Trong khoáng vật học, "ngọc" (gem) thường được định nghĩa là một khoáng vật, đá hoặc vật liệu hữu cơ tự nhiên đã được chế tác, có các đặc tính như:
- Đẹp: Có màu sắc, độ trong suốt, độ bóng và hiệu ứng quang học hấp dẫn.
- Hiếm: Không phổ biến trong tự nhiên.
- Bền: Có độ cứng và khả năng chống ăn mòn tốt để sử dụng làm đồ trang sức.
Dựa trên các tiêu chí này, có nhiều loại khoáng vật và vật liệu được xem là ngọc. Dưới đây là một số loại phổ biến:
1. Các loại ngọc từ khoáng vật vô cơ:
- Nhóm Corundum:
- Hồng ngọc (Ruby): Là một dạng của khoáng vật corundum có màu đỏ, là một trong "tứ đại ngọc quý" cùng với kim cương, ngọc lục bảo và sapphire.
- Lam ngọc (Sapphire): Là một dạng khác của corundum, có nhiều màu sắc khác nhau, nhưng phổ biến nhất là màu xanh lam.
Nhóm Beryl:
- Ngọc lục bảo (Emerald): Một khoáng vật beryl có màu xanh lục đặc trưng.
- Hoàng ngọc (Topaz): Thường có màu vàng, cam, xanh dương, hồng.
- Ngọc hải lam (Aquamarine): Một loại beryl có màu xanh ngọc bích.
Nhóm Thạch anh (Quartz):
- Ngọc thạch anh tím (Amethyst): Thạch anh có màu tím.
- Ngọc thạch anh vàng (Citrine): Thạch anh có màu vàng.
- Ngọc thạch anh hồng (Rose Quartz): Thạch anh có màu hồng.
Nhóm Ngọc (Jade):
- Ngọc bích (Nephrite): Một silicat của canxi và magie, có hai màu chủ yếu là xanh và trắng.
- Ngọc cẩm thạch (Jadeite): Một silicat của natri và nhôm, có nhiều màu sắc đa dạng hơn và giá trị cao hơn. Ngọc Phỉ Thúy là loại ngọc cẩm thạch có chất lượng cao nhất, màu xanh lục trong suốt.
Các loại khác:
- Kim cương (Diamond): Là một dạng thù hình của cacbon, nổi tiếng với độ cứng cao nhất và khả năng tán sắc ánh sáng tuyệt vời.
- Ngọc hồng lựu (Garnet): Có nhiều màu sắc khác nhau, nhưng phổ biến nhất là màu đỏ.
- Đá mắt mèo (Opal): Được biết đến với hiệu ứng quang học đặc biệt, tạo ra một dải màu sắc lấp lánh khi nhìn từ các góc độ khác nhau.
- Ngọc lưu ly (Lapis Lazuli): Một loại đá biến chất có màu xanh lam đậm, thường chứa các đốm vàng lấp lánh của pyrite.
- Ngọc trai (Pearl): Được hình thành bên trong cơ thể một số loài động vật thân mềm (như trai, hàu) khi chúng bao bọc một vật thể lạ bằng các lớp xà cừ.
- Hổ phách (Amber): Là nhựa cây hóa thạch qua hàng triệu năm.
- Ngọc san hô (Coral): Là bộ xương đá vôi của các sinh vật san hô.
Tóm lại, thuật ngữ "ngọc" có thể bao gồm nhiều loại vật liệu khác nhau, nhưng chủ yếu là các khoáng vật hoặc vật liệu tự nhiên quý hiếm, đẹp và bền, được sử dụng trong ngành trang sức và mỹ nghệ.
Thang độ cứng Mohs
Trong khoa học đá quý và khoáng vật học, độ cứng của đá được đo bằng thang độ cứng Mohs. Đây là một thang đo tương đối, được sắp xếp từ 1 (mềm nhất) đến 10 (cứng nhất), dựa trên khả năng của một khoáng vật có thể làm xước một khoáng vật khác.
 |
| Độ cứng 10 khoáng vật cơ bản |
Dưới đây là thang độ cứng Mohs của một số loại đá quý phổ biến:
10. Kim cương (Diamond):
- Là khoáng vật cứng nhất được tìm thấy trong tự nhiên. Nó chỉ có thể bị làm xước bởi một viên kim cương khác.
9. Nhóm Corundum (Hồng ngọc và Lam ngọc):
- Hồng ngọc (Ruby): Độ cứng 9.
- Lam ngọc (Sapphire): Độ cứng 9.
- Cả hai đều thuộc nhóm corundum, chỉ đứng sau kim cương về độ cứng.
- Những loại đá này có độ cứng rất cao, chỉ sau nhóm corundum.
- Độ cứng của chúng ở mức 8.
7.5 - 8. Nhóm Beryl:
- Ngọc lục bảo (Emerald): Độ cứng khoảng 7.5 - 8. Mặc dù có độ cứng khá cao, ngọc lục bảo thường dễ bị nứt vỡ hơn do các vết nứt và tạp chất bên trong.
