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Verfahren und Vorrichtung zur Unterscheidung von echten Perlen von in Kulturen gezogenen, sogenannten japanischen Perlen.
Zur Unterscheidung von echten und sogenannten Japanperlen ist schon eine optische Analyse vorgeschlagen worden, welche darin besteht, dass man in die Perle einen Kanal bohrt, in welchen eine mit angeschliffener Abschrägung versehene Nadel oder ein Tropfen Quecksilber eingeführt wird, die als Spiegel dienen, und man bei von aussen beleuchteter Perle das Aussehen des von diesem Spiegel zurückgeworfenen Bildes beobachtet, oder dass man Mikrophotographien dieses Bildes anfertigt.
Dieses Verfahren weist den Mangel auf, dass das Licht, bevor es den Spiegel erreicht, die Perle von der Aussenfläche bis zur Mitte durchdringen muss und auf diesem Wege durch die undurchsichtigen und kugelförmigen Strukturschichten und durch die ebenen Schichten des Perlmutterkernes sehr stark absorbiert wird, so dass der Einfluss des künstlichen Kernes auf das den Spiegel erreichende Licht sehr stark verringert wird, was die Beobachtung schwierig macht.
Die vorliegende Erfindung hat ein Verfahren zum Gegenstand, welches diesem Mangel abhilft und die Möglichkeit gibt, die optischen Eigenschaften des Kernes der Perle mit Hilfe von Licht zu prüfen, das nicht die kugelförmigen äusseren Schichten der Perle durchdringen musste, sondern bloss den mittleren Teil bei einer echten Perle und den Perlmutterkern bei einer Japanperle. Dieses Verfahren besteht darin, dass man mit Hilfe eines in den Kanal der Perle eingeführten Spiegels axial das gleichfalls in axialer Richtung vom anderen Ende des Kanals eintretende Licht beobachtet, wobei dieses Licht, bevor es den Beobachtungsspiegel erreicht, durch den natürlichen oder künstlichen Kern der Perle hindurchgehen muss.
Bei Ausführung dieses Verfahrens kann man von einer Vorrichtung Gebrauch machen, welche im wesentlichen aus einem Lichtkanal besteht, der beispielsweise von einer hohlen Nadel gebildet wird, deren Wand lichtundurchsichtig ist, und deren Innenfläche Licht reflektiert. Diese Nadel kann leicht bis zu beliebiger Tiefe in den Kanal der Perle eingeführt werden. Ein Panoramaspiegel oder ein ebener, unter einem geeigneten Winkel, z, B. 4. 50 gegen die Lichtkanalachse geneigter Spiegel wird am Ende des Lichtkanals angebracht und wirft das auf ihn auffallende Licht axial durch geeignete Fenster in der Wand des Lichtkanals in das Innere der Perle. Ein gleichfalls im Kanal der Perle gelegener Beobachtungsspiegel ist unter 450 gegen den Lichtkanal geneigt und wirft das Licht gegen das andere Ende des Kanals der Perle.
Diese beiden Spiegel sind voneinander durch eine undurchsichtige Schicht getrennt, so dass das so abgelenkte Licht, das nicht unmittelbar in den Kanal gelangen kann, den Kern der Perle durchsetzt. Das hiedurch entstandene diffuse Licht erreicht den Beobachtungsspiegel, indem es den Kern zum Teil schräg und zum Teil parallel zum Kanal der Perle durchsetzt, aber das undurchsichtige Hindernis zwischen den beiden Spiegeln umgeht.
Verschiebt man die im gleichen Abstand voneinander gehaltenen Spiegel entlang des
Kanals in der Perle, so muss das Licht verschiedene Schichten der Perle durchsetzen und beobachtet man im zweiten Spiegel die bei der Verschiebung der Spiegel auftretenden Änderungen der Lichtstärke, so erkennt man die Lichtdurchlässigkeit der verschiedenen Schichten und Insbesondere die Lichtdurchlässigkeit des Kernes.
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Der künstliche Kern der sogenannten Japanperlen bestellt zumeist aus Perlmutter, die von aneinanderliegenden ebenen Schichten gebildet wird, während der Kern, ebenso wie der Aussenteil der echten Perlen aus kugelförmigen Schichten gebildet wird. Das Licht pflanzt sich nun entlang der kugelförmigen Schichten und der ebenen Schichten leichter fort als in der hiezu senkrechten Richtung.
Verschiebt man also im Kanal einer echten Perle die beiden in gleicher Entfernung voneinander gehaltenen Spiegel, so erreicht das vom ersten Spiegel reflettierte Licht den zweiten Spiegel erst nachdem es mindestens einen Teil der inneren Masse der Perle, senkrecht zu der Schichtung, durchsetzt hat, und das gilt für alle asymmetrischen Stellungen der Spiegel gegenüber der Mitte der Perle, weil die dem einen Spiegel gegenüberliegenden Schichten nicht dieselben sind, wie die dem anderen Spiegel gegenüberliegenden.
