III. Mineralien - Optische Eigenschaften

[McSchuerf]

Hallo ..

nach dem ich hier vor längerer Zeit einen größeren Beitrag  mit dem Titel: I. Mineralien - Morphologische Eigenschaften vorgestellt habe (in diesem Forum wohl doch noch nicht.. ), nun den 3. Teil - Mineralien - Optische Eigenschaften. Der 2. Teil: Mineralien - Mechanische Eigenschaften (Härte, Tenazität, Dichte etc.) ist auch schon so ziemlich fertig; den bringe ich gerne später noch. 
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3.   O p t i s c h e   E i g e n s c h a f t e n

Farbe

Betrachten Sie die vor Ihnen aufgestellten Mineralien bei starkem Licht, am besten bei Tageslicht.

Achten Sie darauf, dass es sich wirklich um die Farbe des Minerals und nicht um die Farbe einer Oxidationsschicht handelt. Im Zweifelsfall prüfen Sie die Farbe an einer frischen Bruchstelle.

Nicht nach der Farbe bestimmen kann man dagegen die fremdfarbigen Mineralien, da die Farbe in diesen Fällen nicht charakteristisch für die Mineralart ist (siehe Strichfarbe).
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Strichfarbe

Die Strichfarbe eines Minerals ist die Farbe der Spur, die das Mineral hinterlässt, wenn man mit ihm über eine unglasierte, weiße Porzellantafel (Strichtafel) o.ä. streicht. Sie ist für ein Mineral charakteristisch und daher ein sehr wichtiges Bestimmungsmerkmal.

Bei eigenfarbigen (idiochromatischen) Mineralien stimmt die Strichfarbe mit der Farbe des Minerals überein.
Beispiel: Azurit ist immer blau, egal von welchem Fundort.

Fremdfarbige (allochromatische) Mineralien dagegen haben oft eine Strichfarbe, die nicht mit der Mineralfarbe übereinstimmt. Diese Fremdfärbungen können durch Fremdeinlagerungen oder Störungen im Kristallbau verursacht werden.
Beispiel: Granat

Äußerlich sehr ähnliche Mineralien, z.B. Magnetit und Perowskit können mit Hilfe ihrer Strichfarben - beim Magnetit schwarz, beim Perowskit grau/weiß - einwandfrei auseinandergehalten werden.
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Glanz

Edelsteine haben die Menschen schon seit jeher wegen ihres strahlenden Glanzes fasziniert. Aber nicht nur geschliffene Edelsteine glänzen, auch jedes unbearbeitete Mineral hat, wie etwa die Glimmerblättchen im Flußsand zeigen, seinen ganz speziellen, charakteristischen Glanz.

Meßbar ist Glanz nicht, er wird durch Vergleiche mit Gegenständen des täglichen Lebens beschrieben.

Folgende Arten des Glanzes lassen sich unterscheiden:

Diamantglanz ist der strahlende Glanz, den man von geschliffenen Diamanten und Bleikristallglas kennt.
Beispiel: Zinnober

Fettglanz erinnert an schimmernde Fettflecken auf Pergamentpapier.
Beispiel: Krokoit

Metallglanz entspricht dem Glanz von poliertem Metall, etwa Stoßstangen, Alufolie.
Beispiel: Hämatit

Glasglanz entspricht dem Glanz von einfachem Fensterglas.
Beispiel: Epidot, Apatit

Seidenglanz   weisen Mineralien auf, die einen wogenden Lichtschein zeigen, wie er bei Naturseide zu beobachten ist.
Beispiel: Pektolith

Perlmuttglanz erinnert an die Innenseite mancher Muschelschalen (Perlmutt), die einen weißlichen Schimmer mit farbigem Lichtschein zeigen.
Beispiel: Margarit

Pechglanz haben z.B. die frisch zerschlagenen Teerbrocken, die man bei Straßenbauarbeiten sieht.
Beispiel: Gadolinit

Harzglanz weisen Mineralien auf, die an den klebrigen Saft der Baumrinde (Harz) bzw.
(Wachsglanz) an Kerzenwachs erinnern.
Beispiel: Feueropal

Matt ist ein Mineral, das fast oder gar keinen Glanz aufweist.
Beispiel: Rhodochrosit
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Lichtbrechung / Doppelbrechung

Lichtstrahlen werden beim Übergang von einem Medium (zum Beispiel Luft) in ein anderes (zum Beispiel einen Kristall) gebrochen. Die Lichtbrechung ist um so stärker, je größer der Unterschied zwischen den beiden Medien ist. Ein Maß für die Stärke der Lichtbrechung ist der Brechungsindex, der mit n bezeichnet wird.

