宝石学基础：宝石矿物的物理性质(光学性质).
第七章 矿物的物理性质
弹性、挠性、脆性、延展性。 其中绝大多数矿物具有脆性，自然金属具强 延展性，有些矿物（如辉铜矿、方铅矿等） 具微弱延展性，表现为磨损后可出现光滑平 面或棱角，可刻划出光亮刻痕等现象。
矿物学通论
第七章 矿物的物理性质
三、矿物的其它物理性质
1.比重 ⑴比重的概念及级别 比重指纯净的矿物在空气中的重量与同体积 纯水重量之比。分为三级： 轻比重：2.5以下，如石膏； 中等比重：2.5-4，大多数矿物，如石英、 方解石、正长石等； 重比重：大于4，如重晶石、方铅矿等。
矿物学通论
第七章 矿物的物理性质
一、矿物的光学性质
2.条痕色
矿物在未上釉的瓷板上磨划留下的粉末的颜色 （矿物硬度应低于瓷板）。条痕色主要不是矿 物的表面色，而是光线透过极细的颗粒后呈现 的颜色。
矿物学通论
第七章 矿物的物理性质
一、矿物的光学性质
透明度高的矿物，条 痕色白色或很浅的颜 色。半透明矿物的微 粒对透过光表现明显 吸收，条痕呈各种彩 色。不透明矿物的微 粒也透不过可见光， 呈现黑色条痕。
二、矿物的力学性质
b. 晶体结构中质点的排列方式 结构不紧密者，硬度低，如石英（离子电位 高）比刚玉（离子电位低）的硬度小，即前 者的结构不如后者紧密；层状结构的矿物由 于层间联系力小，硬度一般较低，如滑石、 石墨、辉钼矿等；含结晶水的矿物一般硬度 较低，如石膏。
矿物学通论
第七章 矿物的物理性质
二、矿物的力学性质
矿物学通论
第七章 矿物的物理性质
三、矿物的其它物理性质
3.发光性 ⑴发光性的概念 矿物受外界能量的刺激，能发出可见光的性质 为发光性。荧光、磷光。 ⑵影响因素 晶格中的微量杂质产生的晶格缺陷成为能发射 可见光的中心。
宝石的物理性质
宝石的物理性质宝石是自然界中稀有且珍贵的矿物产物，具有多种独特的物理性质。
它们的独特性质使宝石成为了珠宝首饰与装饰品的瑰丽材料。
以下是宝石的一些重要物理性质的介绍。
首先，宝石的硬度是它们最著名的物理性质之一。
宝石通常具有较高的硬度，这意味着它们在物理上能够抵抗划痕和磨损。
著名的莫氏硬度尺度被广泛用于测量宝石的硬度。
这个尺度以1到10的等级来衡量宝石的硬度，其中10表示宝石具有最高的硬度，例如金刚石。
金刚石的硬度是所有宝石中最高的，它是地球上最坚硬的物质之一。
其次，宝石的折射率也是它们独特的物理性质之一。
折射率是指光线从一种介质进入另一种介质时的偏折程度。
宝石通常具有较高的折射率，这意味着它们能够使光线经过宝石时发生弯曲。
这种现象使得宝石在接受光照时产生了华丽的折射和反射效果，从而赋予了宝石璀璨的光彩。
许多人将这种现象称为宝石的"火彩"。
此外，宝石还具有优异的热导率。
热导率是指物体传导热量的能力。
宝石通常具有较高的热导率，这意味着它们能够有效地传导热量。
这种性质使得宝石在接触皮肤时能够迅速吸热，让人感觉凉爽。
这也是为什么许多人选择将宝石制成戒指或其他饰品的原因之一。
