Меню

Как янтарь проводит электрический ток

Да будет свет — как было создано электричество (4 фото + видео)

По щелчку пальцев сегодня мы можем осветить свою квартиру яркими лампочками на любой вкус. Таймер сна выключает наши гаджеты, когда мы засыпаем. Умные розетки, чайники, электрокары, новогодние городские огоньки: можно бесконечно перечислять всё, что подарило нам изобретение электричества. Но сегодня мы расскажем о том, как оно появилось.

Янтарь и шерсть

Именно эти два предмета позволили одному ученому еще в 600 году до нашей эры понять, что после трения о шерсть янтарь начинает притягивать к себе различные нетяжелые предметы (к примеру, перья).

Да будет свет — как было создано электричество (4 фото + видео)Фалес обнаружил, что трение создает небольшой электрический заряд

Этим ученым был древнегреческий философ Фалес Милетский. Он был известен не только своими философскими воззрениями но и огромным вкладом в мировое знание: именно он считается основоположником европейской школы науки. К сожалению, это наблюдение мыслителя не произвело огромного фурора, так что «пробираться» к изучению природы электричества дальше никто не стал. Более того, подобные исследования не проводились еще сотни лет.

Формулировка явления

Семнадцатый век. Это время раннего Просвещения: как известно, эпоха ассоциируется, помимо прочего, с модой на научную деятельность и рациональный подход к жизненным явлениям. Британский ученый-физик Уильям Гильберт впервые выдвигает известную нам формулировку явления и вводит термин «электричество».

Да будет свет — как было создано электричество (4 фото + видео)Уильям Гильберт, физик и естествоиспытатель, был также и медиком

Он активно проводил опыты с магнитными и электрическими явлениями, и в целом был очень заинтересован подобными вещами. Именно после его основательных трудов остальные деятели науки тоже стали активно интересоваться темой.

Первые изобретения

В середине семнадцатого века была изобретено устройство, которое позволило наглядно наблюдать за тем, как притягиваются и отталкиваются различные вещи. А еще почти через сто лет британский ученый Стивен Грэй смог, наконец, передать электричество на некоторое (небольшое) расстояние. Это было важнейшим открытием и для науки, и для карьеры исследователя.

Да будет свет — как было создано электричество (4 фото + видео)Стивен Грэй выяснил, что не все материалы одинаково хорошо передают электричество

Также важным наблюдением стало то, что по земле электричество передать было нереально. Тогда стало ясно: необходимо разделение веществ на проводники и изоляторы, и первый шаг к этой классификации был сделан. Через несколько лет после этого французский ученый Шарль Франсуа Дюфе систематизировал знания об электричестве, которые выявил Грэй. Дюфе утвердил, что у электричества может быть два типа заряда: смоляной и стеклянный, в зависимости от материалов, которыми создавалось трение. Да, на заре науки выводы ученых порой были чересчур буквальны. Но с опытом научная мысль крепнет и оформляется. Так, в 1745 году, Питер Мушенбрук изобрел «Лейденскую банку». Это был первый электрический конденсатор, который накапливал электричество. С его помощью впервые искусственным путем люди смогли получить искру.

Да будет свет — как было создано электричество (4 фото + видео)Это изобретение дало новый толчок к развитию электричества, его свойствам и способам передачи

Конечно, в развитие электричества важный вклад внес Бенджамин Франклин, который сформулировал и выдвинул первую полноценную теорию о таком явлении. В 1785 году был также сформулирован закон Кулона, который является одним из самых важных законов электростатики. Автором закона принято считать Генри Кавендиша, который наиболее точно с помощью экспериментов его осмыслил, однако результаты своих исследований публиковать не стал, и, как это часто бывает, всю славу получил более предприимчивый человек Шарль Кулон. При этом рукописи Кавендиша оставались неопубликованными ещё более сотни лет.

