Kính lọc Chelsea là một tấm lọc màu chỉ cho lọt hai vùng ánh sáng: đỏ sẫm và vàng lục. Đá có màu do crôm thường truyền nhiều ánh đỏ sẫm nên nhìn qua kính lọc hiện màu đỏ hay hồng, còn phần lớn đá lục màu do sắt và thuỷ tinh lục vẫn hiện màu lục. Đó là một phép thử nhanh, rẻ, thường dùng như manh mối để chọn bước tiếp theo, không phải để kết luận.
Kính lọc ra đời ở Anh vào khoảng thập niên 1930, ban đầu nhằm tách emerald khỏi các loại đá và thuỷ tinh lục na ná. Về sau người ta nhận ra nó còn phản ứng với đá màu do coban và với nhiều loại đá nhuộm. Bài giải thích nguyên lý, cách soi đúng trong phòng lab, những gì thấy được ở các nhóm đá, và vì sao một màu đỏ dưới kính lọc chưa nói lên điều gì chắc chắn.
Kính lọc làm việc theo nguyên lý nào
Màu của một viên đá là phần ánh sáng còn lại sau khi đá đã hấp thụ một số vùng bước sóng. Emerald màu do crôm hấp thụ mạnh vùng vàng cam và một phần vùng lam tím, nhưng lại cho đi khá nhiều ánh sáng đỏ sẫm ở đầu cuối quang phổ cùng với ánh lục. Mắt thường thấy tổng của các phần đó là màu lục, vì ánh lục áp đảo.
Kính lọc Chelsea chặn gần hết vùng lục giữa quang phổ, chỉ để lọt vùng đỏ sẫm và một dải vàng lục hẹp. Khi nhìn emerald qua kính, phần ánh lục mạnh bị chặn, phần đỏ sẫm vốn bị lấn át giờ hiện rõ, nên viên đá trông đỏ hoặc hồng. Ngược lại, một viên thuỷ tinh lục hay một viên đá lục màu do sắt thường hấp thụ luôn vùng đỏ, qua kính lọc chẳng còn gì đỏ để hiện ra, nên vẫn lục hoặc tối đi.
Nói cách khác, kính lọc không phát hiện crôm trực tiếp. Nó chỉ cho thấy viên đá có truyền nhiều ánh đỏ sẫm hay không. Crôm và coban là hai nguyên tố tạo màu hay gây ra kiểu truyền sáng đó, nên kính lọc thường được gọi nôm na là kính tìm đá crôm, nhưng cách gọi này dễ làm người dùng quên mất rằng nhiều thứ khác cũng có thể hiện đỏ.
Soi đá qua kính lọc cho đúng
Kết quả của kính lọc phụ thuộc nhiều vào nguồn sáng và cách cầm. Trình tự dưới đây là cách làm quen thuộc trong phòng giám định.
- Dùng một nguồn sáng mạnh có nhiều ánh đỏ, như bóng đèn sợi đốt hoặc đèn halogen; một số đèn LED trắng thiếu vùng đỏ sẫm, làm mọi viên đá đều tối và khó đọc.
- Đặt đá trên nền tối, chiếu đèn từ phía trên hoặc bên cạnh sao cho ánh sáng đi vào đá rồi phản ra; nhiều người đặt đá úp mặt bàn xuống để tăng lượng ánh sáng đi xuyên qua.
- Cầm kính lọc sát mắt, đưa mắt lại gần đá ở khoảng cách đọc sách, nhìn trong vài giây cho mắt quen với trường nhìn tối.
- Ghi lại màu thấy được: đỏ rõ, hồng nhạt, không đổi màu, hay tối hẳn; so với một mẫu đối chứng đã biết nếu có.
- Soi lần lượt từng viên khi xem một lô; đá xếp sát nhau làm ánh sáng phản qua lại, dễ đọc sai.
Trong một lô đá nhỏ cùng màu, viên nào phản ứng khác hẳn những viên còn lại là viên đáng soi kỹ hơn dưới kính hiển vi. Đây là cách dùng kính lọc hiệu quả nhất: lọc ra bất thường, không phải kết luận.
Đá nào thường hiện đỏ, đá nào không
Bảng dưới gom các phản ứng hay được mô tả trong tài liệu ngọc học nhập môn. Từng mẫu cụ thể có thể khác, nhất là đá có nhiều nguyên tố tạo màu cùng lúc.