此外，宝石还有许多其他重要的物理性质，例如密度、电导率和荧光性。
密度是宝石质量与体积之比，宝石的密度可以用来鉴别宝石的真伪。
电导率是指宝石导电的能力，宝石通常是非导电的。
荧光性是指宝石在受到紫外光照射时能发出可见光的能力。
不同的宝石在荧光性方面表现出不同的特征。
总结起来，宝石具有许多独特的物理性质，如硬度、折射率、热导率、密度、电导率和荧光性。
这些性质使宝石成为了独一无二的材料，广泛用于珠宝首饰和装饰品制作。
通过了解和欣赏这些物理性质，人们能更好地认识和鉴赏宝石的美丽。
当人们鉴赏宝石时，除了外观的美丽和颜色的鲜艳外，宝石的物理性质也是鉴别其真伪和独特价值的重要依据。
宝石的物理性质包括硬度、折射率、热导率、密度、电导率和荧光性等。
宝石的光学性质
宝石的光学性质１）变彩效应：是由于特殊的结构（如宝石内部有微裂隙、结构空隙、双晶面、解理面以及晶体离溶的微晶片等）使光发生干涉、衍射作用而产生一种漂浮的五彩缤纷游动的色晕。
随着光源或观察的角度的变化，颜色也发生变化。
最典型的例子是欧泊欧泊的特殊结构决定了其变彩的能力和变彩特点：当二氧化硅的大小大于可见光波长时，可见光直接通过，不具有变彩效应，即普通的蛋白石。
当二氧化硅的大小小于可见光波长时，大部分的可见光被挡在欧泊外，仅发生瑞利散射，形成一种淡淡的蓝色乳光。
当二氧化硅的大小与可见光的波长相近或略大于时，会产生各种颜色的色斑。
（色斑的存在应理解为堆积小球直径的不均匀分布）（１）具有变彩效应宝石：欧泊，拉长石（由于聚片双晶的片状构造引起）合成蛋白石，塑料，玻璃，玛瑙，珠母，贝壳大理石等（２）分类单变彩：如月光石多色变彩：欧泊，拉长石（３）评价对变彩效应的宝石，应顾及其种类、石质、变彩的式样以及变彩的颜色。
最珍贵的变彩是红色，其次为紫色，橙色，黄绿色，蓝色。
颜色越鲜艳、浓、明亮，越受人喜爱。
２）月光效应：半透明乳白色弧面型的宝石表面，随着宝石的转动，在一定的角度范围，可见到白色至蓝色的似朦胧的乳光，胜似夏夜的月光，这种现象称为月光效应。
原因：是由于折射率稍有差异的正长石和钠长石呈薄的互层生长，这种互层结构对光的散射作用以及解理面对光的反射和干涉作用的综合效果使宝石表面产生漂浮状的光彩。
颜色取决于薄层的厚度：层厚：为白色层薄：为蓝色或淡蓝色。
３）砂金效应：在透明或半透明的宝石内部含有大量的定向排列的赤铁矿、针铁矿或其他金属矿物薄片，随着宝石的转动能反射出红色或金色的反光，这种性质称为沙金效应。
常见宝石：日光石和人造砂金石。
４）猫眼效应：在光线的照射下，以弧面形切磨的某些宝石，表面呈现一条明亮的光带，当转动宝石时，光带随之移动或出现光带张合现象，犹如猫眼瞳孔收缩成的一条狭缝，这种效应称为猫眼效应。
（１）产生的条件：一组密集的定向排列的包裹体或相似结构，包括：气液包体，纤维状、针状晶体，晶体生长过程中留下的管状负晶，或一些片晶，定向的解理等，他们对光的反射、折射形成。
宝石的物理性质：光学性质.