Так было создано и открыто электричество, без которого мы уже не можем себе представить свою жизнь. Точнее говоря, что-то придумали выдающееся умы прошлых столетий, а развивали и доводили до ума многочисленные ученые, о некоторых из них мы писали вот здесь. Если вы хотите узнать больше об истории развития электричества, предлагаем вам посмотреть видео.

Источник

ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЯНТАРЯ

Ещё в VII-VI в.в. до н.э. Фалесу Милетскому была известна способность янтаря электризоваться при трении и притягивать разные мелкие и лёгкие предметы. Описывая в начале XVII века природу этого явления, английский учёный В.Джильберт назвал его электризацией, от греческого названия янтаря – электрон.

По мнению китайского учёного Тао Хунчин (452 – 536 гг. н.э.) только янтарь, который если его потереть рукой и согреть, притягивает горчичные зёрна, является настоящим.

В первой монографии, посвящённой янтарю, A.Aurifaber указал, что способностью притягивать различные предметы обладает только обработанный янтарь (без окисленной корки), предварительно потёртый о сукно, кожу и т.п. Причём, чем сильнее разогревается при трении янтарь, тем большей силой он обладает, притягивая не только древесные стружки, но также железные, серебряные и золотые опилки.

Янтарь плохо проводит электрический ток, поэтому его раньше использовали для изготовления изоляторов. Однако при трении о шерстяную ткань янтарь электризуется, и продолжительное время сохраняет отрицательные электрические заряды. Свойство притягивать к себе кусочки бумаги, соломинки, волосы присуще всем смолам, но ни одна из них не обладает такой притягательной силой, как янтарь. От янтаря пошло представление об электричестве. В Древней Греции в обиходе были янтарные прялки и веретёна: электризуясь при трении, они очищали пряжу от различных примесей.

Развитие физических методов в XVII – XVIII веках позволило сделать интересные наблюдения. Так F.Hauksbee в 1705году обнаружил, что янтарь при трении о шерсть даёт яркое свечение в вакууме, причём его интенсивность возрастает при увеличении скорости трения. На воздухе это явление почти не было замечено.

В 1816 году J.F.John одним из первых подробно изучил физико-химические свойства янтаря: степень прозрачности, цвет, морфологию, блеск, излом, твёрдость, хрупкость, способность электризоваться при трении, запах, вкус, цвет порошка, оптические свойства, удельный вес. Автор описал действие на янтарь воздуха, воды, тепла, различных реактивов, спирта, щелочей, кислот, эфира, масел.

В 1902 году появляется работа В.К.Агафонова, в которой автор рассматривает особенности поглощения ультрафиолетовой области спектра в янтаре. С.С.Савкевич установил, что окисление янтаря происходит более интенсивно при повышенных температурах, на свету и, особенно, в ультрафиолетовых лучах. Автор подробно изучил спектры испускания балтийского янтаря. Регистрировалась люминесценция как плоско-полированной поверхности, так и порошка с размером частиц около 2 мм.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что спектр люминесценции балтийского янтаря характеризуется широкой полосой испускания в области 390 – 610 нм с нечётким максимумом около 510 нм (Рис. 1). Таким образом, спектр испускания балтийского янтаря лежит в спектре электромагнитного поля видимого света (Рис. 2).

Исследования Г.К.Сергановой с соавторами показали, что при окислении янтаря присоединение кислорода происходит с образованием гидроперекисей и перекисей.

К числу наиболее характерных химических особенностей янтаря относится наличие в продуктах его сухой перегонки янтарной кислоты.

До сих пор не известно ни одного растворителя, в котором бы янтарь без разложения полностью растворялся. Янтарь не растворяется в воде. Частично растворяется в некоторых органических соединениях – спирте (20-25%), эфире (18-23%), хлороформе (до 20,6%), бензоле (9,8%), скипидаре (25%), льняном масле (18%). Но он полностью распадается в горячей концентрированной азотной кислоте. В кипящей воде янтарь размягчается при температуре 100 ˚ С.

