XI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Солнечный камень

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Щукина Д.С. 1

---

1МБОУ «Бестужевская СОШ» филиал "Глубоковская ООШ"

Щукина Н.А. 1

---

1МБОУ «Бестужевская СОШ»

Работа в формате PDF

1.4 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение.

Изучая тему «Электризация тел» по физике, я обратила внимание, что учитель Анна Васильевна натирала янтарь. В нашей семье янтарные украшения носят мама и бабушка, а также у нас и знакомых есть изделия из янтаря (поделки, картины, иконы). Так что же такое янтарь? Драгоценный камень? Бриллиант?Сейчас янтарь буквально переживает второе рождение: интерес к нему высок как никогда, особенно если учесть, насколько он доступен в нашей стране. Существует масса драгоценных камней, которые много дороже. Но янтарь – теплый, медовый, лечащий и украшающий – вдруг вырвался вперед в гонке за популярностью, в неофициальном рейтинге драгоценных минералов. Таких камней, которые бы не только украшали человека, но и лечили – нет. Хотите янтарное колье из прекрасного желтого камня? Пожалуйста! Не можете себе позволить колье, вам подберут вариант украшения подешевле – только купите! Реалии янтарного рынка таковы, что каждый, кто хочет приобрести украшение из драгоценной окаменевшей живицы, может себе это позволить – причем вне зависимости от уровня материального достатка. Однако находясь у торгового прилавка следует помнить: чем дешевле янтарь и украшения из него, тем больше вероятность купить подделку. Увы! Рынок переполнен подделками самоцветов! Некоторые искусственные смолы весьма правдоподобно имитируют цвет и текстуру природного янтаря. Некоторые ошибочно полагают, что в антикварной лавке шанс купить янтарные подделки сводится к нулю. Мысль эта – неверная! Подделки существовали и раньше. Подделка янтаря является самой распространенной среди других камней.

Гипотеза моей работы: зная некоторые приемы и хитрости, можно без особого труда определите подлинность янтаря.

Цель работы: исследовать представленные образцы янтаря на предмет подлинности; систематизировать сведения о доступных каждому методах определения подлинности этого камня.

1. Происхождение янтаря

В полярных морях он искал золотистый янтарь,

В морях полуденных жемчужины лавливал встарь.

— Неизвестный шумерский поэт (перевод С. Ахметова), X век до н. э.

Легенд, объясняющих, откуда появился на нашей земле янтарь, сотни. Римляне считали, что это остатки падающих с неба камней – метеоритов. А балтийские дикие народы просто объясняли богатейшие залежи солнечного камня даром богов. Для греков он был слезами богини Геры.

Впрочем, уже в начале нашей эры ученые пытались объяснить происхождения янтаря естественным путем, без вмешательства богов и мистики. Так, у Плиния Старшего (первый век нашей эры) описано сразу несколько теорий. Все вместе они очень понятно объясняют, что янтарь – это смола или материал, на неё похожий. Ибн Синна (в европейской транскрипции – Авиценна) подробно описывал процесс появления янтарных камней, правильно угадав их растительное происхождение и доказывая, что этот материал есть результат воздействия на камедь или смолу воды. Авиценна, как впоследствии оказалось, ближе всех оказался к разгадке тайны янтаря.

На территории нашей страны, ещё до того как ей стала принадлежать территория, ныне составляющая Калининградскую область, янтарь тоже попадался – да и с купцами его приходило куда как много, так что и славяне, и их потомки частенько пытались разобраться с тем, что же такое илектр – так они называли камень с берегов Балтики (Приложение 1).

Считается, что загадка была разгадана великим М.В. Ломоносовым: он не просто доказал растительное происхождение янтаря, но и определил, что «виновниками» его появления стали хвойные [1]. Ну а окончательное решение «янтарного вопроса» стало возможным век спустя: тут и Дарвин приложил руку, и целая плеяда ученых, занимавшихся систематизацией видов, а также вопросами, тесно связанными с геологией и палеонтологией.

Оказалось, что дар богов и слезы Геры, застывший огонь и осколки метеорита – это окаменевшая смола, возраст которой исчисляется десятками миллионов лет [3]. Залежи янтарных камней – это места, где когда-то росли хвойные Sciadopityaceae и родственные им растения, ныне уже не встречающиеся. Под воздействием давления, потери влаги, при взаимодействии с активными химическими элементами в почве и воде смола каменела, постепенно превращаясь в минерал, столь любимый ювелирами и вообще людьми с хорошим вкусом.