宝石的物理性质：光学性质光学性质概述宝石矿物的光学性质在宝石鉴定、评价以及设计加工中均具有极其重要的意义。
首先，宝石的颜色、光泽以及所具有的一些特殊的光学效应都是光与宝石相关作用的结果，因此，光与宝石间相互作用产生的效应是评价宝石价值高低最重要的依据；第二，对宝石（特别是成品）的鉴定，一般要求无损伤鉴定，所依据的主要是宝石的光学性质，如折射率、双折射率等，因此，光学性质对宝石鉴定至关重要；第三，为了最大限度地体现宝石的美，必须将宝石所能产生的最吸引人的效果显示出来，为此，加工中必须充分了解宝石的光学性质。
因此，光学性质对于宝石的重要性体现在评价、鉴定与加工等方面（见图1-5-1）。
图1-5-1 光与宝石的关系示意图光的本质光的本质很早就引起人们的注意。
但直到近代，人们才认识到光是一种电磁波，它既具有波动性又有粒动性。
波动性说明光是按波的形式以30万km/s的速度在真空中传播；电磁波的振动方向垂直于传播方向，即光波是横波，并可用波长、波幅来表示（见图1-5-2）。
其图1-5-2 光的波动特性示意图中波长表示电磁波的能量大小，波幅表示电磁波的强度。
整个电磁波是一个广阔的领域，它包括了波长极长的无线电波（波长1000-2000m之间），到极短的宇宙射线（波长小于10-4nm）。
电磁波从无线电波到红外线、可见光、紫外线、X-射线、r•射线，最后到宇宙射线，依次按波长顺序排列，组成一个完整的电磁波谱。
由电磁波谱可知，可见光只是整个电磁波谱中极窄的小段，其波长约为780nm-380nm。
这小段电磁波能引起人的视觉反映，即能为人眼所看见，故称可见光。
不同波长的可见光可呈现不同颜色。
当波长由大到小，相应的颜色由红（780-630nm）、橙（630-590nm）、黄（590-550nm）、绿（550-490nm）、蓝（490-440nm）、紫（440-380nm）。
普朗克和爱因斯坦经研究证明，光不但具有波动性，而且具有粒动性。
宝石学晶体光学基础
宝石学晶体光学基础宝石学是宝石的研究学科，它主要研究宝石的物理性质和化学组成。
其中，晶体光学是宝石学的一个重要分支，它研究了宝石在光的作用下的特性和现象。
晶体光学是一门研究物质在光的作用下的行为和性质的学科，它主要研究晶体的折射、偏振、吸收等光学特性。
在晶体光学中，宝石被认为是一种天然晶体，其独特的光学性质使其成为珠宝和宝石学研究的重要对象。
首先，晶体的最基本特性是折射。
折射是光线在从一个介质传播到另一个介质时发生的方向改变。
在晶体中，折射率根据晶体结构的不同而不同，因此不同的宝石具有不同的折射率。
折射率的大小决定了光线在宝石中的传播速度和路径，进而影响了宝石的光学效果和优越性。
例如，钻石的折射率很高，使得光线在钻石中发生多次内部反射，并且产生了钻石所特有的闪耀效果。
其次，晶体光学还研究了晶体的偏振性质。
偏振是指光波振动方向的约束，宝石对于不同偏振的光具有不同的响应。
例如，一些宝石只能通过特定方向上的振动光波，这种现象被称为偏振选择性。
偏振的特性有助于宝石鉴定和珠宝制作中的光学设计。
另外，晶体光学中研究的还包括宝石的吸收特性。
吸收是指宝石对特定波长的光吸收的能力。
该属性使得宝石表现出不同的颜色，例如红宝石和蓝宝石分别对红光和蓝光具有很高的吸收能力。
通过研究和分析宝石的吸收特性，可以进一步了解其组成和结构。
除了以上几点，晶体光学还涉及到宝石的散射、反射、吸收光强度分布等。
例如，光线进入宝石表面时会发生折射和反射，这些现象造成了宝石的透明性和光亮度。
通过研究这些现象，宝石学家可以了解宝石的质量和品质。