Читайте также:  Определить токи во всех ветвях методом непосредственного применения законов кирхгофа

Важным является способность янтаря разбухать в воде. За достаточно короткий срок объём измельчённого янтаря увеличивается на 8%. Способность поглощать определенный объём воды (0,1 – 0,4%) была отмечена также у прозрачного янтаря, не содержащего микроскопических пустот.

Таким образом, была доказана проницаемость янтаря для жидких и газообразных агентов. Ранее считали, что вода проникает в янтарь по трещинам, однако в 1962 году Kawasaki было доказано о диффузии воды в янтарь.

Рис. 1. Спектр люминесценции балтийского янтаря.

I – прозрачного бесцветного; II – прозрачного жёлтого; III – бурой окисленной корки.

Длина волны, нм 380 – 450 450 – 480 480 – 510 510 – 560 560 – 585 585 – 620 620 — 760
Цвет Фиолетовый Синий Голубой Зеленый Желтый Оранжевый Красный
Диапазоны волны
Длина волны
Вакуумный УФ 200 нм Коротковолн. Уф 200-280 нм Средневолн. Уф 280-315 нм Длинноволн УФ 315-380 нм

Рис. 2. Спектр электромагнитного поля.

Чрезвычайно важным является способность янтаря к набуханию в различных веществах при комнатной температуре, т.е., фактически, способность к абсорбции различных органических и неорганических соединений (Табл. 1).

Исследования С.С.Савкевич показали, что янтарь обладает довольно ярко выраженной фотолюминесценцией под действием ультрафиолетового излучения. Кроме того, янтарь обладает триболюминесценцией. Она проявляется в виде слабого желтоватого свечения во время растирания янтаря в ступке в хорошо затемнённом помещении.

Ядерный магнитный резонанс и электронный парамагнитный резонанс, входящие в область радиоспектроскопии, открыли возможность дальнейшего изучения физических свойств янтаря.

Взаимодействие вещества с однородным магнитным полем приводит к измененению величины напряженности этого поля в зависимости от магнитной восприимчивости (объёмной или молярной) изучаемого вещества. Магнитная восприимчивость может быть положительной (парамагнитные вещества) и отрицательной (диамагнитные). Положительная восприимчивость имеет место при наличии в молекулах вещества неспаренных электронов и составляет предмет исследования электронного парамагнитного резонанса.

Методом ядерного магнитного резонанса исследуются почти исключительно диамагнитные вещества. Исследования физических свойств янтаря с помощью ядерного магнитного резонанса показало, что в янтаре при комнатной температуре имеются подвижные протоны. Сравнительная оценка различных видов янтаря, проведенная С.С.Савкевич в 1970 году, показала, что содержание протонов, находящихся в свободном состоянии составляет в прозрачном янтаре 0,5%, в янтаре буровато-желтого цвета (типа бастард) 3%, в костяном янтаре 12%. Снижение содержания протонов, находящихся в свободном состоянии, в бастарде и прозрачном янтаре обусловлено уменьшением общего содержания соединений, типа сложных эфиров янтарной кислоты. С другой стороны, при нагревании янтаря от 60 до 120°С, содержание подвижных протонов резко возрастет, превышая начальные при 20°С в несколько раз.

Различия в изменении процентного содержания подвижных протонов в янтаре при нагревании отражают различия в молекулярном строении и характере межмолекулярных связей у различных типов янтаря. Это обстоятельство определяет и частотные характеристики, отличающиеся у различных видов янтаря.

По мнению академика Л.П.Зарогатского, все технологические процессы, осуществляемые человеком, сопровождаются появлением свободных электронов, которые по законам электростатики образуют электромагнитные поля, отрицательно влияющие на ход этих технологических процессов.

Считается, что в живом организме свободные электроны являются носителями энергии, необходимой для его нормальной жизнедеятельности.