Das Licht wird daher von der Substanz der Perle ziemlich stark absorbiert. Es gibt aber eine Stellung, in welcher die beiden Spiegel symmetrisch zur Mitte der Perle liegen ; in dieser Stellung liegt eine und dieselbe Schichte vor den Spiegeln und--die Lichtstärke ist grösser.
Bei einer echten Perle stellt sich somit, wenn die beiden Spiegel in die Nähe der Mitte gelangen, ein deutlich ausgeprägter Höchstweit der Lichtstärke im Vergleich zu anderen Stellungen ein.
Bei Japanperlen dagegen, deren Kern aus parallel geschichteter Perlmutter besteht, beobachtet man, wenn man sich der Mitte des Kernes nähert, keinen solchen Höchstwert der Lichtstärke, weil das Licht die parallelen Schichten senkrecht oder schräg durchsetzen muss.
Ist die Schichtung parallel zur Achse, so nimmt man gleichfalls keinen Höchstwert der Lichtstärke wahr, weil, wenn sich auch die Spiegel im Inneren des Kernes befinden. der Lichtweg derselbe bleibt.
Hält man den Abstand der Spiegel voneinander nicht gleich, sondern sch : ebt man sie symmetrisch im Kanal vor, so beobachtet man bei jeder zur Mitte symmetrischen Stellung der Spiegel ein relatives Maximum der Lichtstärke. Wird bei dieser symmetrischen Stellung einer der Spiegel festgehalten und der andere nach innen oder nach aussen verschoben, so verschwindet das-der symmetrischen Stellung entsprechende relative Maximum der Lichtstärke und die Lichtstärke nimmt in beiden Fällen ab. Diese Erscheinung kann bei einer echten Perle entlang des ganzen Kanals beobachtet werden. Bei in Kulturen gezogenen Perleu verschwindet dagegen diese Erscheinung des relativen Maximums der Lichtstärke, sobald die Spiegel die Grenze des Perlmutterkernes überschreiten, der keine kugelförmigen Schichten aufweist.
Dies gestattet, den Durchmesser des künstlichen Kernes der Japanperje ziemlich genau zu ermitteln. Die Stäbchen, Fig. 10, mit rundumlaufenden Fenster sind zu dieser Art Messung besonders geeignet. Ausserdem lässt sich bei Japanperlen häufig eine mehr oder minder plötzliche Änderung der Lichtstärke beobachten, wenn der Spiegel in den Perlmutler- kern eintritt.
Eine Abänderung der Vorrichtung besteht darin, dass man die unter 450 geneigten Spiegel parallel zu einander anordnet. In diesem Falle muss das Licht, um von einem Spiegel zum andern zu gelangen, den Kanal der Perle auf einer Kreisbahn von 180 Zentriwinkel umlaufen. Eine Drehung der Perle um ihre Achse ermöglicht dann, die echten Perlen von Japanperlen zu unterscheiden :
1. Durch Beobachtung der Lichtstärke in Abhängigkeit vom Drehungswinkel.
2. Durch Beobachtung der Zahl der Maxima der Lichtstärke, die einer vollen Umdrehung der Perle um ihre Achse entsprechen.
Bei einer echten Perle geht das ausgesendete Licht während der Drehung der Perle stets in dieselben Schichten und gelangt in den zweiten Spiegel stets aus derselben Gruppe von Schichten und die Lichtstärke ändert sich nicht bei der Drehung. Beim Perlmntterkern
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des Kanals der Perle zwei Maxima und zwei Minima bei jeder vollen Umdrehung wahr, denn zweimal verbindet bei jeder Umdrehung eine und dieselbe Gruppe von Schichten die beiden Spiegel und gibt jedesmal ein Maximum der Lichtstärke.
Die Zeichnungen veranschaulichen beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung.
Fig. 1 zeigt im schematischen Schnitt eine Ausführungsform der Vorrichtung gemäss der Erfindung ; Fig. 2 ist eine ähnliche Ansicht, bei welcher sich'die beiden Spiegel ausserhalb der Mitte der Perle befinden ; Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung mit zwei symmetrisch gegen die Mitte der Perle verschiebbaren Spiegeln ; Fig. 4 verauschaulicht dieselbe Ausführungsform in dem Fall, wo eine Japanperle auf die Nadel aufgeschoben ist ; Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform mit parallelen Spiegeln ; Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die Spiegel fast zusammenfallen ; Fig. 7 zeigt in schematischer Draufsicht eine Einrichtung zur Erleichterung der Ausführung des Verfahrens ; Fig. 8 ist eine Seitenansicht dieser Vorrichtung ;
Fig. 9 zeigt
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Fig. 11 zeigt die Einrichtung zum Einführen der Stäbehen: Fig. 12 und 13 veranschaulichen weitere Ausführungsformen.
