Strumenti di Gemmologia
Storia delle Gemme
Nome e traduzioni
Italiano: Dicroscopio
Inglese: Dichroscope
Francese: Dichroscope
Spagnolo: Dicroscopio
Portoghese: Dicroscópio
Tailandese: ดายโครสโกป (ชีวะพอลอจิค) / daɪ kʰroʊsək̚ (t͡ɕʰiwa phɔː laʉ t͡ɕik)
Tedesco: Dichroskop
Arabo: دايكروسكوب (جواهري) / daikroskūb
Russo: Дихроскоп / dɪˈkroskəp
Mandarino: 二色镜（宝石学）/ èr sè jìng
Swahili: Dichroscope
Hindi: डायक्रोस्कोप (गोह्रतन्त्रज्ञानीय) / ḍāyakroskōpa (gohratantrajñānīya)
Storia
Il dicroscopio è uno strumento gemmologico utilizzato per distinguere i colori pleocroici delle pietre preziose. Prima dell’invenzione del dicroscopio, gli studiosi di pietre preziose (non ancora gemmologi) dovevano fare affidamento sulla propria vista per distinguere i colori di una gemma se osservata da diverse angolazioni. Questo è stato un compito difficile poiché l’occhio umano non è molto sensibile alle sottili variazioni di colore. Il dicroscopio ha rivoluzionato il campo gemmologico consentendo ai gemmologi di identificare in modo accurato e coerente i colori pleocroici delle pietre preziose.
Il dicroscopio funziona dividendo la luce che entra nella gemma in due direzioni diverse, ciascuna delle quali passa attraverso un filtro polarizzatore. I filtri rivelano colori diversi, che possono essere confrontati per determinare i colori pleocroici della gemma.
Nel 1818, Sir David Brewster, uno scienziato scozzese, inventa il dicroscopio, uno strumento ottico utilizzato per analizzare la dicroismo, cioè la proprietà di alcuni cristalli di presentare colori diversi in diverse direzioni della luce polarizzata.
Nel XIX secolo: Il dicroscopio viene utilizzato principalmente in campo scientifico e minerale per studiare la struttura cristallina di minerali e cristalli.
Anche il mineralogista francese Jean Baptiste Élie de Beaumont, nel XIX secolo, contribuì all’invenzione del dicroscopio attraverso le sue ricerche sul dicroismo e sulle proprietà ottiche dei minerali. De Beaumont studiò a fondo la capacità di alcuni cristalli di mostrare colori diversi in diverse direzioni della luce polarizzata. Le sue osservazioni e le sue scoperte sul dicroismo furono fondamentali per lo sviluppo del dicroscopio come strumento scientifico.
Nel 1930: August Köhler, un gemmologo tedesco, sviluppa il dicroscopio gemmologico, uno strumento appositamente progettato per l’analisi delle gemme. Questo strumento diventa uno strumento di base nella gemmologia per identificare il dicroismo nelle gemme e determinarne la natura ottica.
Nel 1950: Viene introdotto il dicroscopio gemmologico polarizzante, che consente di analizzare il dicroismo delle gemme con una maggiore precisione, fornendo informazioni dettagliate sulla loro struttura cristallina e sulla loro natura ottica.
Nel 2000: Con l’avanzamento delle tecnologie ottiche, vengono introdotti dicroscopi gemmologici digitali che offrono immagini ad alta definizione e funzionalità aggiuntive come la registrazione di video e immagini per l’analisi e la documentazione delle gemme.
Oggi: Il dicroscopio gemmologico è uno strumento indispensabile nel campo della gemmologia per l’identificazione e l’analisi delle gemme, consentendo di determinarne la natura ottica, la struttura cristallina e altre caratteristiche importanti per la valutazione delle gemme.