Для определения наличия в молекулах янтаря свободных электронов исследования производили с помощью электронного парамагнитного резонанса. Было выявлено наличие парамагнитных центров и свободных электронов в янтаре, находящихся на грани чувствительности прибора при комнатной температуре. По данным Г.К.Сергановой, С.Р.Рафикова, С.Lagercrantz, М.Yland, при нагревании и механическом воздействии, вследствие разрыва химических связей и нарушения молекулярных структур с образованием свободных радикалов, отмечалось значительное увеличение свободных электронов.

Совместно с академиком Л.П.Зарогатским на базе АО «МЕХАНОБР – ТЕХНИКА» в г. Санкт-Петербурге нами были изучены электромагнитные свойства измельчённого янтаря в зависимости от вида янтаря, способа измельчения, размеров его частиц и их формы (круглый, многогранник и др.). Исследовались фракции от 10 до 500 мкм, полученные различными способами, включающими измельчение в водной и воздушной среде с применением различных механических устройств. Каждую фракцию измельчённого янтаря пропускали через электромагнитный сепаратор, который способен разделять любое измельчённое вещество на три части: проводники, полупроводники и диэлектрики.

При этом, при комнатной температуре основная часть измельчённого янтаря (свыше 80%) относилась к диэлектрикам, около 7-15% — к полупроводникам и только 3-5% — к проводникам, в зависимости от способа приготовления и размеров измельчённого янтаря и его разновидности. При нагревании измельчённого янтаря от 20 до 40°С основная часть измельчённого янтаря приобретала свойства проводников. Причём, чем выше поднималась температура, тем больший процент измельчённого янтаря становился проводником. Нами были выбраны оптимальные условия приготовления измельчённого янтаря и степени его измельчения, при которых даже незначительный подъём температуры до 30-32°С позволял получить измельчённый янтарь в 100% как проводник. Сравнительные клинические испытания в дальнейшем доказали высокую эффективность именно этой фракции и способа её получения. Таким образом, была доказана зависимость энергетических свойств измельчённого янтаря (способность отдавать свободные электроны) как от способов его измельчения, так и от размеров и формы его частиц.

Результатом многочисленных исследований учёных было выяснено, что янтарь представляет собой каркасный полимер с редкой сшивкой, содержит в себе молекулы или сегменты макромолекул, слабо связанных с окружением. Поэтому они легко мигрируют как при нагревании, так и при воздействии растворителей.

Термические свойства янтаря во многом объясняются его аморфным и полимерным строением. Нагретые тела, как известно, излучают кроме световых волн, также и невидимые – так называемые ультрафиолетовые и инфракрасные волны.

Плавлению янтаря предшествует размягчение. Уже при температуре около 50°С на стенках колбы, в которой находится янтарь, конденсируются пары воды, а при 125 – 130°С идёт выделение паров жёлтого цвета с запахом янтаря (ароматических соединений – терпенов и сесквитерпенов).

Фактически термическая деструкция янтаря начинается после 100°С. Она сопровождается потерей веса, обусловленной выделением летучих продуктов и газов (СО2, СО, Н2, Н2S, О2; предельных и непредельных углеводородов, янтарной кислоты и др.).

При нагревании янтаря выше определенной температуры, которая зависит от вида янтаря, наступает его расплавление, сопровождающееся химическими реакциями с образованием простых веществ. Полное плавление янтаря сопровождается потерей от 40 до 30% веса исходной навески. По данным Э.Фракей янтарь плавится при температуре 350 – 380°С. При нагревании без доступа воздуха до 140-150°С янтарь делается пластичным. Эти его свойства используют для каления и прессования янтаря. При калении замутнённый янтарь становится прозрачным, а в процессе прессования мелкие кусочки янтаря переходят в заготовки любой формы.

При сгорании янтарь выделяет пары с ароматным запахом. В связи с этим в средние века его употребляли для благовонных курений в храмах и церквах. В древней Руси янтарь, поэтому называли “морским ладаном”.