总之，晶体光学是宝石学的重要组成部分，通过研究宝石的光学特性，我们可以更好地了解宝石的组成、结构和品质。
这项研究为宝石的鉴定、加工和设计提供了基础和指导。
同时，晶体光学的研究也推动了光学技术的发展，并在许多其他领域得到了应用。
珠宝鉴定中的宝石学基础
珠宝鉴定中的宝石学基础珠宝，自古以来就以其璀璨的光芒和神秘的魅力吸引着人们的目光。
无论是作为珍贵的礼物，还是个人品味的象征，珠宝都在人们的生活中占据着重要的地位。
然而，要准确地鉴别珠宝的真伪和品质，就需要依赖宝石学这门严谨的科学。
宝石学作为一门研究宝石的学科，为珠宝鉴定提供了坚实的基础。
宝石学涵盖了多个方面的知识，包括宝石的物理性质、化学组成、晶体结构、光学特性等等。
首先，物理性质是鉴定宝石的重要依据之一。
宝石的硬度是一个关键指标，例如钻石是自然界中最硬的物质，其硬度达到了 10 级。
通过硬度测试，可以初步区分不同的宝石。
密度也是重要的物理性质，不同宝石的密度存在差异，通过测量宝石的重量和体积，计算出其密度，能够为鉴定提供有力的线索。
此外，宝石的解理、裂理和断口特征也具有重要的鉴定意义。
解理是指宝石晶体沿特定方向破裂的性质，而裂理则是沿着双晶结合面或包裹体分布方向产生的破裂。
断口则是宝石在外力作用下发生破裂的形态，常见的有贝壳状断口、锯齿状断口等。
化学组成对于宝石的鉴定同样不可或缺。
不同的宝石具有独特的化学元素组成。
例如，红宝石和蓝宝石的主要成分都是氧化铝，但由于微量杂质元素的不同，导致了它们颜色的差异。
红宝石中含有微量的铬元素，使其呈现出鲜艳的红色；而蓝宝石中的致色元素则较为多样，如铁和钛会使其呈现蓝色。
通过化学分析方法，如光谱分析，可以准确测定宝石中所含的元素种类和含量，从而为鉴定提供准确的依据。
晶体结构是宝石学中的核心内容之一。
宝石大多是晶体，具有规则的几何外形和内部结构。
了解晶体的对称性、晶系分类以及晶体的生长习性等，对于鉴定宝石的品种和产地具有重要意义。
例如，祖母绿属于六方晶系，其晶体常呈六方柱状；而石榴石则有多种晶系，不同晶系的石榴石在外观和物理性质上也有所不同。
通过显微镜观察宝石的内部结构，如包裹体的形态、分布以及晶体的生长纹等，可以获取关于宝石形成环境和产地的信息。
光学特性在珠宝鉴定中起着至关重要的作用。
宝石的光学性质
１）变彩效应：是由于特殊的结构（如宝石内部有微裂隙、结构空隙、双晶面、解理面以及晶体离溶的微晶片等）使光发生干涉、衍射作用而产生一种漂浮的五彩缤纷游动的色晕。
随着光源或观察的角度的变化，颜色也发生变化。
最典型的例子是欧泊欧泊的特殊结构决定了其变彩的能力和变彩特点：当二氧化硅的大小大于可见光波长时，可见光直接通过，不具有变彩效应，即普通的蛋白石。
当二氧化硅的大小小于可见光波长时，大部分的可见光被挡在欧泊外，仅发生瑞利散射，形成一种淡淡的蓝色乳光。
当二氧化硅的大小与可见光的波长相近或略大于时，会产生各种颜色的色斑。
（色斑的存在应理解为堆积小球直径的不均匀分布）（１）具有变彩效应宝石：欧泊，拉长石（由于聚片双晶的片状构造引起）合成蛋白石，塑料，玻璃，玛瑙，珠母，贝壳大理石等（２）分类单变彩：如月光石多色变彩：欧泊，拉长石（３）评价对变彩效应的宝石，应顾及其种类、石质、变彩的式样以及变彩的颜色。
最珍贵的变彩是红色，其次为紫色，橙色，黄绿色，蓝色。
颜色越鲜艳、浓、明亮，越受人喜爱。
２）月光效应：半透明乳白色弧面型的宝石表面，随着宝石的转动，在一定的角度范围，可见到白色至蓝色的似朦胧的乳光，胜似夏夜的月光，这种现象称为月光效应。