- Ngọc hải lam (Aquamarine), Morganite: Các loại beryl khác cũng có độ cứng tương tự.
7 - 7.5. Nhóm Garnet, Tourmaline, Zircon:
- Ngọc hồng lựu (Garnet): Các loại garnet có độ cứng dao động trong khoảng này.
- Đá tourmaline (Tourmaline): Độ cứng 7 - 7.5.
7. Nhóm Thạch anh (Quartz):
- Thạch anh tím (Amethyst), Thạch anh vàng (Citrine), Thạch anh hồng (Rose Quartz): Tất cả đều có độ cứng là 7. Đây là một trong những loại đá phổ biến nhất, độ cứng 7 giúp nó chống trầy xước tốt với bụi và các vật liệu thông thường.
6.5 - 7. Ngọc cẩm thạch (Jadeite), Peridot, Kunzite, Tanzanite:
- Ngọc cẩm thạch (Jadeite): Độ cứng 6.5 - 7.
- Peridot: Độ cứng 6.5 - 7.
6 - 6.5. Ngọc bích (Nephrite), Đá mặt trăng (Moonstone):
- Ngọc bích (Nephrite): Độ cứng 6 - 6.5, mặc dù mềm hơn Jadeite nhưng có độ dẻo dai cao hơn, giúp nó ít bị sứt mẻ.
5.5 - 6.5. Đá mắt mèo (Opal):
- Opal: Độ cứng 5.5 - 6.5. Do có độ cứng thấp hơn, opal dễ bị trầy xước và cần được bảo quản cẩn thận.
5 - 6. Ngọc lưu ly (Lapis Lazuli), Thạch anh xanh (Turquoise):
- Lapis Lazuli: Độ cứng 5 - 6.
- Turquoise: Độ cứng 5 - 6.
2.5 - 4. Ngọc trai (Pearl):
- Ngọc trai: Độ cứng chỉ khoảng 2.5 - 4. Đây là một loại ngọc hữu cơ, rất dễ bị trầy xước và cần được chăm sóc đặc biệt.
- Độ cứng không phải là độ bền: Độ cứng là khả năng chống trầy xước. Tuy nhiên, một viên đá có độ cứng cao vẫn có thể giòn và dễ bị vỡ hoặc sứt mẻ nếu chịu va đập mạnh (ví dụ như kim cương có độ cứng 10 nhưng có thể bị vỡ nếu va chạm vào một góc cạnh nhất định).
- Mỗi cấp độ không tuyến tính: Khoảng cách giữa các cấp độ trên thang Mohs không đồng đều. Ví dụ, kim cương (10) cứng hơn corundum (9) nhiều lần so với corundum (9) cứng hơn topaz (8).
- Tên gọi: Nhiều loại đá quý có cùng tên nhưng độ cứng có thể khác nhau tùy thuộc vào thành phần và cấu trúc (ví dụ: Ngọc bích và Ngọc cẩm thạch đều được gọi là "ngọc", nhưng có độ cứng khác nhau).
Thang đo tuyệt đối Knoop
Như đã đề cập trước đó, thang độ cứng Mohs là một thang đo tương đối chứ không phải tuyến tính. Điều này có nghĩa là sự chênh lệch về độ cứng thực tế giữa các cấp độ không đồng đều.
Để hình dung rõ hơn, có thể so sánh thang Mohs với một thang đo tuyệt đối (chẳng hạn như thang Knoop, một phương pháp đo độ cứng bằng cách ấn mũi kim cương vào bề mặt vật liệu).
Dưới đây là bảng so sánh độ cứng của một số khoáng vật theo cả hai thang đo Mohs và Knoop, cho thấy sự khác biệt về độ cứng thực tế giữa các cấp độ:
Nhận xét về sự không tuyến tính
Khi xem xét các chỉ số trên, bạn có thể thấy rằng:
- Sự chênh lệch độ cứng tuyệt đối giữa các cấp độ đầu tiên của thang Mohs là tương đối nhỏ (ví dụ, từ Thạch cao đến Canxit chỉ tăng khoảng 103 đơn vị Knoop).
- Tuy nhiên, khi lên đến các cấp độ cao hơn, sự khác biệt này tăng lên đáng kể. Cú nhảy từ Corundum (cấp 9) lên Kim cương (cấp 10) là minh chứng rõ nhất. Mặc dù chỉ cách nhau một điểm trên thang Mohs, nhưng Kim cương lại cứng hơn Corundum tới gần 4 lần (7.000 so với 1.800), cho thấy sự phi tuyến tính rõ rệt của thang đo này.
Vì lý do đó, thang Mohs được sử dụng chủ yếu để xác định khả năng chống trầy xước tương đối của một khoáng vật, chứ không phải để đo lường độ cứng tuyệt đối của nó.