↑ Rynerson, Fred, author. Exploring and Mining Gems and Gold in the West.. — Naturegraph Publishers, Incorporated, 1970-01. — ISBN 978-0-911010-60-2, 0-911010-60-2.
- ↑ Johnson, Paul Willard. Common gems of San Diego County, California.. — Gemmological Association of Great Britain, 1969.
- ↑ Пьезоэлектрические преобразователи Архивная копия от 28 октября 2011 на Wayback Machine — статья о применении турмалина в радиотехнике.
Литература[править | править код]
- Воробьёв В. И. Турмалин // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
- Шуман В. Турмалин // Мир камня. В 2-x т.. — Мир, 1986. — Т. 2. Драгоценные и поделочные камни. — С. 104—107. — 263 с. — 100 000 экз.
Ссылки[править | править код]
- Свойства турмалина на Каталоге Минералов
- Статья о турмалине в GeoWiki
- Турмалин. Разновидности, месторождения, история камня.
Источник
Ювелирные украшения из турмалина, картриджи для ионизаторов воды, энергетические браслеты, одеяла с вшитыми кристаллами и даже турмалиновые носки — современный рынок средств альтернативной медицины предлагает широкий выбор изделий, содержащих сердолик. MedAboutMe разбирался, чем же так уникален турмалин и как он действует на здоровье?
Что такое турмалин?
Турмалин, он же сердолик — драгоценный камень, издавна пользующийся спросом у любителей «гадания на камнях». Турмалин относится к ионным кристаллам и является боросодержащим силикатом — не так романтично звучит, зато объясняет многие его свойства.
Например, сердолик обладает плеохроизмом, то есть может демонстрировать различную окраску под разными углами. Длина волны видимого света в разных плоскостях из-за поляризации света меняется, поэтому цвет одного и того же кристалла будет варьировать.
Основная окраска камня зависит от его химического состава: железо, хром, магний, алюминий, натрий — сочетание этих элементов с боросиликатной основой позволяет природе создавать сердолики широкого спектра окрасок. В старину считалось, что турмалины лечат разные заболевания в зависимости от цвета: синие защищают нервную систему, лечат бессонницу и снимают стресс. Зеленые являются, своего рода, гепатопротекторами, то есть, лечат печень. Черные борются с ОРЗ (любого происхождения). Голубые эффективны при болезнях глаз и мигренях. Современные представители альтернативной медицины оперируют иными понятиями и уверены, что турмалин «заряжает плазму», повышает иммунитет и вообще положительно влияет на здоровье.
Но самое важное — турмалин является пьезо- и пироэлектриком. Именно эти его характеристики и придают ему мистическую ауру и супероздоровительные свойства.
В последние годы на рынке появились «сплавы» из турмалина, германия и некоторых других веществ. Полученный в результате «турманий» («турманиевая керамика») преподносится, как чудо-вещество, которое обладает «инфракрасной биорезонансной активностью», а также может использоваться для ионотерапии. О чем говорят эти люди?
Пьезо- и пироэлектрики и их влияние на здоровье
Турмалин — кристалл с ионной решеткой (как и обычная соль). Необычность его строения — в подвижности решетки. Если кристалл турмалина механически сдавить, ионы внутри него сместятся и на концах кристалла появятся электрические заряды: плюс и минус. Если же кристалл растянуть — заряды поменяются местами. То есть, при механическом воздействии на кристалл можно получить электрическое поле.
Но сердолик-турмалин еще и пироэлектрик. Как следует из названия, он может создавать электрическое поле под действием температуры. В норме кристалл турмалина обладает спонтанной поляризацией, которая компенсируется электрическими зарядами из воздуха. А нагревание или охлаждение вызывают возникновение электрических зарядов на противоположных концах кристалла, то есть, также образование электрического поля. При этом изменение температуры приводит еще и к деформации кристаллической решетки и, как следствие, к возникновению дополнительного электрического поля. То есть, все пироэлектрики — и пьезоэлектрики тоже, но не наоборот.
При нагревании кристалла на 1°С происходит образование электрического поля кристалла 400 В/см, что несложно зафиксировать. Благодаря таким своим особенностям, турмалин активно используется в датчиках температуры и инфракрасного излучения, а также для измерения напряжения и ударных волн.