原因：是由于折射率稍有差异的正长石和钠长石呈薄的互层生长，这种互层结构对光的散射作用以及解理面对光的反射和干涉作用的综合效果使宝石表面产生漂浮状的光彩。
颜色取决于薄层的厚度：层厚：为白色层薄：为蓝色或淡蓝色。
３）砂金效应：在透明或半透明的宝石内部含有大量的定向排列的赤铁矿、针铁矿或其他金属矿物薄片，随着宝石的转动能反射出红色或金色的反光，这种性质称为沙金效应。
常见宝石：日光石和人造砂金石。
４）猫眼效应：在光线的照射下，以弧面形切磨的某些宝石，表面呈现一条明亮的光带，当转动宝石时，光带随之移动或出现光带张合现象，犹如猫眼瞳孔收缩成的一条狭缝，这种效应称为猫眼效应。
（１）产生的条件：一组密集的定向排列的包裹体或相似结构，包括：气液包体，纤维状、针状晶体，晶体生长过程中留下的管状负晶，或一些片晶，定向的解理等，他们对光的反射、折射形成。
珠宝玉石的物理化学特性
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（3）色心
色心是一种晶体在天然或实验条件下经放 射性辐照而形成的晶体结构缺陷。它能吸 收光而使宝石呈色。 如金刚石的绿色就是碳原子从原来的晶格 位置上被撵走后形成空位所致。由色心致 色的宝石有蓝色黄玉、黄色黄玉，紫色水 晶、烟晶等。
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（4）物理因素
宝石中存在的裂隙、包裹体、双晶纹等 缺陷与可见光发生干涉、散射、衍射等 现象，使宝石呈色。 ①干涉 ②衍射 ③散射
（1）过渡金属元素的电子跃迁
宝石中含有过渡金属元素（Cr、Ni、Co、V、Ti、Fe、 Mn、Cu）时，不论其含量多少，都是产生颜色的物质 基础，过渡金属元素的自由离子在正常情况下，沿着 固有的能量相等的5个d轨道运转，但当离子置于晶格 中受其周围配位体阴离子电子云的相互作用时，d轨道 的能级即发生分裂，能量差值处在可见光和近可见光 的能级内。当白光射入晶格时，晶格中过渡金属元素 的d电子就会被能量相同的光波激发，跃迁到能量较高 的轨道上，激发电子跃迁的光波即被吸收，而通过宝 石的剩余光波混合在一起，就是宝石的颜色。 如缅甸红宝石中含2%左右的Cr2O3，在可见光谱中 400～460nm和500～600nm两处的光被吸收，600～ 700nm红色波段和460～500nm青色波段的光通过，红 宝石呈微带紫色的玫瑰红色。 致色过渡金属离子
五、宝石的特殊光学效应（2） 宝石的特殊光学效应（
4、变彩效应 在同一宝石戒面上可以同时显示出多种光谱色的现象称变彩 效应。欧泊。 5、变色效应 在日光灯下呈绿色，在白炽灯下呈紫红色的现象，变石。 6、砂金效应
透明宝石内含有许多不透明的固态包体，如细小 云母片、黄铁矿、赤铁矿和小金属片等，观察宝 石时，包体对光反射，呈现许多星点状反光点， 宛如水中的砂金，称砂金效应，如日光石(含金属 的斜长石)。
宝石学基础(光学、物理学性质)
矿物的颜色是矿物对白光中不同波 长的光波吸收的结果。如果是对各种波 长的光波普遍而均匀地吸收，则随吸收 程度不同而呈现黑、灰、白等色。如对 各种波长的光波有选择性的吸收，则呈 现各种较鲜艳的颜色。
红宝石的红色，是白光(可见光)通 过红宝石时，红宝石将其中的蓝色和绿 色波段吸收后，透射出来的光呈现的红 色。蓝宝石对白光中红色、绿色波段吸 收后，透射出的光呈蓝色。如果宝石对 白光中各波段的光全部吸收，宝石就呈 现黑色，若全部通过，宝石则无色透明。
