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珠宝知识237：珠宝考研考证篇（五十四）：变色效应 宝石的变色效应是我认为的所有特殊光学效应中，最为神奇的一类，比如说变色的金绿宝石在不同的光源下会呈现两种明显不同的颜色——日光灯下呈现绿色或者蓝色，白炽灯下呈现黄色。我们将宝石在不同的光源下面会呈现出不同的颜色，这种现象我们会称之为变色效应。 那么宝石为什么会在不同的光源下面呈现不同的颜色呢？主要是由于不同的光源所组成的光谱是不同的，下图是太阳光和LED两种光源的光谱，这两种光源我们看起来都是白色的或者无色的，但是将光谱分解开来我们会发现，两种光源的内部组成却是有着很大区别的。太阳光的黄绿色光偏多一些，而LED等的光谱蓝色光会多一些。之前我们也讲到过，宝石的颜色主要是对光源中不同颜色的光选择性吸收的结果，宝石对不同颜色的光吸收程度是不同的，因此在不同的光源下面，会呈现颜色上面的差异。 由于光源的种类较多，那么在对比宝石的变色效应的时候，往往对比的是白炽灯和日光灯这两种光源。下图为日光灯、钨丝灯（白炽灯）和荧光灯的光谱对比，对于白炽灯来讲，红色光的分布更多，随着波长的增加，能量分布越少；对于日光灯，光谱的分布更加均衡，黄绿区的光的分布更多，两侧光的能量分布相对较少。 所以很多宝石在不同的光源下都会给人不同的感受，其实我们也会发现，在不同品类的珠宝店中，所使用的灯光类型也往往有很大的差异，比如说主营钻石的店铺，光源以冷光源为主；经营翡翠、琥珀的店铺，光源多以暖光源为主。下图为同一个翡翠在不同光源下的样子。但是，这并不是翡翠的变色效应。 那么宝石为什么会出现变色效应呢？以金绿宝石为例，红色光和蓝绿色光的透光率是相当的，当利用白炽灯照射的时候，由于该光源的红光能量分布较多，因此在白炽灯下呈现红色；当利用日光灯照射的时候，由于该光源的蓝绿色光分布较多，因此在日光灯下呈现蓝绿色。下图为变色金绿宝石在不同光源下的颜色对比。 具有变色效应的宝石以金绿宝石最为名贵，那么除了变色金绿宝石以外，还有很多宝石拥有变色效应，并且多数与V、Cr这两种元素密切相关。下面给大家分享几个具有变色效应的宝石。 1、变色石榴石 具有变色效应的石榴石在日光灯下呈现蓝绿色，但是在白炽灯下呈现酒红色或者带有红色色调的紫色，这类石榴石富含Mn、Fe、V以及少量的Cr，其中V为导致变色的主要原因，具有变色效应的石榴石多数为镁铝榴石以及镁铝榴石-锰铝榴石。 另外，一些翠榴石也会具有变色效应，变色变化主要包括绿色、黄绿色变为黄色、橙黄色和红橙色。下图中的左图为自然光下，呈现黄绿色，右图为白炽灯下，呈现橙黄色。 2、变色蓝宝石： 变色蓝宝石的变色效果不是特别的明显，并且颜色也不是特别鲜艳，他们在日光下往往呈现蓝色、灰蓝色，但是在白炽灯下，呈现暗红色、褐红色、紫色等。引起变色效应的原因可能与V、Cr这两个元素有关。 3、变色尖晶石： 变色尖晶石非常罕见，在日光下往往呈现蓝色，在白炽灯下，主要呈现紫色。 4、变色碧玺 引起碧玺变色的具体原因还不清楚，下图中，左图为太阳光下，右图为白炽灯下。
5、变色硬水铝石 硬水铝石本身属于稀有宝石，在市场上不是很常见。其化学成分为AlO（OH）；Fe和Cr两个元素是造成硬水铝石具有变色效应的主要原因。其中Fe导致硬水铝石产生蓝紫区380-470nm的吸收带，Cr导致黄区（560-590nm）的吸收带；最终导致橙黄区-红色光及绿色光均可透过硬水铝石，并且透射程度相近，白炽灯中红色成分偏多，形成红色，日光灯中蓝绿光成分偏多，呈绿色。
6、变色萤石 下图为变色萤石,变色效应可能与Fe、V、Y、Sr、Nb、Sm等元素有关，也有可能与胶体钙有关。
参考文献： 《河北阜平变色萤石的宝石学特征研究》、《马达加斯加图莱亚尔变色石榴石的初步研究》、《阜平变色蓝宝石的LA-ICP-MS分析及变色机理探讨》、《坦桑尼亚Umba谷电气石的变色效应》、《变色硬水铝石的光谱学特征及其变色机理》、《系统宝石学》、《宝石学教程》 好了，关于这个问题就回答到这里，希望对你有所帮助。 |
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