Wissenswerte Informationen über den Edelopal
Opal - Natürlicher Edelopal, Opalsynthesen und Opal-Imitationen. Optische Eigenschaften des Opals
Mikroskopische Aufnahme eines Opals im Dünnschliff bei gekreuzten Polarisatoren (Bildquelle: Edgar Ralph Segnit / Opal - Rainbow of the desert)
Optische Anisotropie des Edelopals.
Edelopal mit Pseudo-DoppelbrechungDass der Edelopal nicht, wie üblicherweise angegeben wird, in jedem Fall optisch isotrop ist, ist eine bisher unbekannte Eigenschaft.
Ein erster Hinweis findet sich bei Segnit auf der ihm zu Ehren eingerichteten Webseite - "Opal...rainbow of the desert" mit den Worten:
"A property of precious opal which is seldom recognised is its propensity to show a pseudo-birefringence in thin sections, especially if the slice is made slightly thicker than usual. When viewed in the microscope between crossed polarisers, bright colours similar to those found in some crystalline minerals are seen."
Auch linksstehendes mikroskopisches Bild eines Opals im Dünnschliff wird dort präsentiert.
Eine optische Anisotropie wurde von Monovoukas & Gast auch an synthetischen Opalen beobachtet [1].
In einer 2009 veröffentlichten Publikation zu Untersuchungen an natürlichen Opalen aus Honduras wurde das optisch doppelbrechende Verhalten von Opalen im Dünnschliff ebenfalls bestätigt [2]:
"The observation of thin sections under the polarizing light microscope reveals that the Honduran opal is characterized by pleochroism and sharp birefringence, together with striae, "twins" and zoning."
Der Opal unter gekreuzten Polarisatoren
In eigenen optischen Analysen von australischen Opalen in dünnen Plättchen (zur Verfügung gestellt von Fa. E. Weiss) und an hochgeordneten Polymersuspensionen (BASF, Ludwigshafen) erschienen die Materialien ebenfalls nicht optisch isotrop und damit "ausgelöscht" unter gekreuzten Polarisatoren, sondern gleichfalls doppelbrechend mit einer Änderung in der Farbe und Intensität bei Rotation der Probe [3]
Mikroskopische Aufnahmen zur Dokumentation des optischen Verhaltens eines natürlichen Opals aus Australien bei gekreuzten Polarisatoren und Rotation der Probe
Das Malteserkreuz, ein typisches Interferenzmuster optisch anisotroper, einachsiger Kristalle, hier erstmals am Edelopal beobachtet [3]
Optische Anisotropie des Opals.
Konoskopie - Das MalteserkreuzIn der konoskopischen Analyse mit Hilfe der sogenannten Bertrand-Linse ist das Malteserkreuz erkennbar, welches bei nichtzentraler Lage und Rotation der Probe um den Mittelpunkt wandert.
Der Edelopal erscheint somit makroskopisch als Volumenmaterial optisch isotrop, in dünnen Schichten zeigt er jedoch eine optische Anisotropie vergleichbar dem Verhalten optisch einachsiger Kristalle.
Optisch anisotrope Kolloidkristalle
Nur die Ordnung zähltDie optische Anistropie ist nur von der dreidimensional periodischen Ordnung der Partikel abhängig, nicht vom Ordnungstyp oder vom Chemismus. Eine Anisotropie ist auch bei kolloidalen Kristallen kubisch innenzentrierter Symmetrie zu beobachten, die aus geordneten Polymerpartikeln in einer wäßrigen Lösung vorliegen.
Optische Anisotropie kolloidaler Kristalle, mikroskopische Aufnahmen mit und ohne Polfilter
Katzenaugen-Opal und Sternopal (Bilder: GIA - "Gems & Gemology")
Optische Effekte.
Opal-Katzenauge / SternopalDie als Katzenaugen und Asterismus bekannten optischen Effekte werden auch an Opalen beobachtet. Während der Katzenaugeneffekt an Opalen mit und ohne Farbspiel auftritt, ist der Sterneffekt (drei- und sechsstrahlig) bisher nur an Edelopalen aus Spencer/Idaho beschrieben worden. Detaillierte Analysen dieser Sternopale wurden von Sanders vorgenommen [4-6].
Sternopal
Ursache des optischen EffektsMittels Elektronenmikroskopie bestimmte Sanders als Ursache für die Sternbildung den Aufbau der Opale aus Bändern hochgeordneter Silica-Partikel verschiedener Größe [6].
Sternopal im Elektronenmikroskop (Sanders)
Literatur.
[1] Monovoukas,Y., G. G. Fuller, et al. (1990): "Optical anisotropy in colloidal crystals", Journal of Chemical Physics, 93(11), pp. 8294-8299.
[2] Viti, C., Gemmi, M. (2009): "Nanostructures and microinfrared behavior of black opal from Gracias, Honduras", Neues Jahrbuch für Mineralogie, Abhandlungen, 186 (1), pp. 11-20.
[3] Goldberg, R., Schöpe, H. J. (2010): Röntgenamorph und lichtkristallin - Optische Eigenschaften opaliner Materialien, Zeitschrift der Deutschen Gemmologischen Gesellschaft, 59/1-2.
[4] Sanders, J. V. (1976): The structure of star opals, Acta Crystallographica Section A, Vol. 32, No. 2, pp. 334-338.
[5] Sanders, J. V. (1977): Star Patterns in Idaho Opals, Australian Lapidary Magazine, February, pp. 3-10.
[6] Sanders, J. V. (1976): Star opal from Idaho, Lapidary Journal, Vol. 29, No. 11, pp. 1986–2010.