Читайте также:  Мультиметр с возможностью измерения переменного тока

Плотность янтаря примерно равна плотности морской воды, поэтому в пресной воде янтарь тонет, а в солёной — всплывает. Твёрдость янтаря по шкале Мооса соответствует 2 — 2,5 баллам.

Янтарь хорошо принимает полировку. Истинная красота камня открывается перед взором как раз после полировки. По сравнению с необработанным янтарём, полированный янтарь — несколько темнее. Янтарь, по данным Б.И.Сребродольского обладает и бальзамирующими свойствами.

Источник

Электризация трением

Электризация – это способ передать телу заряд. Наэлектризовать тело можно либо трением о другое тело, либо прикосновением к заряженному телу.

Взаимодействие заряженных тел

Еще много веков назад заметили, что если потереть кусочек янтаря о шерсть, то он начнет притягивать различные мелкие предметы – ворсинки, кусочки бумаги, пушинки и т. д.

А позже выяснили, что такими же свойствами могут обладать и другие вещества – стекло, эбонит и т. п. Для того, чтобы тело приобрело возможность притягивать мелкие предметы, его нужно натереть, например, о сукно, шерсть, бумагу.

При этом, оба трущихся тела получат возможность притягивать другие предметы. На сайте есть отдельная статья о том, как соотносятся заряды трущихся тел.

В 17-ом веке такие явления назвали электрическими, а тела, притягивающие предметы – наэлектризованными. Тело наэлектризовано, когда оно получило электрический заряд.

Примечание: Янтарь (рис. 1) – застывшая смола хвойных деревьев, аморфное тело. Не проводит электроток — диэлектрик, но хорошо электризуется. Обладает малой плотностью, потому, может плавать в соленой воде, имеет поры, гигроскопичен (т. е. впитывает воду). В ультрафиолете может светиться – люминесцировать. В основном, состоит из углерода (примерно 70%), есть сера, азот. Растворяется в спирте, кислотах. В основном, это камень желтого цвета, однако, встречается красный, зеленый, голубой янтарь. Греческое название янтаря – электрон.

Зеленый янтарь

Чтобы электрический заряд перешел от одного тела к другому, нужно, чтобы эти тела соприкоснулись.

Два вида зарядов

Выяснили, что существуют два рода зарядов. Их условно назвали положительными и отрицательными. Одни тела при электризации получают положительный заряд, а другие – отрицательный (рис. 2).

Положительные заряды обозначают «+», а отрицательные – знаком «-».

Договорились считать возникающие заряды:

  • положительными – на кусочке стекла, после того, как его потерли о шелк.
  • отрицательными – на кусочке эбонита, после того, как его потерли о шерсть.

Примечание: Заряды, имеющие одинаковые знаки называют одноименными, а если знаки различаются – разноименными.

Как определить знак заряда

Все тела, обладающие электрическими зарядами, могут притягивать к себе другие тела. Если наэлектризованное тело притягивает к себе второе тело, которое не было наэлектризованным, то по притяжению невозможно различить знак заряда.

Другое дело, когда взаимодействуют два наэлектризованных тела. Когда известен знак заряда одного из тел, знак второго тела можно выяснить по притяжению или отталкиванию (рис. 3).

  • притягиваются, когда имеют разные знаки;
  • отталкиваются, когда знаки совпадают.

Чтобы определить знак заряда, нужно проверить будет ли он притягиваться или отталкиваться от другого заряда, знак которого известен.

Степень наэлектризованности тела можно определить с помощью электроскопа или электрометра.

Где используют электризацию

  • в лазерных принтерах,
  • в копировальных аппаратах,
  • в фильтрах, очищающих воздух,
  • при окрашивании поверхностей порошковыми красками.

