Với tượng đá nặng từ vài trăm gam đến vài ký, bạn có thể tính tỉ trọng tại nhà bằng một xô nước đặt trên cân: cân khối lượng tượng khô, đặt xô lên cân rồi trừ bì, treo tượng bằng dây cho chìm hẳn trong nước mà không chạm thành xô. Số gam cân tăng thêm chính là thể tích tượng tính bằng phân khối; lấy khối lượng chia thể tích là ra tỉ trọng. Con số ấy đủ để loại trừ bột đá, nhựa đúc và nhiều loại thuỷ tinh khỏi danh sách nghi vấn.
Phương pháp này dựa trên nguyên lý đẩy nổi quen thuộc ở môn vật lý phổ thông, chỉ khác là được chỉnh cho món đồ to, không vừa đĩa cân tiểu ly. Bài hướng dẫn từng bước, kèm bảng tỉ trọng tham khảo, hai ví dụ giả định và những món tuyệt đối không nên ngâm nước để thử.
Tỉ trọng nói lên điều gì về một món vật phẩm
Tỉ trọng là khối lượng của vật chia cho thể tích của chính nó, so với nước. Mỗi khoáng vật có một khoảng tỉ trọng khá hẹp vì nó được quyết định bởi thành phần hoá học và cách các nguyên tử xếp vào nhau. Thạch anh luôn quanh 2,65; mã não, một dạng thạch anh vi tinh, quanh 2,6; ngọc bích nephrite khoảng 2,9 đến 3,0; phỉ thuý jadeite khoảng 3,3. Vật liệu nhân tạo thì khác hẳn: nhựa đúc chỉ nặng hơn nước một chút, bột đá ép keo nằm lưng chừng giữa nhựa và đá.
Vì vậy, khi người bán nói một con tỳ hưu là thạch anh tự nhiên tạc nguyên khối, con số tỉ trọng là một phép kiểm độc lập với mắt nhìn. Nó không bị đánh lừa bởi màu nhuộm, lớp sơn bóng hay ánh đèn cửa hàng. Nếu kết quả ra 1,8 thì gần như chắc chắn không phải thạch anh nguyên khối, bất kể bề ngoài trông thế nào.
Tuy vậy, tỉ trọng chỉ trả lời được câu hỏi "có thể là gì" và "chắc chắn không phải là gì". Nhiều vật liệu có tỉ trọng chồng lên nhau, chẳng hạn thuỷ tinh thường và thạch anh đều quanh 2,5 đến 2,65. Muốn khẳng định tên đá, phòng kiểm định phải đo thêm chiết suất, phổ hấp thụ và nhiều chỉ số khác. Ở nhà, bạn dùng tỉ trọng như cái sàng thô để biết món nào cần hỏi thêm.
Chuẩn bị dụng cụ
Bạn không cần thiết bị chuyên dụng. Những thứ sau thường có sẵn trong nhà:
- Một cân điện tử có chức năng trừ bì. Cân bếp loại năm ký, chia vạch một gam là đủ cho tượng tới khoảng bốn ký. Với tượng nặng hơn, cân sức khoẻ cho kết quả thô hơn nhiều, chỉ nên dùng để định hướng.
- Một xô hoặc chậu nhựa đủ rộng để tượng chìm hẳn mà vẫn còn khoảng cách vài phân với thành và đáy. Tổng khối lượng xô có nước cộng tượng phải nằm trong giới hạn của cân.
- Sợi dây mảnh, chắc, không thấm nhiều nước như dây cước câu cá hoặc dây dù nhỏ. Dây càng mảnh thì sai số càng nhỏ.
- Một giá đỡ để treo: cán chổi gác ngang hai ghế, tay nắm cửa tủ hoặc chính tay bạn nếu giữ được thật yên.
- Khăn sạch để lau khô tượng sau khi đo, và một chiếc chổi lông mềm để quét sạch bọt khí bám vào kẽ chạm.
- Nước sạch ở nhiệt độ phòng. Nước máy là đủ; sai số do nhiệt độ hay khoáng chất trong nước nhỏ hơn nhiều so với sai số do bọt khí.
Trước khi bắt đầu, hãy chắc rằng tượng không có lỗ hở dẫn vào ruột rỗng, không có đế gỗ dính liền và không thuộc nhóm vật liệu kỵ nước nêu ở phần sau. Những điều kiện này quyết định kết quả có dùng được hay không.
Các bước đo bằng phương pháp treo dây
Cách treo dây có ưu điểm là không cần tràn nước hay đong cốc, nên sai số thấp hơn cách đo nước tràn. Trình tự như sau:
- Lau tượng khô, đặt lên cân, ghi khối lượng khô. Gọi con số này là M, tính bằng gam.
- Đổ nước vào xô khoảng hai phần ba, đặt xô lên cân rồi bấm trừ bì để cân hiện số không.
- Buộc dây quanh tượng ở chỗ chắc chắn, như cổ hay thân, tránh buộc vào sừng, râu, đuôi mảnh.
- Treo tượng từ giá đỡ, hạ từ từ cho chìm hoàn toàn trong nước. Tượng không được chạm thành hay đáy xô; dây không được chạm mép xô.