Nach Fig. 1 wird eine hohle, sehr dünnwandige Nadel a, beispielsweise aus Stahl oder Nickel in die Perle eingeschoben. Im Inneren der Nadel sind zwei Spirgel b1, b2 eingesetzt, die durch einen undurchsichtigen Körper c voneinander getrennt sind, und vor diesen Spiegeln
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schnitten sind.
In Fig. 2 liegen die Spiegel ausserhalb der Mitte der Perle. Das aus dem Fensteraustretende Licht fo ! gt in der Hanptsache der dick punktierten Linie und dann durchsetzt es senkrecht eine Anzahl von Schichten, bevor es die gleichfalls als dick punktierle Linie angedeutete Schicht erreicht, die dem Fenster d2 zugeordnet ist. Das Licht ist daher in höherem Masse geschwächt als in Fig. 1.
Fig. 3 zeigt dieselbe Anordnung für den Fall, wo die beiden Spiegel bi, b- ! sich gegeneinander symmetrisch zur Mitte verschieben. Die Spiegel werden in diesem Fall von zwei Stäbchen getragen. Diese in Fig. 9 dargestellten Stäbchen bestehen aus durchsichtigem Material,
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zweckmässig auf elektrolytischem Weg verstärkt ist. Die ebene Endfläche jedes Stäbchens, das sind die Aussenenden der Stäbchen sind nicht versilbert und die Innenenden , sind abgeschrägt, so dass sie Spiegel bilden, welche das Licht durch die L öcher oder Fenster (/' und d' ! reflektieren oder aufnehmen.
Wenn man bei einer echten Perle die beiden Stäbchen einander symmetrisch nähert, nimmt man in der Mitte der Perle ein Maximum der Lichtstärke wahr und ausserdem ein relatives Maximum der Lichtstärke bei jeder gegenüber der Mitte der Perle symmetrischen Lage der Spiegel.
Bei einer Japanperle dagegen verschwinden diese relativen Maxima der Lichtstärke, sobald die Spiegel in den Perlmutterkern eintreten. Ausserdem muss bei konstantem Spiegelabstand, wie in Fig. 4 gezeigt, sofern die Spiegel , b2 nicht aus dem ebensellichtigen
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Anzahl von Perlmutterschichten senkrecht oder schräg zu denselben durchdringen. Es wird daher die Liehtstärke im Kern selbst praktisch konstant bleiben, statt ein Maximum aufzuweisen.
Bei der Anordnung nach Fig. 5 sind , zwei parallele Spiegel. Das durch den
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Perle um ihre Achse, so ändert sich die Richtung der Perlmutterschichten gegenüber der Lichtrichtung und das vom Spiegel bs zum Spiegel b2 gelangende Licht wird um so schwächer, je mehr sich diese Schichten der auf den Spiegeln senkrechten Richtung nähern. Es wird daher bei einer Japanperle jede volle Umdrehung derselben um ihre Achse im allgemeinen ein Maximum und ein Minimum der Lichtstärke erkennen lassen.
In Fig. 6 sind die Spiegel bl, ! J2 dicht aneinander gelegt und die beiden sehr kleinen Fenster *, d2, liegen in einer zum Kanal der Perle senkrechten Ebene. Bei einer Drehung der Perle um 3600 gehen die geneigten Perlmutterschichten zweimal durch eine zur Achse des Kanals in der Perle senkrechte, die beiden Fenster d1, d2 durchsetzende Gerade. In diesem Augenblick geht dieselbe Gruppe von Schichten an den beiden Fenstern d1, d2 vorbei und das aus dem Fenster d'austretende Licht gelangt mit der geringsten Schwächung zum Fenster "2, so dass man bei einer vollen Umdrehung der Perle zwei Maxima und swei Minima der Lichtstärke beobachten kann.
Der Doppelspiegel b1, b2 wird aus zwei versilberten Glasstäbchen hergestellt, die schräg abgeschnitten und dicht aneinandergeschoben sind, wobei zwischen die aneinanderliegenden Rückseiten der Silberschichten etwas Klebstoff eingeführt ist.
Die in Fig. 7 dargestellte Einrichtung besteht aus einem, von einer um ihre Längsachse drehbaren Stange k durchsetzten Metallrahmen i. In dieser Stange sind. dieselbe diametral durchsetzende Löcher 1 vorgeschen, welche zur Aufnahme von endmuffen m von hohlen
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in die Nadel n, um, wie bereits angegeben, am andern Ende der Nadel aus der Perle auszutreten. Nach dem Austritt aus der im Rahmen i verschiebbaren Hülse g wird der Lichtstrahl durch die Linse f beobachtet. Die Hülse q endigt in einem konischen, das Ende der Nadel n aufnehmenden Teil, auf dem eine Scheibe t sitzt, welche zwei die Perle tragende Federn a aufweist.
