Cómo construir un filtro cruzado de bolsillo para pruebas de gemas

Figura 1: Un filtro cruzado creado por Sir BW Anderson en 1959 ayuda a identificar las piedras preciosas que contienen cromo. Un sistema de bolsillo basado en el mismo principio es muy útil.

¿Qué es la tecnología de detección de gemas de filtro cruzado?

Mediante un filtro cruzado, los gemólogos pueden determinar la presencia de cromo en las piedras preciosas, sobre todo el rubí, la espinela roja, la esmeralda, el topacio rosa y la alejandrita. La tecnología de filtro cruzado (que no debe confundirse con la tecnología de filtro cruzado polarizado) se basa en la emisión de luz blanca filtrada a través de un medio azul. Esta luz filtrada ahora es azul, iluminando la piedra preciosa vista a través del filtro rojo. Los gemólogos realizan este procedimiento en la oscuridad.

Si las piedras preciosas observadas mediante la técnica de filtro cruzado contienen cromo, presentarán una fuerte fluorescencia. Por ejemplo, un rubí parece un trozo de carbón encendido. Sin embargo, el hierro de las piedras preciosas puede reducir significativamente o eliminar por completo este efecto. Por lo tanto, los rubíes sintéticos que no contienen hierro exhibirán este efecto con mucha fuerza.

Una breve historia de los filtros cruzados

Sir George Gabriel Stokes (1819-1903) fue pionero en esta técnica de prueba, pero no para la gemología. En cambio, lo usó para medir muestras débilmente fluorescentes. En 1959, Sir BW Anderson adoptó una técnica similar para la gemología basada en las observaciones de Stokes.

Anderson usó un globo de laboratorio de vidrio de 500 ml lleno de Sulfato de cobre (II) pentahidratado (CuSO₄·5 horas₂O) En agua destilada. Una potente lámpara incandescente (500 W) ilumina el globo, que se coloca en una caja aislada y refrigerada. Luego, la luz filtrada (que aparece azul después de pasar por la solución) golpea la piedra preciosa. Se colocaron sobre un soporte negro y se observaron a través de un filtro fotográfico de gelatina roja. Puede ver la idea general en la Figura 1 en la parte superior de este artículo.

En un estudio de 1993 del método de filtro cruzado, DB Hoover y AF Theisen demostraron que la excitación de cromo dominante en las piedras preciosas que contienen cromo ocurre en la banda azul centrada cerca de la línea de absorción de 440 nm.

Los gemólogos interesados ​​pueden encontrar varias aplicaciones para esta técnica de detección de piedras preciosas. Sin embargo, para este artículo, nuestro objetivo principal es convertir ese dispositivo voluminoso en la Figura 1 en un sistema de filtro cruzado portátil confiable.

Cómo hacer un conjunto de filtro cruzado LED de bolsillo

La nueva tecnología LED (diodo emisor de luz) crea fuentes de luz muy simples y económicas, por lo que los gemólogos deben equipar sus laboratorios con estas fuentes de luz.

luz/filtro azul

Para nuestros filtros cruzados de bolsillo, compre una linterna económica que use dos pilas alcalinas AAA o AA y un LED azul intenso.Puedes comprarlo en cualquier tienda de repuestos electrónicos o en línea

Reemplace las bombillas de la pluma o los LED blancos con bombillas azules. Para asegurarse de que el LED azul esté conectado correctamente, consulte la Figura 2

Figura 2: Esta imagen muestra la forma correcta de conectar el LED azul a la linterna.

filtro rojo

Para el filtro rojo, puede usar un plástico rojo o un filtro fotográfico rojo. Sin embargo, tienes otra opción: el filtro de plástico rojo del lector de código de barras. Utilizados en tiendas de todo el mundo, estos dispositivos tienen filtros de plástico rojo para la luz láser roja entrante/saliente. Cuando los lectores se rompen, por lo general se tiran a la basura en lugar de repararlos. Intenta encontrar uno y quita el filtro de plástico.Sin embargo, tenga en cuenta que este plástico es un material especial vidrio acrílicoNo lo corte, taladre ni queme, ya que se agrietará. Deberías usarlo como está.

En la Figura 3, puedes ver nuestra adaptación. De izquierda a derecha tenemos el filtro rojo con el mango, la linterna modificada y un estuche especial.Esta configuración de caja opcional contiene cinco tira de LED azul

Hay una abertura circular en la parte superior y un filtro rojo debajo. En el lateral (no mostrado) tiene otra abertura circular para introducir piedras preciosas o pequeñas joyas para probar. Interior pintado de negro. (Agregué un interruptor de encendido/apagado para las luces LED).

Figura 3: Dispositivo portátil para pruebas de gemas de filtro cruzado.

Cómo hacer un sistema de filtración cruzada de sulfato de cobre

La adaptación LED lo convierte en un dispositivo de filtro cruzado muy eficiente y portátil. Sin embargo, los LED y el sulfato de cobre pueden producir diferentes grados de efectos de fluorescencia. Bueno, si quiere lo mejor de ambos mundos, también puede crear un sistema de filtro cruzado de sulfato de cobre. Vea la diferencia por sí mismo.

Primero, encuentre dos cajas de gemas transparentes, una grande y otra pequeña. Use un poco de pegamento epoxi para pegar el fondo de la caja pequeña a la tapa. Asegúrese de que no se escape aire ni líquido.

Prepare una solución saturada de sulfato de cobre. Haz calor. Después de enfriar, filtrar bien y agregar una gota de ácido sulfúrico para estabilizar. (Siga todo cuidadosamente Procedimientos de seguridad para el uso de ácido sulfúrico).

Luego, quema un clavo y haz un agujero en el costado de la caja pequeña. Use una jeringa para inyectar el líquido en la caja. Haga esto lentamente, permitiendo que aparezcan burbujas a medida que se llena la caja. Cuando haya terminado, selle el orificio con una capa gruesa de pegamento epoxi. Además, en cualquier lado de la caja, pega una varilla o soporte en forma de L para que puedas sujetar la caja a algún soporte. Cubre la parte trasera y delantera de la caja, luego pinta los lados de la caja de negro.

Usa cajas más grandes para las gemas. Para el filtro rojo, utilice una de las configuraciones de LED. Ahora tiene un buen sistema de filtración cruzada de sulfato de cobre.

Figura 4: Filtro de sulfato de cobre

Use un filtro de sulfato de cobre con un espectrómetro

También puede usar filtros de sulfato de cobre para observaciones espectrales. La figura 5 muestra cómo usarlo con un divisor de haz.

Figura 5: Filtro de sulfato de cobre y divisor de haz.

Este método es muy útil. Por ejemplo, consulte la Figura 6. Adivina cómo separar la espinela roja natural de la espinela sintética.

Figura 6: Espectros de espinela roja natural y espinela roja artificial.