Интересно, что индустрия изготовления подделок янтаря цвела и пахла во все времена: даже тогда, когда миром правила Римская империя. Доказательством подлинности камня служили насекомые, которые, бывало, попадались в кусочках минерала, застывшие в нем миллионы лет назад. Сегодня из пластика и эпоксидки, а также из обычной смолы подделки или имитации тоже изготавливаются: более того, в искусных имитациях попадаются и насекомые – правда, это обычно выловленные в ближайшем лесу муравьи и долгоносики, а никак не ископаемые членистоногие и прямокрылые.

Правда, ни крошечной хвоинки в янтаре не было найдено за все то время, что камень подвергался изучению, так что жители Балтии, называвшие его даром богов, возможно, не так уж и неправы [10].

2. Состав и строение янтаря

   Живые клетки всех организмов, в том числе человека, по своему составу отличаются от неживого вещества Земли. В составе живых клеток четыре главных элемента (более 98% массы) – кислород, водород, углерод и азот.   Янтарь никак не назовёшь живым существом, но по своему составу он близок к живому.

Янтарь - высокомолекулярное соединение. Его формула С₁₀Н₁₆О+(H₂S). В процессе окисления (выветривания) в янтарях становится больше кислорода, а содержание остальных компонентов уменьшается. 
    В янтарях в виде примесей обнаружено 24 химических элемента ( Y , V , Mn , Cu , Ti , Zr , Al , Si , Mg , Ca , Fe , Nb , P , Pb , Zn , Cr , Ba , Co , Na , Sr , Sn , Mo , Yb ), среди которых 12 обнаружено в Балтийском янтаре. Из всех камней-самоцветов янтарь по красоте расцветки занимает одно   из первых мест. Палитра янтаря включает в себя все цвета радуги. Преобладает желтый, золотистый и медовый, отсюда термин «янтарный цвет». Со времен глубокой древности очень ценился белый янтарь. Знатоки утверждали, что он содержит меньше примесей и потому обладает наилучшими целебными свойствами [2].   

3. Целебные свойства янтаря

Не только красота минерала привлекала людей, но и его благотворное воздействие на здоровье человека. Причем, особенным эффектом обладает именно балтийский янтарь – тот, в котором нет вредных соединений тяжелых металлов, тот, что пролежал на дне моря или в сухой земле миллионы лет, впитав в себя живительные соки почвы с растущими на ней могучими деревьями, колышущими ветвями на пропитанном йодом ветру.

Первым, кто обнаружил целительную силу янтаря и описал её, был врач Авиценна (Ибн-Синна на Востоке). Именно он стал применять пары, возникающие при горении янтаря, в качестве не только успокаивающего средства, но и как лекарство от простуды и заболеваний сердца. Порошок драгоценного минерала, который был весьма редким на Востоке, использовался как основа для целебных отваров при заболеваниях дыхательных путей. Дым, насыщенный маслами, который образуется при сгорании, применялся и во многих религиозных культах – даже в России он иногда заменял ладан: а это прямое свидетельство того, что янтарь может влиять и на психику человека – умиротворяя и успокаивая душу [4].

Вещество, которое играет ведущую роль в целебном действии, оказываемом янтарем – янтарная кислота. Структура янтаря пористая. А значит, он умеет «дышать», впуская в себя воду и воздух и, пусть и в небольших количествах, отдавая наружу некоторые вещества. Кислоту – в том числе. Она обладает стимулирующим действием, где подстегивая обменные процессы, где замедляя воспаления.

Больше всего янтарной кислоты – в камнях, добытых на побережье Балтийского моря. Вот и в медицине используется именно балтийский янтарь – в нем, помимо всего прочего, есть йод и нет тяжелых металлов, соли которых вредны для организма, подтачивают его медленно, но верно.

Кислота концентрируется в пленке, покрывающей янтарный камень. По мере её истирания пленка восстанавливается. Но для этого должно пройти достаточно много времени, поэтому специалисты рекомендуют носить украшения из необработанного янтаря, оксидная пленка которых толстая и содержит максимум кислоты.

Рецептов использования янтаря в качестве лечебного средства множество.Применяются:

- отвары (при простудах и воспалениях, в том числе – внутренних);

- порошки с янтарем (в качестве зубных или общеукрепляющих, принимаемых внутрь);

- благовония с янтарем.