Mittels der Scheibe kann man die Perle auf der Nadel dtehen, wenn man zur Prüfung der Perle die Drehung derselben heranziehen will.
Die Stange le kann in ihrer Achsenrichtung verschoben werden, um die Nadel n vom geeigneten, der Bohrung der Perle entsprechenden Durchmesser vor die konische Öffnung y) zn bringen.
Um die Perle in der Längsrichtung der Nadel n zu verschieben, ist ein Hebel, 2, Fig. 8 vorgesehen, der auf eine Stange 1 wirkt, welche mit zwei gegen die Perle sich lehnenden
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gewinde gegeneinander bewegt werden. Die Backen 5,5 sind auf einer Stange 16 verschiebbar. die vom Fuss 3 der Vorrichtung zu einem Ansatz 4 des Rahmens i reicht.
In Fig. 10 sind Stäbchen dargestellt, deren Abschrägungen b I, b2 durch kegelförmige Ausdrehungen 9 ersetzt sind, welche als Panoramaspiegel dienen ; die Öffnungen di, d2 sind in diesem Falle durch rundumlaufende Fenster 10 ersetzt.
Die Einrichtung nach Fig. 11 ist insbesondere für Stäbchen nach Fig. 9 und 10 bestimmt und gestattet, diese Stäbchen im Inneren der Perle zu verschieben. Zu dem Zweck ist auf einem U-förmigen Rahmen 20, von dem ein Schenkel das Stäbchen 21 trägt, durch welches das Licht einfällt, eine Hülse 22 am anderen Schenkel befestigt, in der das Stäbchen 23 verschoben werden kann, in welches das Licht aus der Perle eintritt. Ein am Rahmen 20 gelagerter Hebel 24 ermöglicht die Verschiebung des Stäbchens 23 in der Hülse 22 und daher auch im Inneren der Perle.
Zur Drehung der Perle oder zur Verschiebung derselben auf den Stäbchen kann dieselbe Einrichtung dienen, wie die in Fig. 7 und 8 dargestellte.
Die Stäbchen haben den Vorteil, dass der Durchmesser ihres durchsichtigen Teiles grösser ist als der bei der hohlen Nadel H, deren Seitenwände notwendig eine gewisse Dicke haben müssen. In jedem Falle müssen die Stäbchen oder Nadeln im Kanal oder in der Bohrung der Perle genau angepasst sein, so dass Lichtverluste entlang des Kanals vermieden werden.
Zu dem Zweck kann man leichte Pfropfen oder eine wenig durchsichtige Flüssigkeit in den Kanal einführen.
Eine Abänderung der Vorrichtung ist in Fig. 12 dargestellt. Bei Perlen mit sehr enger Bohrung führt man in diese Bohrung einen doppelkegelförmigen, in die Bohrung genau ein- gepassten Spiegel b3 ein. Dieser Spiegel kann aus einem kleinen Zylinder von 1-2 Millimeter Länge bestehen, dessen beide Enden zu Kegeln ausgebildet sind. Dieser Zylinder wird durch ein durchsichtiges Stäbchen aus Glas od. dgl. mit ebenen Endflächen in der Richtung des Kanals verstellt. Ein Maximum der Lichtstärke stellt sich in dem - Augenblick ein, wo der Spiegel b3 durch die Mitte einer ech : en Perle geht. Bei einer Japanperle tritt ein derartiges Maximum nicht ein.
Um das aus der Perle austretende Licht genauer beobachten zu können, kann man sich photometrischer Methoden bedienen und zum Vergleich eine Lichtpuelle heranziehen, deren Lichtstärke beliebig geändert werden kann.
Die Erfahrung lehrt, dass die Beobachtung des Lichtes im zweiten Spiegel leichter wird, wenn das Rohr hinter dem zweiten Spiegel entfällt, d. h. wenn der Spiegel sich am Ende des Rohres befindet. Das gleiche gilt von den Nadeln mit Panoramaspiegel. Das derart verkürzte Rohr lässt häufig zwischen sich und der Wand des Kanals der Perle etwas Licht lündureh-
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Mikroskop, durch welches man den zweiten Spiegel beobachtet, mit einer Irisblende oder sonstigen Blende aus, welche dieses unerwünschte Licht abzublenden gestattet.
In Fig. 13 zeigt 1 den erweiterten Aussenteil der Nadel oder des Stäbchens., 2, der lichtdurchlässige Teil 3 trägt den die beiden Spiegel bildenden Körper, der für gewöhnlich
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vorliegenden Erfindung mannigfach abgeändert werden.
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