Leggi scientifiche di riferimento
Il principio di base del Dicroscopio è basato sulla legge di Malus, che descrive come la luce polarizzata si comporta quando passa attraverso un materiale birifrangente. Il Dicroscopio è stato sviluppato in seguito alla scoperta della birifrangenza, ovvero la proprietà di alcuni materiali di dividere un raggio di luce in due raggi polarizzati in modo diverso.
Concetti importanti
La legge di Malus è una relazione matematica che descrive il comportamento della luce polarizzata quando attraversa un polarizzatore. Fu scoperta dal fisico francese Étienne-Louis Malus nel 1809 e ha subito alcune evoluzioni nel corso degli anni.
La legge di Malus afferma che l’intensità della luce polarizzata trasmessa attraverso un polarizzatore è proporzionale al quadrato del coseno dell’angolo tra la direzione di polarizzazione della luce incidente e la direzione di polarizzazione del polarizzatore. In altre parole, se θ è l’angolo tra la direzione di polarizzazione della luce incidente e la direzione di polarizzazione del polarizzatore, l’intensità della luce trasmessa sarà proporzionale a cos^2(θ).
Nel corso del tempo, la legge di Malus è stata oggetto di ulteriori studi e modifiche. Ad esempio, è stata estesa per includere l’effetto di più polarizzatori in serie o in parallelo. Inoltre, la legge di Malus è stata applicata in diversi campi scientifici e tecnici, tra cui l’ottica, la fisica delle particelle, la comunicazione ottica e la tecnologia dei display.
Utilizzo
Il Dicroscopio viene utilizzato per identificare la birifrangenza delle gemme. Questa informazione può essere utilizzata per determinare se una gemma è singolarmente o doppiarmente rifrangente, e quindi per identificarne la specie e l’origine.
Limitazioni
Limitazioni dell’utilizzo del Dicroscopio nell’identificazione delle gemme:
Il Dicroscopio non è in grado di identificare le proprietà ottiche di tutte le gemme, ma solo di alcune, come ad esempio il quarzo. Inoltre, il Dicroscopio non può determinare con precisione la direzione della birifrangenza nelle gemme, a meno che non venga utilizzato in combinazione con altri strumenti di identificazione.
Modo d’uso
Modo d’uso
L’utilizzo del Dicroscopio gemmologico comporta i seguenti passaggi:
Posizionare la gemma sul tavolo di analisi.
Regolare la luce del Dicroscopio in modo che sia polarizzata.
Inserire il Dicroscopio tra la gemma e l’occhio dell’osservatore.
Osservare la gemma attraverso il Dicroscopio e ruotare il cristallo birifrangente per valutare la birifrangenza.
Accessori
A volte puo’ essere comodo utilizzarlo con un supporto da tavolo.
Precauzioni
Posizionare con cura, mantenendo le distanze ottimali.
Maneggiare con cautela, viste le dimensioni.
Parti
Corpo: È la parte principale del dicroscopio ed è solitamente realizzato in metallo o plastica. Contiene gli elementi ottici e le regolazioni per la messa a fuoco e l’allineamento del dispositivo.
Lente analizzatrice: È una lente polarizzante posta all’interno del dicroscopio che permette di analizzare la luce polarizzata trasmessa attraverso la pietra preziosa. Può essere ruotata per regolare l’angolo di analisi.
Lente polarizzante: È una lente polarizzante posta all’estremità anteriore del dicroscopio che permette di polarizzare la luce incidente sulla pietra preziosa. Può essere ruotata per regolare l’angolo di polarizzazione.
Vetro di contatto: È una piastra di vetro situata tra la lente polarizzante e la lente analizzatrice. Viene utilizzata per mettere a contatto la pietra preziosa con l’oculare del dicroscopio per l’osservazione della luce polarizzata.
Oculare: È l’oculare attraverso il quale l’utente osserva la pietra preziosa. Può essere dotato di un reticolo o di altre caratteristiche per facilitare l’analisi della luce polarizzata.