| Nhóm đá | Qua kính lọc Chelsea thường thấy | Ghi chú |
|---|---|---|
| Emerald màu do crôm | đỏ hoặc hồng | Mức đỏ tuỳ lượng crôm và sắt; emerald nhiều sắt có thể không đỏ |
| Emerald tổng hợp | thường đỏ rất rõ | Ít sắt nên ánh đỏ mạnh hơn đá tự nhiên cùng màu |
| Demantoid, một số garnet lục có crôm | đỏ nhạt đến hồng | Phản ứng yếu hơn emerald |
| Thuỷ tinh lục, tourmaline lục, peridot | lục hoặc tối | Màu chủ yếu do sắt hoặc nguyên tố khác |
| Aquamarine | lục hơi xám | Khác với thuỷ tinh lam màu coban vốn hiện đỏ |
| Thuỷ tinh lam và spinel tổng hợp lam do coban | đỏ hoặc hồng | Spinel lam tự nhiên thường không đỏ rõ như vậy |
| Ngọc, chalcedony nhuộm lục bằng hợp chất crôm | thường hiện đỏ | Phỉ thuý lục tự nhiên thường vẫn lục |
Đọc bảng này theo chiều xác suất, không theo chiều quy tắc. Một viên đỏ dưới kính lọc chỉ cho biết nó thuộc nhóm "có truyền nhiều ánh đỏ sẫm", phần còn lại phải xác định bằng chiết suất, quang phổ và bao thể.
Kính lọc và emerald: chuyện cũ vẫn còn đúng một phần
Thời kính lọc mới ra đời, thị trường đá lục còn ít loại. Một viên đỏ dưới kính lọc gần như chắc là emerald, một viên lục thì gần như chắc là thứ khác. Mấy chục năm sau, tình hình đã đổi. Emerald từ một số vùng mỏ có nhiều sắt, màu đẹp nhưng gần như không đỏ dưới kính lọc. Emerald tổng hợp thì đỏ mạnh, có khi đỏ hơn đá tự nhiên. Một số beryl lục màu do vanadi lại cho phản ứng khác nữa.
Vì vậy người giám định hiện nay dùng kính lọc theo kiểu đối chiếu. Ví dụ giả định: một viên đá lục có chiết suất của beryl, bao thể trông tự nhiên, dưới kính lọc chỉ hồng nhạt; một viên khác cùng chiết suất, gần như không có bao thể, dưới kính lọc đỏ rực. Viên thứ hai không bị kết luận là tổng hợp chỉ vì đỏ rực, nhưng nó được ưu tiên đưa vào kính hiển vi và máy phổ hồng ngoại để tìm dấu hiệu nước trong mạng tinh thể khác thường.
Điều còn đúng nguyên vẹn là phản ứng của thuỷ tinh lục thông dụng: phần lớn không đỏ. Với một chiếc nhẫn đá lục cũ được mang tới, kính lọc vẫn là cách nhanh để biết có nên mất công tháo đá ra đo tiếp hay không.
Đá nhuộm và đá coban: chỗ kính lọc còn hữu ích
Ngọc phỉ thuý, chalcedony và thạch anh vi tinh thể thường được nhuộm lục để giả màu ngọc đẹp. Một số loại thuốc nhuộm chứa hợp chất crôm, và chúng để lộ mình qua kính lọc bằng màu đỏ hay hồng ở những chỗ thuốc nhuộm đọng lại. Phỉ thuý lục tự nhiên thường hiện lục qua kính lọc vì màu của nó có phần lớn do sắt kèm crôm ở mức không đủ trội. Phản ứng này là một gợi ý tốt để gửi ngọc đi đo phổ, chứ không phải bằng chứng, vì nhiều thuốc nhuộm hiện đại không có crôm và vẫn lục dưới kính lọc.
Với đá lam, kính lọc giúp tách thuỷ tinh lam và spinel tổng hợp màu do coban khỏi sapphire. Coban hấp thụ vùng giữa quang phổ theo kiểu khiến ánh đỏ lọt qua nhiều, nên đá màu coban hiện đỏ hay hồng. Sapphire xanh tự nhiên màu do sắt và titan thường hiện tối hoặc lục sẫm. Spinel lam tự nhiên cũng có thể chứa chút coban, nên một vài mẫu cho phản ứng hồng nhẹ; khi đó chiết suất và quang phổ sẽ quyết định.
Vì kính lọc là phép thử không chạm vào đá, nó an toàn với mọi vật liệu, kể cả đá xốp, đá đã tẩm và đồ trang sức cổ không tháo được. Đó là lý do nó vẫn nằm trong hộp dụng cụ của hầu hết người làm nghề, dù đã có máy phổ hiện đại.
Một buổi sàng lọc lô đá lục bằng kính lọc: ví dụ giả định
Ví dụ giả định: một người bán đá rời gửi tới phòng giám định một gói hai mươi viên đá lục mài giác, cỡ nhỏ, được giới thiệu là emerald từ cùng một nguồn. Người giám định chưa đo từng viên ngay. Việc đầu tiên là trải cả gói lên nền tối, dưới một đèn halogen, rồi nhìn qua kính lọc Chelsea. Mười bảy viên hiện hồng nhạt khá đồng đều, hai viên gần như không đổi màu, một viên đỏ rực.
