Исландский шпат

Исла́ндский шпат (англ. iceland spar, исл. silfurberg) — прозрачная крупнокристаллическая разновидность кальцита (карбоната кальция — CaCO3). Получил название по месту обнаружения первого крупного месторождения Эскифьордюр возле г. Хельгастадир в Исландии[1].

Исландский шпат
Кристалл исландского шпата
Кристалл исландского шпата
Формула CaCO3
Физические свойства
Цвет прозрачный
Твёрдость 3
Плотность 2,711 г/см³
Кристаллографические свойства
Сингония тригональная сингония
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

СвойстваПравить

Исторически название «исландский шпат» стало применяться в минералогии с конца XVII века, когда из Исландии стали привозить кристаллы этого прозрачного минерала. При взгляде через прозрачный кристалл исландского шпата видно двойное изображение. Кристаллографическая форма кристаллов исландского шпата наиболее часто представляет собой скаленоэдр[1].

 
Кристалл исландского шпата

В 1669 году датский учёный Расмус Бартолин обнаружил и описал свойство двойного преломления светового луча исландским шпатом[2]. В 1690 году нидерландский физик Христиа́н Гю́йгенс описал оптические свойства исландского шпата в том виде, как они излагаются в современных учебниках физики.

Кристаллы имеют различную окраску, преимущественно бледного (голубого, розового, жёлтого, бесцветного или другого) оттенка. Окраска зависит от примесей марганца, железа, магния, реже бария, свинца, стронция и битумов.

ИспользованиеПравить

Благодаря высокому двойному лучепреломлению света (0,172) и хорошей прозрачности в видимой и ультрафиолетовой области спектра исландский шпат используется в оптических и оптоэлектронных системах для поляризации света и управления световыми потоками, например, в поляризующей призме Николя. Применяются монокристаллы без трещин и содержащие малое число инородных включений. Выделяют две группы сырья: А — для работы в широком световом диапазоне; В — только в красном и инфракрасном свете[1]. В частности, используется в поляризационных светофильтрах фотоаппаратов для снижения бликов[2]. Читаем Вики "Поляризатор": Устройство Править Для большинства практических применений поляризационный фильтр изготавливают в виде двух стеклянных пластинок с находящейся между ними поляроидной плёнкой, обладающей линейным дихроизмом. Поляроидная плёнка представляет собой слой ацетилцеллюлозы, содержащий большое количество мелких кристаллов герапатита (иодистое соединение сернокислого хинина). Применяются также иодно-поливиниловые плёнки с одинаково ориентированными полимерными цепями. Идентичность ориентации кристаллов достигается с помощью электрического поля, а полимерные цепи ориентируют механическим растяжением.[4]

Существует мнение, что именно исландский шпат является легендарным «солнечным камнем» викингов, с помощью которого они ориентировались по солнцу в облачную погоду[3][2][4]. В 1967 году датский археолог Торкилд Рамскоу предположил, что «солнечный камень» — это кристалл исландского шпата[2]. В конец 1990-х на дне Английского канала был обнаружен затонувший корабль викингов, датируемый 1592 годом, среди навигационных инструментов которого был кристалл исландского шпата. Ну какие викинги в 1592-м? " Ви́кинги (дат. vikinger, швед. vikingar, норв. vikinger, исл. Víkingar) — раннесредневековые скандинавские[1] мореходы в VIII—XI веках, совершавшие морские походы от Винланда до Биармии и Северной Африки. В основной массе это были племена в стадии разложения"


В 2011 году два французских физика выступили с сообщением о возможности использования исландского шпата в навигации. Исходя из этого, группа учёных провела моделирование, которое продемонстрировало возможность навигации с его использованием. В дальнейшем энтузиасты провели натурный эксперимент. В 2013 и 2018 годах были опубликованы исследования[2][4][5][3][6]. Метод легко демонстрируется при использовании подручных материалов: при наблюдении затянутого облаками неба через исландский шпат и непрозрачный лист с отверстием, вращая кристалл, можно обнаружить области на небе, откуда в результате рэлеевского рассеяния исходит полностью поляризованный свет. Перпендикуляр к линии, соединяющей такие области, указывает на положение скрытого облачностью Солнца[2].сам по себе кристалл ИШ малопригоден для наблюдения поляризации света. Роль полярофильтра может исполнять так называемая призма Николя (в просторечье - николь) - кристалл ИШ распиленный строго определенным способом, а затем склеенный канадским бальзамом. В николе один из лучей претерпевает полное внутреннее отражение и угодит под большим углом. А глядя скаозь ниоль вы видите строго поляризованный свет. Вращая николь вы можете определить положение плоскости поляризации и оценить степень поляризации. Но все это изобретено только в 19-м веке. Гораздо проще это достигается с помощью другого кристалла - турмалина, который без дополнительной обработки сам пропускает только один из двух лучей с разной поляризацией. Однако использование его чуть иное. Облака состоят из крупных частиц, потому 100% поляризации под 90° они не дают (закон Рэлея для частиц, много меньших длины волны света). Гораздо проще найти точку на облачном небе, где свет совершенно не поляризован. По симметрии задачи это будет направление на Солнце.

ДобычаПравить

Крупное месторождение исландского шпата расположено около г. Хельгастадир у Эскифьордура в Исландии, где кристаллы оптического качества добывали из полостей в базальте. Известны также месторождения в ЮАР, Мексике, в Эвенкии, Якутии, Туве, Средней Азии и на Кавказе[1].

ПримечанияПравить

  1. 1 2 3 4 Исландский шпат // Горная энциклопедия / Гл. редактор Е. А. Козловский. — М.: Советская энциклопедия, 1986. — Т. 2. — С. 460.
  2. 1 2 3 4 5 6 Арсюхин, Евгений Как магия викингов оказалась физикой. Считалось, что «солнечный камень» из скандинавских саг — это просто мифический предмет. Но он существует — и работает. ТАСС (27 августа 2018). Дата обращения: 21 сентября 2019.
  3. 1 2 На старинном корабле нашли «солнечный камень» викингов. BBC (7 марта 2013). Дата обращения: 21 сентября 2019.
  4. 1 2 Ефимова, Евгения Секрет «солнечных камней». как викинги добирались из Норвегии до Гренландии практически вслепую. Вести (4 апреля 2018). Дата обращения: 21 сентября 2019.
  5. Száz & Horváth, 2018.
  6. Сквозь магический кристалл. Мифический компас викингов оказался реальностью. Лента.Ру (11 марта 2013). Дата обращения: 21 сентября 2019.

ЛитератураПравить

  • Скропышев, А. В. Исландский шпат / А. В. Скропышев, А. Л. Кукуй. — Л., 1973.
  • Киевленко, Е. Я. Геология и оценка месторождений исландского шпата. — М., 1974.
  • Андрусенко, Н. И. Минералогия и генезис исландского шпата Сибирской платформы. — М. : Наука, 1971. — 228 с.
  • Анастасенко, Г. Ф. Минералогия шаровых лав северо-запада Сибирской платформы // Ученые записки Научно-исследовательского института геологии Арктики. Региональная геология : журн. — 1965. — Вып. 6. — С. 16–48.
  • Száz, Dénes. Success of sky-polarimetric Viking navigation : revealing the chance Viking sailors could reach Greenland from Norway : [англ.] / Dénes Száz, Gábor Horváth // Royal Society Open Science : J. — 2018. — Vol. 5, no. 4 (April). — doi:10.1098/rsos.172187. — PMID 29765673.

СсылкиПравить