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Tabelle der Lichtbrechung von Edelsteinen - Lichtbrechungsindex
Der Brechungsindex bzw. die Lichtbrechung eines Edelsteins ist eine der wichtigsten Eigenschaften bzw. die wichtigste Signatur eines Edelsteins. Die Messung des Lichtbrechungsindexes ist eine der ersten Schritte bei der korrekten Identifizierung eines Edelsteins. Edelsteine, die eine identische bzw. eine ähnliche Lichtbrechung aufweisen, werden dann mit weiteren Verfahren auf den Prüfstand gestellt.
Tritt Licht von einem Medium (z.B. von dem Medium Luft) in ein anderes über (z.B. in einen Edelstein), so kann man beobachten, dass der Lichtstrahl gebrochen wird. Wahrscheinlich kennen Sie dieses Phänomen sogar aus eigener Anschauung: Wenn Sie einen Löffel in ein durchsichtiges Glas mit reinem Wasser tauchen, so bekommen Sie den Eindruck, als wäre der Löffel an der Eintrittsstelle ins Wasser gewissermaßen "abgeknickt" - genau das ist so genannte Lichtbrechung. Dieser Lichtbrechungs-Effekt hängt damit zusammen, dass Licht in der Luft eine andere Geschwindigkeit aufweist als z.B. in dem Medium Wasser oder anderen Aggregatformen. Die Geschwindigkeitsänderung bewirkt, dass schräg auftreffende Lichtstrahlen abgelenkt werden. Man ermittelt den Lichtbrechungsindex, indem man den Sinuswert des Einfallswinkels (= der Winkel zwischen Einfallslot und einfallendem Lichtstrahl) durch den Sinuswert des Brechungswinkels (= der Winkel zwischen Einfallswinkel und dem gebrochenen Lichtstrahl) teilt. Die Errechnung des Brechungsindex ist deshalb von besonderer Bedeutung, weil jedes Mineral bzw. Edelstein und Schmuckstein konstante Werte aufweist - wenn ein Edelstein oder Schmuckstein also rein optisch nicht eindeutig bestimmbar ist, kann mit Hilfe des Lichtbrechungsindex ermittelt werden, um welchen Edelstein es sich wirklich handelt, ausgenommen Edelsteinarten mit ähnlichem Lichtbrechungsindex. Um den Lichtbrechungsindex genau zu ermitteln, nutzen Experten und Gemmologen oftmals ein spezielles Gerät, den so genannten Refraktometer. In den meisten Fällen wird die Lichtbrechung übrigens mit "n" bezeichnet, dem Verhältnis der Lichtgeschwindigkeit im Medium Luft zur Lichtgeschwindigkeit im Edelstein.
Die Brechungszahl bzw. der Lichtbrechungsindex ist das Verhältnis zwischen der Lichtgeschwindigkeit in der Luft und der Lichtgeschwindigkeit in einem durchsichtigen Material, wie zum Beispiel einem Edelstein. Wenn Licht aus der Luft mit einem anderen Einfallswinkel als 90 Grad in ein durchsichtiges Material, einem Edelstein strahlt, wird es je nach Brechungszahl bzw. Lichtbrechungsindex des Materials bzw. des Edelsteins zu einem anderen Winkel (dem Koinzidenzwinkel) abgelenkt. Echte Edelsteine mit einer höheren Lichtbrechung glänzen also funkeln im Allgemeinen stärker als die Edelsteine mit einer niedrigeren Lichtbrechung, weil aus der Oberseite oder Krone des Edelsteins mehr Licht an den Betrachter zurück gestrahlt wird. Diamanten haben eine Lichtbrechung von ca. 2,4 und sind somit schon recht "funkelnd". Quarz Edelsteine hingegen haben einen Lichtbrechungsindex von ca. 1,53 - 1,55, wohingegen diese Edelsteine im Vergleich zu einem Diamanten nicht so sehr "funkeln". Der Lichtbrechungsindex der meisten Edelsteine lässt sich mit einem einfachen optischen Gerät, dem so genannten Refraktometer, der auch als Brechungsmesser bekannt ist, leicht auch von einem Laien messen.