Ba viên khác thường được tách riêng. Hai viên không đổi màu được đo chiết suất trước; nếu con số rơi vào khoảng của thuỷ tinh hay tourmaline, câu chuyện đã rõ. Nếu vẫn là beryl, chúng có thể là emerald nhiều sắt, và người giám định ghi chú để kiểm thêm bằng quang phổ. Viên đỏ rực được đưa thẳng vào kính hiển vi để tìm bao thể kiểu tổng hợp, như mảnh flux dạng màn mỏng hay đường sinh trưởng dạng răng cưa.
Mười bảy viên còn lại cũng không được coi là xong. Chúng vẫn được đo chiết suất mẫu, soi bao thể theo đợt. Điều kính lọc làm được trong buổi đó là sắp xếp thứ tự ưu tiên: thời gian của người giám định dồn vào những viên bất thường trước. Đó là giá trị thật của một dụng cụ nhỏ có tuổi đời gần một thế kỷ: không kết luận thay người, nhưng giúp người nhìn đúng chỗ.
Giới hạn cần nhớ khi đọc kết quả kính lọc
Kính lọc Chelsea là phép thử phụ trợ. Những hạn chế sau giải thích vì sao không phòng giám định nào kết luận chỉ dựa vào nó.
- Kết quả phụ thuộc mạnh vào nguồn sáng; cùng một viên đá có thể đỏ dưới đèn sợi đốt và gần như không đổi dưới một số đèn LED.
- Đá rất đậm hoặc rất nhạt cho phản ứng yếu, khó đọc.
- Đá chứa đồng thời crôm và sắt có thể cho phản ứng trung gian, không xếp vào nhóm nào rõ ràng.
- Đá tổng hợp và đá tự nhiên cùng loài có thể cho cùng phản ứng, hoặc đá tổng hợp còn phản ứng mạnh hơn.
- Thuốc nhuộm không chứa crôm sẽ không hiện đỏ, nên "không đỏ" không chứng minh đá chưa nhuộm.
- Đánh giá màu qua kính lọc mang tính chủ quan; hai người nhìn cùng viên đá có thể mô tả khác nhau.
Cách dùng khôn ngoan là coi kính lọc như người gác cổng: nó chỉ ra những viên đáng nghi để chuyển sang phép đo kỹ hơn, và giúp tiết kiệm thời gian khi xem một lô đá lớn.
Câu hỏi thường gặp
Emerald thật có luôn hiện đỏ dưới kính lọc Chelsea không?
Không. Emerald màu do crôm và ít sắt thường hiện đỏ hoặc hồng, nhưng emerald nhiều sắt từ một số vùng mỏ có thể gần như không đổi màu. Vì vậy một viên emerald không đỏ dưới kính lọc vẫn có thể là emerald tự nhiên; cần thêm chiết suất, bao thể và đo phổ.
Đá đỏ dưới kính lọc có phải là đá tổng hợp không?
Không nhất thiết. Đá tổng hợp như emerald tổng hợp thường đỏ rất mạnh, nhưng emerald tự nhiên giàu crôm cũng đỏ. Mức đỏ chỉ là gợi ý để soi kỹ hơn dưới kính hiển vi và đo phổ hồng ngoại, không đủ để kết luận nguồn gốc.
Kính lọc Chelsea có phát hiện ngọc nhuộm không?
Phát hiện được một phần. Ngọc hoặc chalcedony nhuộm bằng thuốc chứa crôm thường hiện đỏ hay hồng. Nhưng nhiều thuốc nhuộm hiện đại không có crôm và vẫn lục dưới kính lọc, nên kết quả không đỏ không chứng minh ngọc chưa nhuộm. Phòng lab dùng thêm quang phổ để chắc chắn.
Có thể dùng đèn pin điện thoại để soi kính lọc không?
Có thể thử, nhưng kết quả kém tin cậy. Nhiều đèn LED trắng thiếu vùng ánh sáng đỏ sẫm mà kính lọc cần, nên đá chứa crôm cũng hiện tối. Phòng giám định thường dùng bóng sợi đốt hoặc halogen để có đủ vùng đỏ và so với mẫu đối chứng.
Kính lọc Chelsea có làm hại đá không?
Không. Đây là phép thử chỉ nhìn, không chạm hoá chất hay nhiệt vào đá, nên an toàn với mọi vật liệu, kể cả đá xốp, đá đã tẩm dầu và trang sức cổ. Đó là một lý do kính lọc vẫn được dùng rộng rãi để sàng lọc nhanh.
Tại sao spinel lam tổng hợp hiện đỏ dưới kính lọc?
Vì màu lam của nó thường do coban. Coban hấp thụ vùng giữa quang phổ và để lọt nhiều ánh đỏ, nên qua kính lọc đá hiện đỏ hoặc hồng. Sapphire xanh tự nhiên màu do sắt và titan thường hiện tối, đây là một manh mối tách hai loại đá lam.