7 多色性 宝石晶体在透射光条件下，从不同方向观察呈现出不 同的颜色，这种现象称为多色性。对于有色宝石来讲， 一轴晶一般呈现二色性,二轴晶呈现三色性。 蓝宝石具二色性：垂直光轴方向呈现蓝色、平行光轴 方向呈现绿色。蓝色黝帘石呈现三色性：蓝色、紫色、 黄绿色。
8 光泽
光泽（luster）是宝玉石表面对可见光的反射程度， 是由其反射光的强度所决定的，与宝玉石本身的折射率 和吸收系数有关，折射率愈高、吸收系数愈大，则其光 泽愈强。光泽亦是宝玉石的鉴别特征之一。 宝玉石的光泽从总体上讲，可以分成两大类，即金 属光泽（metallic luster）和非金属光泽（nonmetallic luster）。具金属光泽者反射率很大，其表面 的反射能力极强，似一般金属的磨光面，宝玉石中具有 此光泽者不多，主要有赤铁矿、黄铁矿等。具非金属光 泽者其反射能力相对较低，为绝大多数宝玉石所具备， 根据其表现特征，又可分为以下几种：（1）金刚光泽 ； (2)半金刚光泽 ；(3)玻璃光泽 ；(4)油脂光泽 ；(5)蜡 状光泽； (6)树脂(松脂)光泽 ；(7)丝绢光泽；(8)珍珠 光泽 。
色散度=N430.8µm（蓝光）- N686.7µm（红光） 光的波长愈长，传播速度愈慢，折射率值愈小， 折射角愈大。 色散对宝石来说，是一种十分可贵的光学性质，色 散产生的色光，会增加宝石的内在美，尤其是无色 宝石会显得华贵而高雅。钻石所以受人喜爱，除它 耐久、稀少而外，尚有一个主要因素就是它具有明 显的色散。用肉眼能看到色散的宝石有钻石、锆石、 蓝锥矿、榍石、铁铝榴石、钆嫁榴石、立方氧化锆、 钛酸锶、金红石等。
宝玉石矿物的光学性质
5.1宝玉石矿物的光学性质当说明一个人的特征时，我们会从五官特征、肤色、身材、发型等外部特征和血型、DNA 等内部特征加以描述。
与此相类似，当我们描述一个宝石时，也常用一些与物理性质有关的特征或术语。
因此，了解这些特征或术语是认识和鉴别宝石的基础。
矿物的物理性质包括颜色、条痕、光泽、透明度、硬度、解理、断口、脆性和延展性、弹性和挠性、比重、磁性、电性、发光性、其它性质等。
大体可以归结为三大类，即：1、矿物的光学性质：包括矿物的颜色、条痕色、透明度、光泽等。
2、宝石矿物的力学性质：包括硬度、解理、断口、比重、脆性等。
3、宝石矿物的其他物理性质：包括磁性、电性、发光性、其它性质等。
宝玉石矿物的光学性质一、矿物的颜色颜色是眼底视神经对光波的感应而在大脑中产生的感觉。
可见光经矿物体选择性吸收后，其残余光的混合色即是该矿物的颜色。
色度学中通常使用色调、明度和饱和度这三要素来表示颜色的特征（以后会专门介绍）。
根据成色物质的不同，宝玉石矿物的颜色可分为：自色、他色、假色（注意它们的区别）1、自色：因矿物本身固有的化学组成中含有某些色素离子而呈现的颜色，称为自色。
2、他色：矿物中所含的杂质成分引起的，称为他色。
3、假色：由某些化学的和物理的原因而引起的由干涉引起的色称为晕色；由氧化薄膜引起的色为锖色；由干涉、氧化膜共同引起的色称变彩。
矿物粉末的颜色称为条痕。
通常是利用条痕板（无釉瓷板），观察矿物在其上划出痕迹的颜色。
可以消除假色，减弱他色条痕测试是破坏性测试，只能用于未加工的宝石或琢型宝石不显眼的部位。
材料表面反光的能力和特征。
它主要与材料的折射率、反光率有关，但也与材料颗粒的集合方式、表面平整程度以及抛光质量和硬度有关。
金属光泽矿物——表面反光极强，如同平滑的金属表面所呈现的光泽；半金属光泽——较金属光泽稍弱，暗淡而不刺目。
非金属光泽——是一种不具金属感的光泽。