Einige Edelsteine sind einfach brechend; sie haben nur einen Lichtbrechungsindex. Andere Edelsteine wiederum - und zwar die meisten bekannten Edelsteine - haben zwei verschiedene Lichtbrechungen. Wenn ein Lichtstrahl auf einen doppelt brechenden Edelstein auftrifft, wird er in zwei Strahlen aufgeteilt, die jeweils mit einer anderen Geschwindigkeit und auf anderem Weg durch den Edelstein bzw. den Kristall gehen. Die Doppelbrechung ist das Maß des Unterschiedes zwischen zwei Brechungszahlen in doppelt brechenden Edelsteinen. Doppelbrechung ergibt sich folglich aus der Differenz zwischen dem höchsten und niedrigsten Brechungsindex eines Minerals. Noch einmal kurz erklärt: Isotrope Edelsteine (z.B. Diamanten, Granate, Spinelle) haben einfache Lichtbrechung (nur ein Lichtbrechungsindex). Anisotrope Edelsteine (z.B. Rubine, Saphire, Alexandrite) haben zweifache Lichtbrechung (zwei Lichtbrechungsindexe). Während der Messung des Lichtbrechungsindex an einem anisotropen Edelstein kann man das Vorhandensein von zwei Lichtbrechungs-Indices feststellen. Dreht man den Edelstein auf seiner Tafel, können diese beiden Indices schwanken. Die doppelte Lichtbrechung ist das Vorhandensein zweier Lichtbrechungsindices und die maximale Abweichung zwischen diesen beiden. Nur sehr wenige Edelsteine sind einfach brechend, die einzigen bekannten Edelsteine mit dieser Eigenschaft sind der Diamant, Spinelle und Granat Farbedelsteine.
Die unten stehende Tabelle führt die Lichtbrechungszahlen (erster Zahlenwert) für verschiedene Edelsteine und Schmucksteine in alphabetischer Reihenfolge auf. Falls eine Doppelbrechung vorhanden ist wird diese mit Wert angegeben (zweiter Zahlenwert):
| Achat 1,53-1,54 Ja bis zu 0,004 |
| Achat Geode 1,53-1,54 Ja bis zu 0,004 |
| Alexandrit 1,746-1,763 Ja 0,004-0,010 |
| Almandin Granat 1,77-1,82 Keine |
| Amazonit 1,522-1,53 Ja 0,008 |
| Amethyst 1,544-1,553 Ja 0,009 |
| Ametrin 1,544-1,553 Ja 0,009 |
| Ammolith 1,52-1,68 Ja 0,155 |
| Andalusit 1,627-1,649 Ja 0,007-0,013 |
| Apatit 1,628-1,649 Ja 0,002-0,006 |
| Aquamarin 1,564-1,596 Ja 0,004-0,005 |
| Aventurin 1,544-1,553 Ja 0,009 |
| Axinit 1,656-1,704 Ja 0,010-0,012 |
| Azotic Topas 1,609-1,643 Ja 0,008-0,016 |
| Azurit 1,72-1,848 Ja 0,108-0,110 |
| Bernstein 1,539-1,545 Keine |
| Beryl 1,562-1,602 Ja 0,004-0,010 |
| Boulder Opal 1,37-1,52 Keine |
| Calcit (Kalzit) 1,486-1,658 Ja 0,172 |