Regolazioni: Il dicroscopio può avere diverse regolazioni, come la messa a fuoco e l’allineamento delle lenti polarizzanti e analizzatrici per ottenere immagini chiare e nitide della pietra preziosa in analisi.
Sorgente di luce: In alcuni modelli di dicroscopio gemmologico, è presente una sorgente di luce integrata o collegabile esternamente per illuminare la pietra preziosa in analisi e ottenere una migliore visibilità della luce polarizzata.
Unita’ di misura
Il metodo di analisi prevede solo una distinzione tra i colori. Termini tecnici nella differenziazione cromatica sono indispensabili.
Tipi
Dicroscopio ad immersione: in cui la pietra preziosa viene immersa in un liquido con un indice di rifrazione noto per misurare l’indice di rifrazione della pietra preziosa;
Dicroscopio gemmologico basico: Questi modelli di dicroscopi gemmologici entry-level possono avere un prezzo compreso tra $30 e $100, a seconda del marchio e delle caratteristiche specifiche.
Dicroscopio gemmologico con luce LED: Questi modelli di dicroscopi gemmologici con luce LED integrata possono avere un prezzo compreso tra $100 e $300, a seconda del marchio e delle caratteristiche aggiuntive come la qualità della luce LED e la facilità di utilizzo.
Dicroscopio gemmologico digitale: Questi modelli di dicroscopi gemmologici con funzionalità digitali, come la registrazione di immagini o video, possono avere un prezzo compreso tra $300 e $1000, a seconda del marchio e delle caratteristiche digitali aggiuntive.
Dicroscopio gemmologico professionale: Questi modelli di dicroscopi gemmologici di alta qualità, spesso utilizzati da professionisti del settore gemmologico, possono avere un prezzo che varia da $500 a $2000 o più, a seconda del marchio, delle caratteristiche ottiche avanzate e della qualità costruttiva.
Modelli (2023)
- BelOMO: Questa marca offre una vasta gamma di dicroscopi gemmologici di alta qualità, con prezzi che possono variare da $50 a $200, a seconda del modello e delle caratteristiche.
- GemOro: Questa marca offre dicroscopi gemmologici con luce LED integrata e altre funzionalità avanzate, con prezzi che possono variare da $100 a $400 o più, a seconda del modello e delle caratteristiche.
- Presidium: Questa marca è nota per i suoi dicroscopi gemmologici digitali con funzionalità avanzate, come la registrazione di immagini e video, con prezzi che possono variare da $300 a $1000 o più, a seconda del modello e delle caratteristiche digitali aggiuntive.
- GIA (Gemological Institute of America): Questa rinomata organizzazione gemmologica offre dicroscopi gemmologici di alta qualità, progettati specificamente per le esigenze dei gemmologi professionisti, con prezzi che possono variare da $300 a $2000 o più, a seconda del modello e delle caratteristiche.
Eurotool: Questa marca offre dicroscopi gemmologici di fascia media con luce LED integrata e altre caratteristiche, con prezzi che possono variare da $50 a $200, a seconda del modello e delle caratteristiche.
Tipi
Le pietre preziose sono minerali spesso (ma non sempre) trasparenti e possono quindi essere esaminate con metodi ottici. L’indice di rifrazione è una costante materiale, dipendente dalla composizione chimica di una sostanza. Il rifrattometro viene utilizzato per identificare i materiali delle gemme misurando il loro indice di rifrazione, una delle principali proprietà utilizzate per determinare il tipo di pietra preziosa. A causa della dipendenza dell’indice di rifrazione dalla lunghezza d’onda della luce utilizzata (cioè dispersione), la misurazione viene normalmente eseguita alla lunghezza d’onda della linea D del sodio (NaD) di ~589 nm. Questo viene filtrato dalla luce del giorno o generato con un diodo a emissione di luce (LED) monocromatico. Alcune pietre come rubini, zaffiri, tormaline e topazio sono otticamente anisotrope. Dimostrano la birifrangenza basata sul piano di polarizzazione della luce. I due diversi indici di rifrazione sono classificati utilizzando un filtro di polarizzazione. I rifrattometri con pietre preziose sono disponibili sia come classici strumenti ottici che come dispositivi di misura elettronici con display digitale.
