In dieser Folge beleuchtet Professor Henry Hänni die farblosen Edelsteine.

Beim Betrachten eines Edelsteins fällt als Erstes die Farbe auf. Wie können wir aber zu einem Namen kommen, wenn der Stein farblos ist? Mit einer hydrostatischen Waage und einem Refraktometer können die physikalischen Daten wie Dichte und Lichtbrechung gemessen werden. Aber auch das Polariskop liefert wertvolle Anhaltspunkte.

Diamant

Der wohl wichtigste farblose Stein ist der Diamant. Heute sind zahlreiche Diamantprüfgeräte im Einsatz, die einzelne Eigenschaften feststellen. Rund 95 Prozent der Schmuckdiamanten sind vom Typ Ia, was bedeutet, dass sie Stickstoff-Aggregate haben. Sie besitzen eine hohe Wärmeleitfähigkeit haben. Der Diamantprüfer hat eine heisse Nadel, die auf den Stein gesetzt wird. Der Diamant führt nun diese Hitze ab und das Gerät braucht Strom, um den Sensor nachzuheizen. Dieser Stromverbrauch wird durch den Ausschlag eines Zeigers signalisiert. Manche Geräte messen auch die elektrische Leitfähigkeit. Die meisten Diamanten sind Isolatoren und leiten keine Elektrizität. Mit diesen beiden Resultaten zeigt das Gerät an, ob es sich um einen Diamanten handelt. Seltene, meist blaue Diamanten leiten Strom, und das Geräte erkennt sie nicht als Diamanten.

Diamanten besitzen eine hohe Lichtbrechung (2.41). Dieser Wert liegt über dem Messbereich des Refraktometers, das nur bis 1.79 messen kann. Das spezifische Gewicht von Diamant ist 3.52. Da die Steine meist klein sind, wäre exaktes Wägen mit einer präzisen Waage mit Dichtzusatz nötig. Da die Diamanten oft gefasst sind, ist eine Dichtebestimmung nicht möglich.

Quarz

Quarz, auch bekannt als Bergkristall, ist ein verbreiteter farbloser Edelstein. Das Mineral besitzt die Eigenschaft der Doppelbrechung. Das bedeutet, dass ein Lichtstrahl beim Durchgang im Allgemeinen in zwei Strahle aufgeteilt wird, was zu Interferenzerscheinungen führt. Ein einfaches Gerät, das Polariskop, macht diesen Sachverhalt deutlich. Ein Polariskop besteht aus einer Beleuchtung und darüber zwei Polarisationsfilter. Diese müssen bei der Untersuchung senkrecht zueinander gekreuzt sein, im Blickfeld herrscht nun Dunkelheit. Man muss den Quarz zwischen die Filter legen, um dann von oben zu betrachten, was passiert, wenn der Stein horizontal gedreht wird.

Er wechselt zwischen hell und dunkel und zeigt damit an, dass er doppelbrechend ist. In einer einzigen Richtung – der optischen Achse – verhält er sich anders. Legen wir in dieser Richtung eine Linse (Lupe, Glaskugel) über den Stein, so erscheint ein schwarzes Kreuz mit einer farbigen Scheibe in der Mitte. Dieses Achsenbild ist für Quarz typisch. Die optische Achse zu finden ist bei geschliffenen Steinen nicht immer einfach. Wir müssen den Prüfling zwischen den Polarisationsfiltern taumeln lassen und gleichzeitig auf das Erscheinen des Achsenbildes warten. Dieses Interferenzbild in Richtung der optischen Achse ist typisch für alle Quarze unabhängig von ihrer Farbe, also auch für Amethyst oder Citrin Rauchquarz. Wenn jedoch die optische Achse durch die Rundiste läuft, ist das Bild nicht immer zu erzeugen. Darum müssen die Lichtbrechungen und möglichst auch die Dichte gemessen werden.

Weitere farblose Steine

Es gibt zahlreiche farblose Steine wie beispielsweise Glas, Topas, Phenakit, Spodumen, Euklas, Zirkon oder Zirkonia. Da ist eine exakte Messung der Dichte und der optischen Daten unverzichtbar. Isotrope Medien besitzen nur eine Lichtbrechung, anisotrope besitzen zwei oder drei richtungsabhängige Lichtbrechungen. Am schnellsten geht die Identifikation mit einem Raman-Spektrometer. Dieses ist jedoch teuer und steht fast nur Labors zur Verfügung.