| Chalcedon 1,53-1,54 Ja bis zu 0,004 |
| Charoit 1,55-1,561 Ja 0,004-0,009 |
| Chrom Diopsid 1,664-1,73 Ja 0,024-0,031 |
| Chrom Turmalin 1,614-1,666 Ja 0,014-,032 |
| Chrysoberyll 1,746-1,763 Ja 0,007-0,011 |
| Chrysoberyll Katzenauge 1,746-1,763 Ja 0,004-0,010 |
| Chrysocolla 1,469-1,57 Ja 0,023-0,040 |
| Chrysopras 1,53-1,54 Ja 0,004-0,009 |
| Citrin 1,544-1,553 Ja 0,009 |
| Danburit 1,63-1,636 Ja 0,006-0,008 |
| Demantoid Granat 1,88-1,94 Keine |
| Dendritischer Achat 1,53-1,54 Ja bis zu 0,004 |
| Diamant 2,417-2,419 Keine |
| Dumortierit Quarz 1,678-1,689 Ja 0,015-0,037 |
| Erdbeerquarz 1,544-1,553 Ja 0,009 |
| Erdnussholz 1,54 Keine |
| Farbwechsel Diaspor 1,702-1,75 Ja 0,048 |
| Farbwechsel Granat 1,73-1,756 Keine |
| Farbwechsel Saphir 1,762-1,788 Ja 0,008 |
| Feuerachat 1,53-1,54 Ja bis zu 0,004 |
| Feueropal 1,37-1,52 Keine |
| Fluorit (Flussspat) 1,434 Keine |
| Fossilkoralle 1,53-1,54 Ja bis zu 0,004 |
| Gaspeit 1,61-1,81 Ja 0,22 |
| Goshenit 1,562-1,602 Ja 0,004-0,010 |
| Grossular Granat 1,734-1,759 Keine |
| Hackmanit 1,48 Keine |
| Hämatit 2,94-3,22 Ja 0,287 |
| Hambergit 1,553-1,628 Ja 0,0072 |
| Heliotrop 1,53-1,54 Ja bis zu 0,004 |
| Hemimorphit 1,614-1,636 Ja 0,022 |
| Hessonit Granat 1,73-1,75 Keine |
| Hiddenit 1,66-1,681 Ja 0,014-0,016 |
| Howlith 1,586-1,605 Ja 0,019 |
| Idokras 1,7-1,723 Ja 0,002-0,012 |
| Imperial Topas 1,609-1,643 Ja 0,008-0,016 |
| Iolith 1,542-1,578 Ja 0,008-0,012 |
| Jaspis 1,54 Keine |
| Karneol 1,53-1,54 Ja bis zu 0,004 |
| Kassiterit 1,997-2,098 Ja 0,096-0,098 |
| Katzenauge Skapolith 1,54-1,579 Ja 0,006-0,037 |
| Katzenauge Turmalin 1,614-1,666 Ja 0,014-0,032 |
| Katzenaugen Apatit 1,628-1,649 Ja 0,002-0,006 |
| Katzenaugen Aquamarin 1,564-1,596 Ja 0,004-0,005 |
| Katzenaugen Diaspor 1,702-1,75 Ja 0,048 |
| Klinohumit 1,629-1,674 Ja 0,029-,045 |
| Koralle 1,486-1,658 Ja 0,160-0,172 |
| Kunzit 1,66-1,681 Ja 0,014-0,016 |
| Kyanit 1,71-1,734 Ja 0,015-0,033 |
| Labradorit 1,559-1,57 Ja 0,008-,010 |
| Lapislazuli 1,5 Keine |
| Larimar 1,595-1,645 Ja 0,038 |
| Lepidolit 1,525-1,586 Ja 0,0290-0,0380 |
| Malachit 1,655-1,909 Ja 0,254 |
| Mali Granat 1,734-1,759 Keine |
| Maw-Sit-Sit 1,52-1,74 Ja 0,015-0,020 |
| Melanit 1,88-1,94 Keine |
| Moldavit 1,48-1,54 Keine |
| Mondstein 1,518-1,526 Ja 0,008 |
| Morganit 1,562-1,602 Ja 0,004-0,010 |
| Mossopal 1,37-1,52 Keine |