非金属光泽金刚光泽——闪亮耀眼玻璃光泽——闪亮不耀眼，像玻璃一样其它光泽——油脂光泽、丝绢光泽、珍珠光泽、土状光泽等珍珠光泽指宝石材料透过可见光光的程度。
宝石光学基础
chrysoberyl
方柱石
2．星光效应
某些沿特定方向加工成弧面型或圆球状的宝 石在光照条件下，其表面出现的呈放射状闪 动的光带，如同夜空闪烁的星星。一般有4射、 6射，也有12射。 星光是由几组定向排列的针管状包体对光的 反射所造成。
条件： 1)至少两个方向定向排列的密集的针管 状包体； 2) 宝石材料加工成弧面型或圆珠，且弧 面型宝石的底面与包体所在的平面平行。 3）弧面型宝石或圆珠的高度与反射光焦 点平面的高度相一致。 显星光效应：红宝石、蓝宝石、铁铝榴石 、尖晶石、透辉石、芙蓉石等。
700nm
3 、可见光 : 400-700nm E : 3.26-1.59ev 波长不同的光波呈现不同的颜色 400-440nm 紫 4 440-490nm 蓝 5 490-550nm 绿 6 550-590nm 黄 4 590-630nm 橙 4 630-700nm 红 7 1nm=10-9 m
6、色散：当白光通过一透明材料的倾 斜小面时，分解成其组成波长的现象
火彩—肉眼可见的色散效应
色散值：太阳光谱中弗郎霍夫B线和G
线测得的材料折射率的差值。 B线：红光、686.7nm，钻石RI=2.407 G线：紫光、430.8nm 2.451 钻石的色散值：二者之差， 0.044
5、多色性
多色性：在某些双折射有色宝石中看到 的不同方向颜色不同的现象，它包括二 色性和三色性。 不同方向对光选择性吸收不同而产生的。 产生多色性的条件： 1、非均质体 2、 单晶体 3 、宝石是有色的 4 、宝石是透明的 5、不能沿OA方向
二色性（中级）：一轴晶宝石所显示的 多色性效应。当光线入射一轴晶宝石时， 除沿OA方向，会分解为振动方向相互垂 直的两束平面偏振光，一束为常光线， 另一束为非常光线。这两束光线呈现两 种不同的颜色。
宝石的物理性质
自然光A进入均质体后仍为自 然光，偏振光B进入均质体后仍 为偏振光，且其振动方向不改
2.均质体和非均质体
非均质体：中级晶族和低 级晶族宝石的光学性质随方向 而异称为非均质体。非均质体 的折射率值有多个。如红宝石 、橄揽石等。
3.光率体
一轴晶光率体是一个以直立轴为旋 转轴的椭球体，直立轴代表光轴方向 ，该方向的折射率值为非常光的折射 率，用Ne表示。垂直光轴的圆切面各 方向的折射率值相等，为常光的折射 率，用No表示。No小于Ne时为正光 性，No大于Ne时为负光性。双折率等 于Ne-No的绝对值。
Ne
N o
动画
Ne
No
动画
相关知识
宝石的均质性或非均质性可用宝石鉴定 仪器折光仪和偏光镜检测，用折光仪还可 检测非均质体宝石是一轴晶或二轴晶
知识应用
思考
利用网站资源学 习探讨、交流
1.常见均质体宝石有哪些？常见非均质体宝石有哪些？
2.哪些非均质体宝石的双折射率高(双折率>0.03)， 放大观察双折射率高的宝石可见什么现象？对于双折 射率高的宝石，切磨时一般怎样定向？为什么？
宝石的物理性质
复习
i
n1(光蔬质)
n2(光密质) r
当光波从一种介质传到另一 种介质时，其传播速度和方 向会发生改变,这种现象叫折 射。光在入射介质中的传播 速度与折射介质中的传播速 度之比，等于入射角正弦与 折射角正弦之比。即
υ1/ υ2=sini/sinr=n =n2/n1
当两种介质一定时，n为一 常数，称为折射介质相对入 射介质的相对折射率。
No No
Nm Nm
一轴晶
宝石物理性质
宝石物理性质
力学性子光学性子化学性子其它性子