- Dùng chổi lông quét nhẹ quanh các kẽ chạm để bọt khí nổi lên hết. Đợi nước yên, đọc số trên cân. Gọi con số này là V; vì một gam nước gần bằng một phân khối, V chính là thể tích tượng tính bằng phân khối.
- Tính tỉ trọng bằng cách chia M cho V. Lặp lại thêm một lần nữa và lấy trung bình nếu hai lần chênh nhau.
- Lấy tượng ra, lau khô ngay, để ở chỗ thoáng cho khô hẳn các kẽ trước khi bày lại.
Điểm mấu chốt là ở bước bốn và năm. Nếu tượng chạm đáy xô, cân sẽ đọc cả trọng lượng tượng và con số V sai hoàn toàn. Nếu bọt khí còn bám, thể tích bị tính lớn hơn thực tế, kéo tỉ trọng xuống thấp và khiến đá thật trông như vật liệu nhẹ.
Hai ví dụ giả định để đọc con số
Ví dụ giả định thứ nhất: một con thiềm thừ màu xanh, người bán gọi là ngọc. Khối lượng khô 2.120 gam. Khi treo chìm trong xô, cân hiện 720 gam. Tỉ trọng là 2.120 chia 720, khoảng 2,94. Con số này nằm trong khoảng của nephrite và cũng gần một số loại đá khác như một vài loại serpentine đặc chắc ở cận trên. Kết luận ở nhà: phù hợp với ngọc bích nephrite, chưa đủ để khẳng định; nếu món đáng giá, có thể mang đi kiểm định. Điều chắc chắn hơn: đây không phải bột đá hay nhựa.
Ví dụ giả định thứ hai: một tượng tỳ hưu màu vàng mật ong, giới thiệu là hoàng long ngọc tạc nguyên khối. Khối lượng khô 1.450 gam, cân khi treo chìm hiện 770 gam. Tỉ trọng khoảng 1,88. Hoàng long, vốn là một dạng thạch anh vi tinh, phải quanh 2,6. Con số 1,88 thấp hơn nhiều, phù hợp với bột đá trộn keo hoặc nhựa có độn. Kết luận ở nhà: gần như chắc chắn không phải đá nguyên khối, bạn nên hỏi lại người bán trước khi bàn đến chuyện màu hay vân đẹp.
Hai ví dụ cho thấy cách tỉ trọng làm việc: nó thường mạnh nhất khi loại trừ. Khi con số khớp với lời giới thiệu, bạn có thêm một lý do để tin. Khi con số lệch xa, bạn có một lý do đủ mạnh để dừng lại, bất kể món đồ trông đẹp tới đâu.
Bảng tỉ trọng tham khảo cho vật liệu vật phẩm hay gặp
Các khoảng dưới đây là giá trị tham khảo thường dùng trong ngọc học và vật liệu học, đã làm tròn. Từng mẫu có thể lệch một chút do tạp chất, lỗ rỗng hoặc độ đặc chắc.
| Vật liệu | Tỉ trọng tham khảo | Ghi chú khi dùng ở nhà |
|---|---|---|
| Nhựa đúc không độn (resin) | Khoảng 1,1 – 1,4 | Rất nhẹ, có khi gần nổi |
| Bột đá ép keo, composite | Khoảng 1,6 – 2,2 | Tuỳ tỉ lệ bột đá và keo |
| Thuỷ tinh thường | Khoảng 2,4 – 2,6 | Chồng lên vùng thạch anh, cần thêm phép soi |
| Thạch anh các màu, mã não, hoàng long | Khoảng 2,6 – 2,7 | Khoảng khá hẹp, dễ nhận |
| Đá hoa (cẩm thạch theo nghĩa xây dựng) | Khoảng 2,7 | Mềm, kỵ axit, không ngâm giấm |
| Ngọc bích nephrite | Khoảng 2,9 – 3,0 | Cao hơn thạch anh rõ |
| Pha lê chì | Khoảng 2,9 trở lên | Nặng hơn thuỷ tinh thường, có thể nhầm với ngọc |
| Phỉ thuý jadeite | Khoảng 3,3 – 3,4 | Nặng tay hơn nephrite |
| Đồng thau, đồng đỏ | Khoảng 8,4 – 8,9 | Tượng rỗng sẽ cho số thấp hơn nhiều |
Với tượng kim loại đúc rỗng, con số đo được là tỉ trọng trung bình của cả vỏ lẫn khoảng không khí hoặc lõi độn bên trong, nên không so trực tiếp với bảng được. Phương pháp này hợp nhất với tượng đá đặc.
Món không nên ngâm và những sai số hay gặp
Không ngâm bột đá sơn màu, nhựa sơn nhũ. Nước có thể thấm qua vết nứt lớp sơn, làm phồng, bong hoặc ố từ bên trong. Nếu bạn nghi một món là bột đá, chỉ cần cân và xem chỗ khuất là đủ, không cần ngâm để xác nhận.
