任务2宝石的光学特性.doc

任务2 宝石的光学特性 宝石的光学特性是评价和鉴定宝石的重要标志，是宝石在光的作用下对光的吸收、反射、折射以及干涉和衍射所产生的综合效果。 一、颜色 宝石的颜色是光照射在宝石上，经过反射、透射、折射、漫反射以及选择性吸收等作用后，剩余的可见光的组合。颜色是评价宝石最直观的特征，影响宝石的价值。 1、颜色是怎样形成的 宝石的颜色是宝石对自然界中可见光选择性吸收后的补色。宝石的颜色取决于光源。白光由7种不同的色光混合而成，当宝石选择性吸收某些波长的色光，则反射或透射出这些色光的补色，宝石就呈现出颜色。如照射到宝石上的白光中的绿光被宝石吸收，宝石即呈现绿色的补色——红色。当光源发生变化时，人眼感知到的宝石的颜色就会发生改变，宝石基本的体色是不会发生改变，只是因为宝石对光源进行了选择性吸收后剩下的光发生了改变。另外，光波的??次反射、散射、干涉等作用也可以影响宝石的颜色。 　可见光中的七色光与波长 颜色互补关系 致色元素 宝石的颜色常由一些元素导致，被称为致色元素。致色元素常见的有：钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜这八种过渡型元素。当致色元素为宝石化学成分中的主要成分时，宝石为自色宝石。自色宝石是由化学成分中的主要部分致色，是由于宝石本身内在原因引起的颜色，其颜色很少变化。如橄榄石，致色元素铁是主要成分，属于自色宝石，其颜色呈黄绿色。当致色元素为宝石的次要成分是，宝石为他色宝石。他色宝石纯净时往往是没有颜色的，当微量的致色元素存在时导致其出现颜色。如刚玉类宝石，不含致色元素的时候是无色的，当含有微量的铬，则出现红色；含有微量的铁和钛，则出现蓝色。纯净的硬玉是白色的，铬元素导致其出现绿色，铁元素导致红色、黄色。自色宝石品种较少，颜色变化少。大多数宝石都是他色宝石，不同的致色元素会使宝石颜色发生很大的变化。 常见色素离子及有关矿物的颜色 离子颜色举例离子颜色举例Cu2+蓝蓝铜矿Ti4+ Fe2+、 蓝海蓝宝石绿孔雀石Mn4+橙红锰铝榴石Ni2+绿绿玉髓Mn2+ Mn3+玫瑰菱锰矿Co2+玫瑰钴 华红帘石蓝钴玻璃Cr3+绿翡翠、祖母绿、 变石Fe2+绿橄榄石红红宝石Fe3+黄金绿宝石V2+绿合成刚玉仿变石红赤铁矿、石榴石Ti4+红、金黄榍石、金发晶 颜色三要素 颜色的三要素分别是：色调、饱和度、亮度。 色调又称色相，是指颜色的类别，即黄、橙、红、绿色。 饱和度又称色品，是指白光的混入程度。通常用色光和白光混合的比例来定量表示，也可以用很深、深、中等、浅、很浅来粗略划分。 亮度又称强度，是指色彩的明亮程度。可以用宝石的视觉透射率描述，取决于宝石和照射光线的相互作用以及宝石的琢磨质量。亮度还可以简单地用高、中、低来表述。 颜色的观察及描述方法 通常在观察宝石的颜色的时候需要白色的光源，色光的存在会导致观察颜色的误差。颜色的观察及描述一般采用目测，根据人眼的感觉来描述宝石的颜色。宝石的颜色往往不是单一色调的，如翡翠中的绿色有偏黄，也有偏蓝的，应该把次要颜色说在前，主要颜色说在后，即：黄绿、蓝绿。为了减少视觉误差，也采用对比法，如钻石确定颜色级别的时候常采用一套标定颜色级别的比色石，把样品分别与比色石的颜色进行比较来确定颜色。评价高档彩色宝石的颜色时，可以利用分光光度计对颜色三要素进行定量分析，再比较宝石的色卡评定色级。 二、透明度 透明度是宝石透过可见光的能力。宝石的透明度取决于宝石的化学成分、内部结构、宝石的厚度，甚至包裹体、裂纹等等因素。宝石越厚越大，透明度相对低，包裹体和裂纹越多，透明度也相对减少。宝石透明度一般划分为5个级别： 透明：透过宝石，能清晰地看到物体，如水晶、冰洲石等等。 半透明：光线能透过宝石，底像模糊，如红宝石、碧玺等等。 亚透明：部分光线能透过宝石，但看不见底像，如玉髓。 次亚透明：宝石边缘能很少透过光线，如黑曜石。 不透明：光线不能透过宝石，如：绿松石、青金石等等。 折射率、双折射率 两种相接触的介质，其入射角与折射角的正弦之比为折射率（N）。光从空气入射到某种介质的折射率称为绝对折射率。对于某种宝石，折射率是一个常数，是鉴定宝石的重要依据之一。 均质体宝石只有一个折射率值，如钻石、尖晶石等等。非均质体宝石中一轴晶有两个主折射率值，如碧玺、水晶。二轴晶宝石有三个主折射率值，如橄榄石、托帕石。 非均质体宝石的最大折射率值与最小折射率值的差值就是双折射率。如：红宝石的两个主折射率值为1.762/1.770，双折射率为0.008。 光泽 光泽是宝石表面对光的反射能力，反映了宝石表面的明亮程度，取决于宝石的折射率和抛光程度。宝石的光泽分为： 金刚光泽：是钻石所特有的，非常明亮的光泽。