Надо отметить, что турмалин не уникален. В мире существует немало веществ-пироэлектриков. Обычный кварц — совсем не такой драгоценный и востребованный, как сердолик, ему практически не уступает. А некоторые синтетические кристаллы — танталат лития, ниобат лития или некоторые варианты пьезокерамики — значительно «сильнее» турмалина по некоторым характеристикам.
Поделки из турмалина: от браслетов до носков
Именно пироэлектрические свойства делают турмалин таким привлекательным в глазах представителей альтернативной медицины. Ведь пироэлектрик работает даже при нагревании камня от тепла человеческого тела. А если его еще и потереть, то можно получить дополнительный пьезоэлектрический эффект.
Продавцы турмалиновых поделок заявляют, что их «устройства» обладают следующими видами активности:
- инфракрасная;
- ионизирующая.
Насчет инфракрасного излучения сразу следует уточнить: это свойство любых нагретых объектов. Человек тоже прекрасно излучает в инфракрасном спектре — отсюда создание различных устройств, позволяющих обнаруживать живые объекты по их тепловому следу.
Но Международная комиссия по освещению (МКО) делит весь диапазон инфракрасного излучения на:
- ближнее ИК-излучение (длина волны 0,7-1,4 мкм);
- среднее ИК-излучение (длина волны 1,4-3 мкм);
- дальнее ИК-излучение (длина волны 3-100 мкм).
Организм человека, как было сказано — тоже источник ИК-волн. Наши ладони излучают их в диапазоне 8-14 мкм. А ученые давно занимаются исследованиями дальнего инфракрасного излучения (far infrared, FIR) с длиной волны 3-100 мкм. И доказано, что биологический эффект от воздействия FIR, например, на кожу имеется.
Что происходит с турмалином или турманием, который прикладывается к теплому телу человека (например, как «энергетический браслет») или входит в состав его одежды? Тепло человеческого тела запускает процессы поляризации кристалла. В результате он действительно излучает в ИК-диапазоне. Правда, пока влияние FIR турмалина (довольно слабое, заметим) удалось продемонстрировать только на культуре клеток и в эксперименте на кроликах. Доказанных биологических изменений на живом человеке выявить пока не удалось.
Возможно, ионизирующие свойства турмалина и продуктов из него окажутся более впечатляющими? Увы. И здесь похожая ситуация, причем с немалой долей физической путаницы.
Конечно, ни о каких «выделяемых турмалином ионах» речи идти не может — это не ионный раствор, это твердое тело, которое просто физически не может разбрасываться ионами по сторонам.
В данном случае речь может идти об ионизации полем, то есть, образовании отрицательных ионов в воздухе при помощи электрического поля, возникающего в кристалле, благодаря пиро- или пьезоэффекту. Но, в отличие от ионизаторов с доказанным и зафиксированным эффектом, турмалиновые кристаллы ионизируют слишком слабо, чтобы можно было учитывать их влияние на организм человека, а тем более, лечебный эффект.
Об «управлении энергией ци» при помощи турмалина, пожалуй, лучше даже не упоминать. В России, в отличие от Запада, эта идея, видимо, не нашла отклика в массах, и современные маркетологи в области «турмалинологии» ее практически не используют. Что неудивительно: на сегодняшний день ни одна аппаратура не позволяет зарегистрировать потоки «энергии ци».
Выводы
- Лечебный или иной оздоровительный эффект турмалина, а также предметов, его содержащих (матрасы, носки, одежда, браслеты и др.), не доказан в ходе научных экспериментов и не подтверждается наблюдениями.
- Турмалин (сердолик) действительно создает слабое электрическое поле в ответ на изменение температуры или деформацию, однако данный эффект недостаточен для ионизации воздуха или воздействия на человеческий организм.
- Эффект действия турмалина и поделок из него не превышает эффект плацебо.
- Красивые камушки сердолика не вредят здоровью. Так что ювелирные украшения из них безопасны.
Пройдите тестТест: ты и твое здоровье
Пройди тест и узнай насколько ценно для тебя твое здоровье.
Источник