Источник



Свойства янтаря

Термические свойства

Термические свойства во многом объясняются его аморфным и полимерным строением. Они определялись путем нагревания янтаря до 800° С в электрической печи в двухкамерном фарфоровом тигле с помощью хромель-алюмелевой термопары. В начале нагревания янтарь мутнеет, а при 125—175° С вспучивается и постепенно размягчается. Это вызывается разрывом наиболее слабых связей в структуре полимера и выделением части летучих компонентов. Самая низкая температура реакции от¬мечена у прозрачного соломенно-желтого янтаря, наиболее высокая — у канифольно-желтого и выветрелого.
При дальнейшем нагревании янтарь плавится: он спо¬койно кипит, выделяя пары с ароматным запахом. В связи с этим в средние века его употребляли для благовонных курений в храмах и церквах. В древней Руси янтарь поэтому называли «морским ладаном». Янтари даже одного месторождения плавятся при разной температуре. Процесс плавления янтаря продолжается до 520— 550° С. Клесовский неизмененный янтарь кончает плавиться при 520— 535° С, выветрелый — при 528— 550° С; неизмененный янтарь Приморского месторождения — при 508— 525° С. При нагревании до 1000° С янтарь почти полностью улетучивается, издавая при этом характерный запах серы и битумов.
При нагревании без доступа воздуха до 140—150° С янтарь делается пластичным. На этом свойстве основаны технологические приемы его обработки — каление и прессование. В ходе первого приема замутненный янтарь становится прозрачным, а в процессе прессования мелкие кусочки янтаря (крошка) переходят в заготовки любой формы.
Янтарь плохо проводит электрический ток, однако при трении о шерстяную ткань он электризуется и продолжительное время сохраняет отрицательные электрические заряды. При этом янтарь притягивает к себе кусочки бумаги, соломинки, волосы. Это свойство присуще всем смолам, но ни одна из них не обладает такой притягательной силой, как янтарь. От янтаря пошло представление об электричестве. В древней Греции в обиходе были ян¬тарные прялки и веретена; электризуясь при трении, они очищали пряжу от различных примесей. Диэлектрическая постоянная янтаря равна 2,863.
Янтарь иод действием ультрафиолетового облучения люминесцирует. Прозрачный янтарь светится бледно-голубым, облачный, бастард и костяной — молочно-белым со слабым голубоватым оттенком. Интенсивность голубого свечения зависит от степени прозрачности янтаря. Чем прозрачнее янтарь, тем гуще в нем цвета люминесценции. Они могут изменяться от светлых и серовато-голубых до фиалковых. Выветрелая корка люминесцирует в коричневых тонах. Возможными причинами люминесценции янтаря являются особенности внутреннего строения и наличие различных примесей. Возбуждению янтаря препятствует воздух в пузырьках янтаря, которые обусловливают его замутненность, а также железо, обычно обнаруживаемое в корочке выветривания. Голубую люминесценцию янтаря усиливает находящийся во включениях битум.
Кроме фотолюминесценции, янтарь обладает трибо- люминесценцией, обнаруживающейся в темноте при растирании янтаря в ступке в виде слабого желтого свечения. Однако у прибалтийского и украинского янтарей это свойство не выражено.

Физические свойства янтаря

Плотность

Плотность янтаря примерно равна плотности морской воды. В пресной воде янтарь тонет, в соленой всплывает. Поэтому-то куски янтаря легко носятся в волнах, не опускаясь на дно. Плотность неизмененных янтарей, определенная путем гидростатического взвешивания в тяжелых жидкостях, изменяется от 1 до 1,18 г/см 3 . Она наибольшая (в среднем 1,14 г/см 3 ) в янтарях окрестностей Львова, меньшая (1,1; 1,06) в янтарях Предкарпатья и Куршской косы, наименьшая (1,05; 1,04) в янтарях Клесовского и Приморского месторождений. В измененных (выветрелых) янтарях плотность несколько больше. Так, плотность клесовских янтарей своего максимума (1,08 г/см 3 ) достигает в выветрелой корке. Бурая корка выветривания на вишнево-красном янтаре из окрестностей Львова имеет плот-
н отмечена в выветрелых янтарях Предкарпатья. Плотность янтаря зависит в основном от количества в нем элементов-примесей. Так, в янтарях Предкарпатья наибольшая плотность отмечена в образцах с содержанием железа 1%. Однако в янтарях из окрестностей Львова отмечена обратная зависимость. Видимо, повышенную плотность львовских янтарей следует связывать с особым составом смолы, из которой в процессе окаменения (фоссилизации) возник янтарь.
Янтарь порист, что делает его проницаемым для жидких и газообразных веществ. Янтарь набухает в воде и некоторых органических веществах. Объем его при насыщении жидкостями увеличивается на 8%. Наибольшая степень заполнения пустот достигается при вакуумировании и принудительном насыщении.