Innovazione
- Uno dei primi scienziati ad usufruire e modificare il Dicroscopio è Louis Pasteur, famoso per la sua teoria sui germi e la pasteurizzazione dei cibi;
- Alcuni dicroscopi gemmologici moderni sono dotati di funzioni avanzate, come l’illuminazione a LED, la rotazione automatica della tavola, e la possibilità di registrazione delle immagini o dei video per una migliore documentazione e analisi.
- Il dicroscopio gemmologico può essere utilizzato anche per identificare gemme sintetiche o trattate, che potrebbero avere caratteristiche ottiche diverse rispetto alle gemme naturali.
L’uso del dicroscopio gemmologico richiede una certa esperienza e competenza nell’interpretazione delle caratteristiche ottiche delle gemme, poiché le varie gemme possono mostrare comportamenti di luce polarizzata diversi e le interpretazioni possono essere complesse.
Fatti curiosi
I rifrattometri moderni sono di 4 tipi principali:
Quelli manuali tradizionali, quelli palmari digitali, quelli da laboratorio e quelli di processo in linea. Questi strumenti non sono utilizzati solo per distinguere pietre preziose, ma in molti altri settori, principalmente nell’ambito della produzione vinicola e nei birrifici, ma sono usati anche in svariati ambiti come la torrefazione. Per esempio:
Nell’allevamento di acquari marini, un rifrattometro viene utilizzato per misurare la salinità e il peso specifico dell’acqua.
Nell’industria automobilistica, un rifrattometro viene utilizzato per misurare la concentrazione del liquido di raffreddamento.
Nell’industria meccanica, un rifrattometro viene utilizzato per misurare la quantità di liquido di raffreddamento concentrato che è stato aggiunto al liquido di raffreddamento a base d’acqua per il processo di lavorazione.
Nell’homebrewing (birra fatta in casa), un tipo di rifrattometro viene utilizzato per misurare il peso specifico per determinare la quantità di zuccheri fermentabili, prima della fermentazione, che vengono eventualmente convertiti in alcol.
Alcuni rifrattometri sono usati dagli hobbisti per fare conserve, marmellate e miele. In apicoltura, un modello di questo apparecchio viene utilizzato per misurare la quantità di acqua nel miele. Per misurare la concentrazione del latte di soia, che viene utilizzato per la produzione di bevande energetiche, può essere utilizzato uno speciale rifrattometro per latte di soia.
Il rifrattometro per salamoie. dotato di scala da 0 a 35%. è adatto per la preparazione di salamoie in prodotti da forno, per carne da fare alla griglia e per formaggi salati (es. Jadel, Mozzarella, formaggio greco Feta, formaggio balcanico, formaggio bulgaro, bjalo sirene, formaggio bianco, formaggio da insalata, formaggio di pecora) Lo stesso tipo di strumento può essere utilizzato per la manutenzione stradale invernale (soluzioni di sale per sciogliere il ghiaccio).
Altri modelli vengono misurazione dell’acqua per il lavaggio dei frutti di mare, per la preparazione di soluzioni per inalazioni, per creare blende di caffè, per la diagnosi farmacologica, nella medicina veterinaria, nella manutenzione degli acquari e in agricoltura.
Diffusione
Il Dicroscopio è un dispositivo ampiamente utilizzato nella gemmologia e viene utilizzato da professionisti in tutto il mondo. Tra i suoi vantaggi vanno menzionatele sue dimensioni molto ridotte e la sua relativa facilità d’uso (anche se la distinzione tra i colori può non essere sempre semplice).
