Fritzens kleiner PHYSIK-Baukasten

[Fritz]

Hier entsteht ein kleines Nachschlagewerk zum Thema "Mineralogische Physik"

Es ist bewusst kein normaler Thread mit den üblichen Frage/Antwort-Systemen,
sondern ein (z.Zt. von Fritz) redaktionell betreutes Kompendium.

Bitte beachten: Vieles ist bewusst stark vereinfacht dargestellt, um es auch für Laien verständlich zu halten!

Wenn jemand Fragen und / oder Antworten dazu hat, bitte per PN an Fritz richten.
Das wird dann eingearbeitet.

[Fritz]

Mohs-Härte


Um Mineralien zu beurteilen, misst man unter Anderem die Härte.
Entweder kann man nun die Härte in physikalischen Messwerten angeben oder man vereinfacht das Verfahren,
in dem man eine relative Härte angibt.

Der deutsche Geologe und Mineraloge Friedrich (siehste, noch ein Fritz) Mohs entwickelte die nach ihm benannte
Härteskala, indem er verschiedene Minerale gegeneinander ritzte und so nach der Härte ordnen konnte.
Mit der Härte 1 bezeichnete er das weichste und mit 10 das härteste Mineral. Alle anderen ordnete er
nach zunehmender Härte dazwischen ein. Dann nahm er von den gleich harten Mineralien das bekanntere,
häufigere und definierte es als den Standard für diesen Härtegrad. So hatte jedermann ein leicht
zu beschaffendes "Messinstrument" zu Hand.

Für uns können wir uns das auch nutzbar machen: ein kleines Sortierkästchen,
nicht gerade die allerschönsten Kristalle aus der Sammlung einsortiert - und schon haben wir
unser erstes Messinstrument!




Hier kommt die Härteskala nach Friedrich Mohs:

1 - Talk
2 - Gips, Halit
3 - Calcit
4 - Fluorit
5 - Apatit
6 - Orthoklas
7 - Quarz
8 - Topas
9 - Korund
10-Diamant

Sinnvoll ist es allerdings, sich auch die Zwischenhärten zu beschaffen, z.B.
2,5 - Bleiglanz (Galenit)
3,5 - Anhydrit
5,5 - Hypersthen
7,5 - Euklas

[Fritz]

Dichte


Unter der Dichte (auch spezifisches Gewicht genannt) versteht man das Volumengewicht, bezogen auf Wasser.
Es ist also eine relative Größe, da die Dichte (Moleküldichte) des Wassers abhängig ist von der Temperatur und dem Luftdruck.
Diese Schwankungen können wir für unsere Belange aber vernachlässigen.

Man kann sich eine einfache Messanordnung selbst bauen: Man braucht
- einen Messzylinder (der Apotheker hat so was)
- eine möglichst genaue Waage

Die Messung ist recht simpel. Zuerst wird der Probekörper (in unserem Falle vielleicht ein Trommelstein) gewogen.
Anschließend im halb mit Wasser gefüllten Messzylinder versenkt. Nun wird an der Skala des Messzylinders
abgelesen, welches Volumen der Trommelstein hat (man zieht den ursprünglichen Wasserstand
vom Wasserstand mit Stein ab).
Die Maßeinheit für die Dichte lautet: Gramm pro Kubikzentimeter - d.h. wenn ein 36,5 Gramm
schwerer Stein 10 ml Wasser verdrängt, hat er eine Dichte von 3,65 (ist also 3,65 mal so schwer wie Wasser).
Einfach gesagt: man teilt das Gewicht durch das Volumen (und rundet sinnvoll auf oder ab).

Das Funktionsprinzip hat als erster der olle Archimedes entdeckt. Sein König wollte von ihm wissen,
ob die neue Krone tatsächlich aus purem Gold war. Da er die Krone nicht beschädigen durfte, tauchte
Archimedes zuerst die Krone und dann einen Goldbarren mit dem gleichen Gewicht ins Wasser.
Da der Goldbarren viel weniger Wasser verdrängte als die Krone, gelang ihm auf diese Weide der Nachweis,
dass die Krone aus einer leichteren Legierung gefertigt worden war.
Über das Schicksal des Goldschmiedes ist nichts weiter überliefert. Ein angenehmes Leben
ist ihm aber sicher nicht beschieden gewesen...

[Fritz]

Strichfarbe

Die Strichfarbe ist eine weitere gute Möglichkeit sehr ähnliche Steine zu bestimmen.

Dazu braucht man ein unglasiertes Stück weißes Porzellan, ein sogenanntes "Strichtäfelchen".
Hierauf ratscht man mit einem Stück des zu prüfenden Material herum und beurteilt die Farbe des entstandenen
Striches. Das funktioniert natürlich nur bei Mineralien, die nicht härter sind als Porzellan. Sonst wird das
Porzellan geritzt und durch das entstandene Porzellanmehl wird ein weißer Strich vorgetäuscht!
Bei solchen Mineralien wird etwas abgeschabt und das Pulver mit dem Finger auf dem Täfelchen verrieben.

Wenn man verschiedenste Mineralien auf diese Weise prüft, wird man erstaunt feststellen, dass die
Strichfarbe oft ganz anders ist als der Brocken. Zum Beispiel haben der schöne rote Rhodochrosit,
der blaue Disthen, der grüne Amazonit und alle Granate eines gemeinsam: die weiße Strichfarbe!
Lapislazuli macht aber einen blauen, Malachit einen grünen Strich. Hämatit erscheint im Strich
erstaunlicherweise rotbraun!

Ein empfehlenswertes Bestimmungsbuch für Mineralien ist der GU Naturführer "Mineralien"
von Rupert Hochleitner. Hier sind die Mineralien nach Strichfarbe und aufsteigender Härte geordnet.

Strichtafeln gibt es im Internet und ein gut sortierter Steineladen ist sicher auch gerne bei der Beschaffung behilflich...

Gerade habe ich gesehen, es gibt die Porzellantäfelchen auch in schwarz!