Читайте также:  Какие последствия от тока человеку

Твердость янтаря

Янтарь относится к мягким органическим веществам. Его твердость — 2—2,5 еденицы по шкале Мооса. При измерении на микротвердометре при нагрузке 100 г она колеблется от 16,3 до 38,7 кг/мм 3 . Наименьшие средние значения твердости при этой же нагрузке отмечены для янтарей Куршской косы (26,9 кг/мм2), наибольшие (29,2 кг/мм2) — для янтарей Клесовского месторождения и Язовского проявления. Средняя твердость янтарей Приморского месторождения 28,9 кг/мм 2 . Твердость янтарей последовательно возрастает от непрозрачных через полупрозрачные к прозрачным разностям. Самые твердые — прозрачные янтари. Твердость зависит от многих причин. Главные из них — состав янтаря, содержание в нем элементов-примесей. Чем больше последних, главным образом железа, тем выше твердость. С ростом нагрузки отмечается аномальное увеличение твердости. Это объясняется особенностями внутреннего строения янтарей, в частности их вязкостью. Вязкость балтийского янтаря 5-10-8 пуаз при 200° С. Удельная ударная вязкость 1,12— 2,0 кг/см2.
На степень твердости янтаря влияет его хрупкость. Она характеризуется числом хрупкости — нагрузкой, при которой возникает первая видимая трещина. Неизмененные янтари месторождений и проявлений Прибалтики и Украины имеют число хрупкости более 200 г. Корка выветривания, содержащая по сравнению с неизмененными ян тарями больше химических элементов, характеризуется числом хрупкости 50 г.
Янтари часто трещиноваты. Трещины бывают первичными, закладывающихмися еще в процессе фоссилизации янтаря, и вторичными, возникающими при тектонических напряжениях янтарь-содержащих отложений и в результате окисления янтаря. Трещины иногда залечиваются более поздним янтарем. Как правило, залечивающий янтарь заметно светлее всего куска янтаря.
В янтарях часто наблюдается отдельность. Она связана с формой выделения янтаря, различного рода трещинами и окислением. В кусках с натечно-скорлуповатой и натечно-слоистой структурой она проявляется в раскалывании их на изогнутые пластинки. В трещиноватых кусках, особенно с пересекающейся системой трещин, выколки отдельности имеют вид ромба с неровной поверхностью сто-рон. В выветрелых янтарях отдельность выражается в раскалывании выветрелой части на множество слегка изо¬гнутых пластинок (чешуек).
Янтарь, как аморфное вещество, обычно имеет раковистый и полураковистый излом. У плотных янтарей — прозрачного, бастарда, облачного — излом крупнораковистый, у костяного — плоский, ровный, у пенистого — неровный, землистый, реже занозистый. Плоскость излома редко бывает чистой. Она обычно осложнена различными фигурами, образованными тонкими линиями.
Янтари хорошо принимают полировку. Только после полировки обнаруживается истинная красота камня, ставящая его выше любого из искусственных материалов. По сравнению с необработанным янтарем полированный несколько темнее. Янтарь обладает бальзамирующими свойствами.

