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珠宝知识302:彩色宝石入门篇(五):宝石的多色性简介

 宝石学读书会 2019-12-09
【横看成岭侧成峰】

横看成岭侧成峰,是我们熟悉的再熟悉不过的诗句了,这也是我们日常生活中最为常见的一种现象,对于宝石来讲也是一样。在宝石界有着这样一群宝石,从不同的方向上看,他们所呈现的颜色会存在非常明显的变化,即使肉眼也能够非常明显的观察到颜色之间的差异,例如坦桑石、堇青石、锂辉石等等。下图就是现在市场上较为流行的坦桑石在不同方向上观察到的颜色差异。

【什么是宝石的多色性】

这种在不同方向上观察到宝石颜色不同的性质被称之为多色性(不过这种说法并不严谨,文章的后面会为大家介绍严格的定义与描述),除了这些可以利用肉眼可以观察到多色性的宝石外,多数彩色宝石需要利用一种叫做“二色镜”的小型仪器才能清楚的观察到。下图就是利用“伦敦”二色镜观察到焰熔法合成蓝宝石的多色性。

【宝石的颜色成因】

宝石的颜色主要与宝石对光的选择性吸收有关系,它所呈现的颜色与那些未被吸收的光密切相关。下图就是红宝石对可见光的吸收光谱,吸收了部分红色光、橙色光、黄绿色光、蓝色光和紫色光,这种有选择的吸收部分光线,称之为选择性吸收,剩余的、没有被红宝石吸收的光就组成了红宝石的颜色,因此,它的红色应该为红色、橙色、部分黄色、部分绿色以及部分蓝色混合而成的,多数宝石所呈现的颜色也都是混合色,而不是单一波长的颜色。

【宝石的双折射】

对于一些宝石来讲,当光线入射到宝石内部时,除了一些特殊的方向以外,光线会发生分解,分解成为两束振动方向相互垂直的偏振光,由于这两束光的折射率不同,因此这种现象就叫做双折射现象。下图就是双折射的示意图,其中蓝色点代表光的振动方向垂直于屏幕所在的平面,蓝色的短线代表光的振动方向平行于屏幕所在的平面。

刚刚我们还讲到,光线只有除了一些特殊的方向外会发生双折射,这个特殊的方向就我们称之为光轴,也就是光线不会发生双折射的特殊方向。根据宝石光轴的数量,将晶体分为两大类,一轴晶(只有一个不发生双折射的方向)和二轴晶(具有两个不发生双折射的方向)宝石,两者统称为非均质体宝石。但是除此之外,还有一些宝石是不会发生双折射的,例如钻石、尖晶石、萤石等等,这类宝石称之为均质体宝石。为了很好的表示这些宝石,通常用球体代替均质体宝石、旋转椭球体代替一轴晶宝石、橄榄椭球体代替二轴晶宝石。

【多色性产生的原因】

由于颜色的产生与宝石对光的选择性吸收不同,当发生双折射时,若宝石对两束光线选择性吸收程度不同,就会造成宝石在不同方向上观察到的颜色不同。下图就是具有明显多色性的变色在绿色以及红色或紫色方向上光谱的差异。

对于很多宝石来讲,利用手持分光镜是无法区分出光谱的差异的,此时就需要利用紫外-可见光-分光光度计来进行检测。下图就是水热法合成蓝宝石的吸收光谱,其中蓝线为平行于光轴观察到的谱线,红线为垂直于光轴观察到的谱线。两者的谱线是具有一定差异的,这就是导致宝石具有多色性的原因。虽然手持分光镜无法区分光谱之间的差异,但是利用二色镜却是可以观察到颜色差异的。

【多色性对宝石的影响】

既然很多宝石都具有非常明显的多色性,而人们对颜色却有着非常明显的偏好,就“色相”来讲,更加偏爱红、蓝、绿;在此之上,会喜欢更加鲜艳、更加明亮(高饱和度、高明度)的颜色,因此在宝石切磨的过程中,会将最好的颜色留在正面(台面或弧面)上,以红宝石为例,沿着光抽方向观察到的颜色为紫红色,而垂直于光轴方向观察到的颜色多为橙红色,因此,红宝石的台面往往垂直于光轴方向,利用二色镜在台面上是无法观察到多色性的。但是对于合成宝石来讲,切割方向往往较为随意,能够明显的观察到多色性。

对于颜色多变的宝石来讲,往往需要客观的来决定,例如,当垂直于光轴方向观察到的颜色往往要浅于平行于光轴观察的颜色,因此,单纯的就颜色来讲,颜色过深的碧玺为了得到相对较浅的颜色,台面往往平行于光轴;相反,对于颜色较浅的碧玺,为了得到较为浓郁的颜色,台面往往会垂直于光轴方向。

好了,关于宝石多色性就简单介绍到这里,希望对大家有所帮助。

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