Ein durch einen Kalkspatkristall hindurchgehender Lichtstrahl wird in zwei Strahlen aufgespalten, die in senkrecht zueinander stehenden Ebenen schwingen. Der sogenannte ordentliche Strahl tritt bei senkrechtem Einfall geradlinig durch den Kristall hindurch, während der andere, der außerordentliche Strahl, abgelenkt wird. Bei schrägem Einfall werden beide Strahlen, jedoch unterschiedlich stark, abgelenkt, der Brechungsindex ist also für die beiden Strahlen unterschiedlich. Diese Erscheinung nennt man Doppelbrechung. Sie ist beim Kalkspat am deutlichsten, läßt sich jedoch unter dem Mikroskop auch bei allen anderen Mineralien, außer den kubischen und amorphen, feststellen.
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Pleochroismus

Pleochroismus (griech. pleon = mehr; chroma = Farbe); Mehrfarbigkeit tritt bei optisch anisotropen Kristallen auf, die Licht nicht gleichmäßig, sondern in jeder kristallographischen Richtung und für jede Wellenlänge verschieden stark absorbieren.

Solche Kristalle ändern ihre Farbe je nach der Durchstrahlungsrichtung. Man sieht also, je nachdem von welcher Seite man die Kristalle betrachtet, verschiedene Farben. Bei zwei Farben spricht man von Dichroismus; bei drei Farben von Trichroismus.

Beispiele für starken Pleochroismus sind:
Cordierit, Turmalin, Epidot, einige Chlorite, Biotit, Alexandrit
Bei anderen Mineralien ist Pleochroismus nur im Dünnschliff unter dem Mikroskop erkennbar.
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Interferenzfarben

Interferenzfarben entstehen, wenn aus weißem Licht eine oder mehrere Wellenlängen durch Interferenz (Überlagerung von mehreren Lichtquellen im gleichen Raumbereich) ausgelöscht werden. Das restliche Licht erhält dadurch keine reine Spektralfarbe, sondern eine Mischfarbe.

Beispiele für Interferenz sind:

-   der bläulich schimmernde Glanz des Mondsteines, der aus dünnen Lamellen von Adular, Sanidin oder Natrium-Plagioklasen aufgebaut ist (adularisieren).

-   das lebhafte Farbenspiel des Labradorits (hier: Spektrolith) mit feiner paralleler Lamellenstruktur (labradorisieren).

-   die schillernden Anlauffarben (Oxidationsschichten als dünnste Überzüge von Oxidationsprodukten) der Metalle (irisieren).

und schließlich das Farbenspiel des Edelopals (opalisieren), der aus feinsten Kügelchen amorpher Kieselsäure, die sich zu dichten Kugelpackungen sedimentiert haben, besteht. Durchmesser bzw. Abstände der Kügelchen entsprechen dabei der Größenordnung der Wellenlängen des sichtbaren Lichtes.
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Transparenz (Lichtdurchlässigkeit)

Transparenz ist die Eigenschaft der Minerale, je nach Beschaffenheit und chemischer Zusammensetzung auch infolge etwaiger Fremdeinschlüsse, Licht unterschiedlich stark zu absorbieren.

Man unterscheidet als Grad der Transparenz:
durchsichtig, z.B. Bergkristall
durchscheinend, z.B. Diaspor und
undurchsichtig (opak), z.B. Bixbyit

Diese Angaben beziehen sich immer auf den einzelnen Kristall, die Transparenz der Aggregatform kann durchaus abweichend sein. Selbst undurchsichtige Minerale können, zu dünnsten Schichten verschliffen (Dünnschliff) durchscheinend oder durchsichtig sein.
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Luminiszenz - Fluoreszenz - Phosphoreszenz

Als Luminiszenz bezeichnet man Leuchterscheinungen, die von Kristallen ausgehen können (Oberbegriff).