| Mystik Quarz 1,544-1,553 Ja 0,009 |
| Mystik Topas 1,609-1,643 Ja 0,008-0,016 |
| Natürliche Jade (Jadeit) 1,6-1,627 Ja 0,027 |
| Nephrit Jade 1,6-1,627 Ja 0,027 |
| Obsidian 1,45-1,55 Keine |
| Onyx 1,544-1,553 Ja bis zu 0,004 |
| Opal 1,37-1,52 Keine |
| Opal Doublette 1,37-1,52 Keine |
| Orthoklas 1,518-1,53 Ja 0,008 |
| Paraiba Turmalin 1,614-1,666 Ja 0,014-0,032 |
| Peridot 1,65 bis 1,703 Ja 0,036-0,038 |
| Perle 1,52-1,69 Ja 0,156 |
| Pietersit 1,544-1,553 Ja 0,009 |
| Prehnit 1,611-1,669 Ja 0,0021-0,039 |
| Pyrop Granat 1,72-1,756 Keine |
| Quarz 1,544-1,553 Ja 0,009 |
| Quarz Katzenauge 1,534-1,54 Keine |
| Rauchquarz 1,544-1,553 Ja 0,009 |
| Regenbogen Mondstein 1,518-1,526 Ja 0,008 |
| Rhodochrosit 1,6-1,82 Ja 0,208-0,220 |
| Rhodolith Granat 1,72-1,76 Keine |
| Rhodonit 1,716-1,752 Ja 0,010-0,014 |
| Rosenquarz 1,544-1,553 Ja 0,009 |
| Rubellit Turmalin 1,614-1,666 Ja 0,014-,032 |
| Rubin 1,762-1,778 Ja 0,008 |
| Rubin Zoisit 1,691-1,7 Ja 0,009 |
| Rutil Topas 1,609-1,643 Ja 0,008-0,016 |
| Rutilquarz 1,544-1,553 Ja 0,009 |
| Saphir 1,762-1,778 Ja 0,008 |
| Schneeflocken Obsidian 1,45-1,55 Keine |
| Seraphinit 1,576-1,599 Ja 0,005-0,011 |
| Serpentin 1,56-1,571 Ja 0,008-0,014 |
| Sillimanit Katzenauge 1,655-1,684 Ja 0,014-0,021 |
| Skapolith 1,54-1,579 Ja 0,006-0,037 |
| Smaragd 1,565-1,602 Ja 0,006 |
| Smithsonit 1,621-1,849 Ja 0,228 |
| Sodalith 1,48 Keine |
| Sonnenstein 1,525-1,548 Ja 0,010 |
| Spessartit Garnet 1,79-1,82 Keine |
| Sphalerit 2,368-2,371 Keine |
| Spinell 1,712-1,762 Keine |
| Spodumen 1,66-1,681 Ja 0,014-0,016 |
| Stern Diopsid 1,664-1,73 Ja 0,024-0,031 |
| Stern Saphir 1,762-1,778 Ja 0,008 |
| Sterngranat 1,72-1,756 Keine |
| Sternmondstein 1,518-1,526 Ja 0,008 |
| Sternrosenquarz 1,53-1,54 Ja 0,009 |
| Sternrubin 1,762-1,778 Ja 0,008 |
| Sternsonnenstein 1,525-1,548 Ja 0,010 |
| Sugilite 1,607-1,611 Ja 0,001-0,004 |
| Tansanit 1,691-1,7 Ja 0,009 |
| Tashmarin Diopsid 1,664-1,73 Ja 0,024-0,031 |
| Tigerauge 1,534-1,54 Keine |
| Tigerauge Matrix 1,534-1,54 Keine |
| Titanit 1,843-2,11 Ja 0,100-0,192 |
| Topas 1,609-1,643 Ja 0,008-0,016 |
| Tsavorit (Tsavolith) Granat 1,734-1,759 Keine |
| Türkis 1,61-1,65 Ja 0,040 |
| Turmalin 1,614-1,666 Ja 0,014-0,032 |
| Variscit 1,563-1,594 Ja 0,031 |
| Verdit 1,552-1,576 Keine |
| Zirkon 1,81 bis 2,024 Ja 0,002-0,059 |
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