Положительно скажется на состоянии организма и просто ношение украшений из янтаря, в которых кусочки драгоценной смолы будут минимально обработаны. Действие их будет тем благотворней и длительней, что осуществляться оно будет постоянно, пока вы носите их на себе.

4. Как отличить подделку от камня?

Янтарь подделывали во все времена. Поэтому, если вы купили бусы из янтаря или они достались вам в наследство, трудно быть на 100 % уверенным в том, что камни натуральные. Подделка янтаря является самой распространенной среди других камней. Чтобы проверить подлинность самоцвета, существует несколько простых способов определения натуральности камня с которыми я хочу познакомить вас в своей работе. Каждый из этих способов основан на конкретике свойств янтаря [7]. 

Опыт №1: Внешний вид

Натуральность камней в первом опыте пытаюсь определить по внешнему виду. Часто подделки имеют хорошо заметные множественные включения пузырьков воздуха, легко видные невооруженным взглядом.

По результатам данного опыта однозначно определить подлинность камней сложно.

Опыт № 2 Вес. Определение плотности

Янтарь – это самоцвет органического происхождения. Плотность его невелика. Крупные бусы из натурального янтаря (суммарной массой в 70 – 80 г) смотрятся весьма внушительно. Подделки из пластмассы и стекла, имея большую плотность, скромны в размерах – но весят немало. 

Вывод: данный способ показал, что все образцы имеют плотность ниже, чем плотность соленой воды, значит данные образцы являются скорее всего подлинным янтарем. (Приложение 2)

Опыт № 3: На ощупь

Для того чтобы проверить янтарь на подлинность данным способом нам необходимо взять камень в руки и недолго подержать. Янтарь обладает слабой теплопроводностью – в отличие от стекла, у которого теплопроводность куда выше. 

Вывод: результаты опыта радуют: на ощупь все 6 образцов теплые, значит подделок нет.

Опыт № 4: Определение твердости янтаря

Плотность янтаря по шкале Мооса – 2.0 – 2.5. Это означает, что его невозможно процарапать ногтем.

Вывод: на всех образцах, кроме образцов под № 1 и 4, след от процарапывания ногтем не виден. У образцов под № 1 и 4 след заметен. Значит образцы под № 1 и 4 янтарем не является, все остальные – янтарь. Образцы под № 1 и 4 – копал.

Опыт № 5: Тест на царапину

Острием ножа в незаметном месте наносим царапину. Настоящий янтарь раскрошится мелкими осколками, которые можно растереть в порошок. Пластик оставляет эластичную стружку. Стекло не поцарапается. 

Вывод: по результатам данного опыта можно сказать, что все представленные образцы являются натуральным янтарем (Приложение 3).

Опыт № 6: Плавание янтаря в соленой воде (Гидростатический способ)

Натуральный янтарь в большинстве случаев плавает в соленой воде и тонет в воде пресной. Плотность янтаря – 1,1 г/см. Максимальная плотность солевого раствора воды - 1,1972.
Результат: все представленные образцы плавают в соленой воде.

Вывод: по результатам данного опыта определить подделку нам не удалось, поэтому продолжаем проверять другими способами (Приложение 4).

Опыт № 7: Электростатическая зарядка

Если натуральный янтарь интенсивно потереть о шерсть или шелк, он становится отрицательно заряженным. Это свойство можно проверить, приложив наэлектризованный янтарь к маленьким кусочкам бумаги. Они должны устремляться к поверхности янтаря или прилипать. 
Результат: проверенные образцы, кроме образцов под № 1 и 4, при трении о шерсть хорошо электризуются и притягивают мелкие бумажки (Приложение 5).

Вывод: Образцы под № 1 и 4 наэлектризовать не удалось, значит - это копал.

Опыт № 8: Запах при трении и горении

Энергичное трение янтаря о ткань или ладонь до существенного повышения температуры камня помогает ощутить слабый смолистый аромат, напоминающий запах сосны или скипидара. Если проделать то же самое с копалом, он размягчится, а его поверхность станет липкой. Любая синтетика выдаст себя резким химическим запахом. 

Вывод: янтарь начинает загораться примерно через три секунды после контакта с огнем. Если его подержать на огне секундой-двумя дольше, а после отвести от пламени, он продолжит гореть самостоятельно, довольно интенсивно. В очаге горения янтарь кипит. Янтарный дым черен – значит при горении янтарь коптит. Как только мы погасили горящий янтарь, остаток дыма, испускаемого нагретым осколком, поражает чистотой своей белизны. Образцы под № 1 и 4 стали слегка мягкими, поверхность липкой и запах не ощущался. Данные образцы – копал. Остальные – янтарь (Приложение 6).