Không ngâm đá xốp và đá mềm. Ngọc lam, lưu ly, malachite, đá có nhiều lỗ rỗng hay đá đã tẩm keo có thể hút nước, đổi màu hoặc bị ảnh hưởng lớp xử lý. Hổ phách thì nhẹ, đo được, nhưng không nên để lâu.
Không ngâm món có đế gỗ, phần gắn keo, dây xâu. Gỗ hút nước và nở, keo có thể yếu đi, dây xâu có thể mục. Tháo đế ra nếu được, còn không thì bỏ qua phép thử này.
Tượng có lỗ dẫn vào ruột rỗng. Nước tràn vào ruột sẽ làm thể tích đọc sai. Đáy hở hay lỗ thoát khí đều thuộc trường hợp này.
Bọt khí và dây quá to. Đây là hai nguồn sai số phổ biến nhất. Bọt khí làm tỉ trọng ra thấp; dây thừng to chiếm thể tích và hút nước làm số liệu lệch. Hãy dùng dây mảnh và quét bọt kỹ.
Khi kết quả rơi vào vùng mập mờ thì làm gì tiếp
Không phải lần đo nào cũng cho câu trả lời gọn. Giả sử bạn đo một con tượng màu trắng sữa được giới thiệu là thạch anh trắng và ra 2,52. Con số này thấp hơn thạch anh một chút nhưng lại khớp với thuỷ tinh thường; cũng có thể do còn bọt khí trong kẽ chạm. Việc đầu tiên là đo lại thêm hai lần, quét bọt kỹ hơn, dùng dây mảnh hơn. Nếu ba lần đều quanh 2,5, khả năng thuỷ tinh tăng lên; nếu lần sau lên 2,64, lần đầu chỉ là sai số.
Bước tiếp theo là kết hợp với quan sát. Thuỷ tinh đúc thường có bọt khí tròn, có khi những vệt xoáy như mật ong khuấy; thạch anh tự nhiên có bao thể hình dạng bất thường, vết rạn như băng nứt. Soi đèn pin xuyên qua món đồ, dùng kính lúp mười lần nhìn những chỗ trong nhất. Nếu tỉ trọng và hình ảnh dưới kính lúp cùng chỉ về một hướng, bạn đã có một kết luận khá vững cho mục đích của người mua.
Nếu hai hướng mâu thuẫn, hoặc món đồ đắt tiền đến mức một kết luận sai gây thiệt đáng kể, đó là lúc nên gửi kiểm định. Mang theo con số bạn đã đo cũng có ích: nó giúp bạn hiểu báo cáo của phòng kiểm định và đối chiếu được với những gì đã thấy ở nhà. Một phép đo cẩn thận ở nhà không thay thế được thiết bị chuyên dụng, nhưng giúp bạn không phải gửi đi những món rõ ràng không đáng.
Câu hỏi thường gặp
Có cách nào đo mà không cần ngâm nước không?
Có thể đo kích thước rồi ước thể tích theo hình học, nhưng với tượng nhiều chi tiết thì sai số rất lớn. Cách đó chỉ dùng được cho khối hình học đơn giản như quả cầu hay khối vuông. Với quả cầu, đo đường kính rồi tính theo công thức thể tích hình cầu là đủ chính xác.
Cân bếp chia vạch một gam có đủ chính xác không?
Với tượng nặng trên vài trăm gam, sai số một gam ở mỗi lần đọc chỉ làm tỉ trọng lệch rất ít, đủ dùng để phân biệt thạch anh với bột đá hay nephrite với thạch anh. Với món nhỏ dưới năm mươi gam, nên dùng cân tiểu ly chia vạch nhỏ hơn.
Kết quả ra 2,65 thì có chắc là thạch anh không?
Chưa chắc. Một số loại thuỷ tinh và một vài loại đá khác cũng cho con số gần đó. Kết quả này chỉ nói rằng món đồ phù hợp với thạch anh. Bạn cần kết hợp với soi đèn, xem bọt khí, và nếu cần thì mang đi kiểm định để có kết luận.
Tượng đá có lớp sơn bóng thì có đo được không?
Lớp sơn bóng mỏng gần như không ảnh hưởng tới con số. Vấn đề là nước có thể thấm vào chỗ sơn nứt. Nếu lớp sơn còn nguyên, nhúng nhanh, đọc số và lau khô ngay thì thường không sao. Nếu sơn đã bong tróc, nên bỏ qua.
Đo tỉ trọng có giúp biết đá có bị nhuộm màu không?
Hầu như không. Nhuộm màu chỉ thêm một lượng chất màu rất nhỏ, không đủ làm tỉ trọng thay đổi đáng kể. Muốn biết đá có nhuộm hay không, bạn cần soi màu tụ ở khe nứt, lỗ khoan hoặc nhờ phòng kiểm định.
Tượng quá nặng, vượt giới hạn cân bếp thì làm sao?
Có thể dùng phương pháp nước tràn: đặt xô đầy tới miệng trong một chậu lớn, nhúng tượng, hứng phần nước tràn ra rồi đong. Cách này sai số lớn hơn, nhưng vẫn đủ để phân biệt đá với bột đá. Khối lượng tượng thì cân bằng cân sức khoẻ.