Werden diese durch Einstrahlung von ultraviolettem Licht (unsichtbar) hervorgerufen, spricht man von Fluoreszenz (zum ersten Mal beim Fluorit beobachtet, daher die Bezeichnung). Fluoreszenz beginnt sofort mit Beginn der Anregung und endet auch mit ihr.

Beispiel:
Schwefel fluoresziert grün;
Cancrisilit fluoresziert hellorange

Bei Phosphoreszenz (Nachleuchten) dagegen dauert die Leuchterscheinung noch bis zu einigen Sekunden nach Abschalten der anregenden Strahlenquelle an.

Beispiele:   
einige Zinkblenden phosphoreszieren gelb oder orangefarben
einige Gipsarten phosphoreszieren zitronengelb
einige Aragonite phosphoreszieren weiß
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Farbzonen in Kristallen - Phantombildung

Farbzonen in Kristallen und Kristallaggregaten zeigen an, daß sich während des Wachstums eine oder mehrere natürliche Gegebenheiten verändert haben; andernfalls wäre ein gleichmäßig gefärbter Kristall bzw. Kristallaggregat entstanden.

Folgende natürliche Gegebenheiten können sich auf folgende Weise verändert haben:

-   ungleichmäßige oder unterbrochene Anlieferung des Baumaterials; mit anderen Mengenverhältnissen fortgesetzte Anlieferung
-   Temperaturwechsel
-   Druckveränderung, dadurch Beeinflussung der Löslichkeit von Stoffen und Gasen
-   Veränderung der Alkalität (pH-Wert) wässriger Lösungen im Laufe hydrothermaler Vorgänge
-   örtliche Erhöhung oder Verminderung der Fließgeschwindigkeit mit verändertem Querschnitt des Zuflußweges und der durchflossenen Gesteinsspalte.

Eine bevorzugte Fließrichtung begünstigt die Stoffzufuhr zu Kristallflächen, die dem Strom zugewandt sind und benachteiligt die entgegengesetzten Flächen. Selbst "Verunreinigungen", wie bituminöse Stoffe, Petroleum, Sandkörner oder andere Kristallarten können zeitlich begrenzt zugegen sein und das Kristallwachstum sowie die Farbe und andere Eigenschaften des Wirtskristalls beeinflussen.

Beispiele:
blaues Steinsalz, Fluorit
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Phantombildung

Auch bei Einzelkristallen kann man eine Vielfalt von Farbzonierungen durch Einlagerungen beobachten. Verlaufen sie parallel zu möglichen oder tatsächlichen kristallografischen Flächen im Innern, dann läßt sich der entstehende Eindruck oft als Phantombildung beschreiben.

Mit zu den eindrucksvollsten Beispielen zählen die Phantomquarze, deren frühere Wachstumsstadien oft durch feinen Chloritstaub markiert werden, der sich auf Rhomboeder- und Prismenflächen abgeschieden hat und beim weiteren Wachstum umhüllt wurde.
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[McSchuerf]

Fototeil Mineralien ..

.. insbesondere zu den Punkten Farbe und Glanz .. :smile:

Copyright (Fotos): Peter McSchuerf

Gruß Peter 

[geoexploration]

Hallo McSchürf,


sehr gut dieser  Beitrag.  Zu einigen (Kupfer)Mineralien, die bei uns in Massen beheimatet sind, stelle ich mal Fotos grosser "Brocken" rein.  Manche haben da mehr als 30 cm Grösse  (im Bergbau kann man teilweise ganze Felsen aus purem Mineral finden)  Aber ich musste diese zu erst kleiner machen, sonst hätte ich ein Transport- und Lagerproblem im Haus...

Ich habe da auch immer wieder reinen (> 99% Pureza) Scheelite, die teils 50 cm Grösse erreichen, wenn man diese in der Nacht mit der Scheelitlampe anstrahlt, so denkt man an glühende Kohlen dank Fluoreszenz.

Nur Fotografien sind mir davon noch keine gelungen.  Ich bin noch am herum experimentieren.

Gruss

Geo 

[McSchuerf]

Hallo Geo,

danke Dir.  ..

.. ja und immerzu.. wenn Du Fotos hast, ruhig hier anfügen.. danke .. .. es geht auch nichts über Experimentierfreude!
Das sollte immer "Begleiter" der gesunden Neugierde sein! 

Gruß Peter ..