Опыт № 9. Тест растворителем (химический способ)

Янтарь относительно стоек к воздействию спирта и растворителей – в то время как почти все пластмассы подвергаются разрушению при контакте с ацетоном. Ацетон или средство для снятия лака могут повредить пластиковые имитации, изменив их цвет или создав шероховатую, матовую поверхность в месте контакта [8]. 

Вывод: Поместив каплю 90 % этилового спирта на поверхность янтаря, мы не увидели никаких реакций на образцах под № 2,5,6. Поверхность образцов под № 1,3 и № 4  стала липкой, что свидетельствует о том, что данные образцы натуральным янтарем не являются. Скорее всего образец под № 3 – пресованный янтарь; под №1 и № 4 – копал (Приложение 7).

Выводы по практической части

Проделав опыты мы можем сделать следующие выводы:

К большому сожалению не все представленные для исследования образцы имеют никакого отношение к «солнечному камню». Образцы под номерами 1 и 4 представляют собой копал – твёрдую, похожую на янтарь ископаемую природную смолу, выделяемую преимущественно тропическими деревьями семейства бобовые. Образец под номером 3 – пресованный янтарь

Наиболее информативными методами определения натуральности янтаря являются – химический и термический.

Гидростатический метод не дает однозначного ответа, так как некоторые имитаты всплывают даже в пресной воде.

Заключение.

Многие женщины предпочитают иметь среди своей бижутерии и украшения из янтаря. Итак, если Вы, наконец, определились, что идете покупать украшение именно с камнем янтарь, Вы должны знать. Продавец в магазине вряд ли позволит Вам исследовать янтарь с помощью спирта или горячей иглы, но вы можете попросить его просветить янтарь лампой для проверки денежных купюр. Если таковая отсутствует, обратите внимание на следующее:

-Цена – подделку часто продают чуть дешевле и это должно насторожить. Поддельный янтарь создают при совместимости сразу нескольких видов смолы, которая стоит относительно не дешево, но ее стоимость однозначно меньше стоимости натурального янтаря;

-Настоящий янтарь не имеет запаха, а подделка зачастую пахнет «лесом»;

-Природная смола имеет однородную структуру, а подделка волнистую;

- Истинный янтарь способен накапливать статический заряд, а копал нет;

-Прессованный янтарь или амброид отличается пузырьками, сгустками красителя, неоднородностью структуры, неравномерностью окраски, а настоящий янтарь не имеет этих свойств.

Если вы покупаете янтарное украшение, где внутри располагается какое-то насекомое, не ведитесь на это. Особенно если в кулоне или серьгах одинаковые букашки. Будьте уверены, это искусственный камень с умело замаскированным в нем насекомым. Это несложно сделать, используя эпоксидную смолу, которая продается на строительных рынках. Отличит их также просто, так как в натуральном янтаре насекомые находятся с расправленными крылышками. Эти не хитрые знания и умения позволят Вам приобрести изделие из натурального камня, а нам позволили разоблачить подделки! Эта работа вызвала неподдельный интерес у учащихся и педагогов школы. После публикации в школьной газете результатов, к нам обратилось еще несколько человек с просьбой определить подлинность их камней. В дальнейшем мы планируем заняться изучением подлинности других драгоценных камней, например - жемчуга.

Список литературы:

http://studopedia.net/9_73090_istoriya-otkritiya.html

http://blogokamne.ru/katalog-kamnya/yantar-zastyvshaya-istoriya.html

http://www.amberhistory.ru/history.htm

http://amber-nsk.ru/healing

http://amber-nsk.ru/Uhod/

http://www.amber.rujewell.ru/teplo-yantarya-vas-ne-obmanet

http://jette.ru/kak-otlichit-naturalnyj-kamen-ot-poddelki/

http://prinwest.com/biznes-sfera/neobrabotannyj-jantar

http://divokamni.ru/gems/yantar-kusochek-solnca.html

http://www.ambermuseum.ru/home/about_amber/origin

Приложения

Приложение 1.

Приложение 2. Определение плотности янтаря

Приложение 3. Тест на царапину

Приложение 4. Плавание в соленой воде

Янтарь в соленой воде Янтарь в пресной воде

Приложение 5. Электростатическая зарядка

Приложение 6. Горение янтаря

Приложение 7. Тест растворителем