Химические свойства

Еще в 1828 г. шведский химик Й. Я. Берцелиус установил, что янтарь состоит из летучего ароматического масла, двух растворимых фракций смолы, янтарной кислоты и 90% нерастворимого остатка. Уже в то время янтарь применялся в медицине, зоологи широко использовали его консервирующие свойства, а ботаники по характеру нерастворимого остатка пытались установить, из какого вида сосны он возник.
Несколько позже в балтийском янтаре — сукцините (от латинского названия сосны, произраставшей в далеком прошлом на территории современной Прибалтики) — обнаружили бициклический спирт борнеол и янтарную кислоту. Различные количества янтарной кислоты содержались не только в неизмененных янтарях, но и в изделиях из них, пролежавших в земле не одно тысячелетие. Попытки выяснить географическую принадлежность та¬кого янтаря послужили важным фактором его дальнейшего изучения еще в прошлом столетии. Оказалось, что янтарная кислота — характерная особенность сукцинита. Этим признаком стали широко пользоваться при определении янтаря из археологических захоронений. По данным немецкого ученого О. Гельма, содержание янтарной кислоты в сукцините колеблется от 3 до 8%: наименьшее — в прозрачном сукцините (3,2—4,5%), наибольшее — в выветрелой поверхностной корке (8,2%). Это позволило О. Гельму установить родину янтаря, обнаруженного при археологических раскопках в Италии.

Оптические свойства

Янтарь оптически изотропен. Показатель преломления неизмененной (центральной) части кусков клесовского янтаря изменяется от 1,539 до 1,542, выветрелой корочки — от 1,545 до 1,540, т. е. в процессе выветривания показатель преломления янтаря увеличивается. В каждом конкретном случае его величина зависит от элементного состава янтаря и степени выветривания. Большинство янтарей слабо анизотропны. Анизотропия связана с напряжениями, возникающими при отвердении и фоссилизации смолы, а также с различными механическими воздействиями, которым янтарь подвергается после своего образования.

Растворимость

Янтарь не растворяется в воде. Частично растворяется в некоторых органических соединениях — спирте (20— 25%), эфире (18-23%), хлороформе (до 20%), льняном масле. Полностью распадается в горячей концентрированной азотной кислоте. В кипящей воде размягчается (при температуре 100° С).
Рентгенограммы янтарей сходны между собой. На них фиксируется основное «гало», максимум интенсивности которого приходится на 0,01 нм, и слабая размытая полоса в интервале 0,25—0,21 нм. Подмечено сходство рентгенограммы янтаря с рентгенограммой органического соединения а-амирина.
Исследование электронного парамагнитного резонанса показало, что в темно-коричневых янтарях парамагнитных центров в 100 раз больше, чем в более светлых разностях. В выветрелой корке по сравнению с неизмененным янтарем (в одном куске) парамагнитных центров меньше.

Инфрокрасный спект

Со временем к изучению янтаря были привлечены инструментальные методы анализа. Выяснилось, что янтари различного возраста (и из разных месторождений) достаточно хорошо диагностируются по ИК-спектрам поглощения. В одних преобладают кислотные функции, в других — эфирные. Например, на ИК-спектрах янтарей из меловых отложений Испании находятся полосы поглощения свободных кислотных групп, а на ИК-спектрах
олигоценовых янтарей такие полосы не выражены, вместо них отчетливо проявились сильные поглощения, отвечающие эфирным группам. Совершенно отсутствуют кислотные функции и у балтийского янтаря.
Метод ИК-спектрометрии позволяет проследить все изменения, которые происходят с янтарем в процессе выветривания. Оказывается, что при этом уменьшается количество связей С=0. Такими спектрами, в частности, характеризуются янтари, извлеченные из могильников тысячелетней давности.
При сравнении ИК-спектров янтаря со спектрами смол современных хвойных была определена ботаническая принадлежность некоторых янтарей. Янтари из нижнемеловых отложений Ливана образовались из смолы араукарии. В меловое время эти деревья занимали обширные пространства в южном полушарии. Они и сейчас дают значительное количество копаловой смолы.

Источник