1、力学性子
解理:沿结晶方向裂成润滑平面的性子。
断口:随机不定向不规矩决裂
硬度:抗研磨的水平
脆性:抗撞击的水平
注：硬度和脆性是说明钻石坚诚然而却怕碰撞的最好的科学证实。
密度:单元体积的质量
硬度试石：
滑石石膏方解石萤石磷灰石正长石石英黄玉刚玉金刚石
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 其它：指甲：2.5~3 铜针： 3 玻璃：5~6 刀片：5~6 钢锉：6~7
2、光学性子
颜色：是可见光进入人眼的视觉后果。
通明度：物体允答应见光经过的水平。
通明半通明不通明
光芒：宝石外表反射光的才能。
金属光芒金刚光芒玻璃光芒油脂光芒蜡状光芒珍珠光芒丝绢光芒3、特别光效
星光效应猫眼效应变彩效应日光效应月光效应
化学性子及其它性子
发光性：在外界能量的激起下收回可见光的性子。
如萤石
抗腐化性：抵御外界腐化的才能。
如：钻石不怕一般的酸碱。
导电性：宝石一般很少有导电性，有机宝石有静电效应。
导热性：钻石是自然界已知宝石中导热性最好的。
宝石学基础：宝石矿物的物理性质(光学性质).
宝石学基础：宝石矿物的物理性质（光学性质）光学性质光和宝石（自然光和偏振光）自然光经宝石（特别是各向异性宝石）反射、折射、双折射或选择性吸收等作用后，可转变成只在一个固定方向内振动的光波，这种光称为偏振光。
偏振光是在单一平面内并只在与传播方向垂直的一个方向上振动的光。
1、光的反射是指落到宝石表面的一部分光由表面折回的现象。
由光的反射而提供的一系列重要的光学效应：光泽：金刚光泽、亚金刚光泽、玻璃光泽、树脂光泽、丝绢光泽、金属光泽宝石的光泽也称反射率，可通过反射率仪来测试。
特殊光学效应：光彩、猫眼效应、星光效应、晕彩。
亮度：是指光从宝石亭部小面反射而导致冠部呈现的明亮和度，取决于宝石的透明度和琢磨比例。
2、光的折射折射：是指光穿过两个不同光密度的介质时（入射线与分界呈900除外），其传播方向发生变化的现象。
全内反射；以临界角（折射角等于900时）为基准，所有小于临界角的角度与分界面相遇的入射光，将离开光密度较大的物质而进入光疏介质中。
所有大于临界角的入射光与分界面相遇时，将发生全内反射（遵守反射定律）并留在光密度较大的物质中。
3、宝石的颜色颜色不是物质固有的特征，它只是光作用于人的眼睛而在人的头脑中产生的一种感觉。
这是颜色的本质。
颜色形成的条件：白光源、改变光的物质（致色元素）、接受残余光的人眼和解释它的人脑。
宝石颜色引起的因素：化学元素（自色元素、他色元素），铬元素致色的重要性。
（红宝石、祖母绿、变石），电荷转移（堇青石），晶体结构缺陷造成电子转移（电子色心和空穴色心，如萤石）主要致色元素（Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu），放射性元素如U、Th。
色散；如钻石干涉与衍射；如欧泊的晕彩。
月长石的光彩。
多色性：一轴晶宝石具二色性，二轴晶宝石具三色性。
4、宝石的透明度透明度就是指宝石矿物透过可见光的能力，主要与宝石矿物对光的吸收的强弱有关。
透明：宝石矿物碎片厚为0.01cm时能透光.半透明：宝石矿物碎片厚为0.01—0.001 cm之间时能透光。
I-3宝石的矿物学基础
如红宝石：Cr3+ 蓝宝石：Fe和Ti
假色：由于某种物理原因所引起的颜色，暗 铜红色的斑铜矿氧化面薄膜形成紫蓝混杂的 斑驳色彩——锖色，即是假色，欧泊的变彩 等。
光泽：
材料表面反射光的能力和特征叫光泽。矿物反光的 强弱主要取决于矿物对光的折射和吸收的程度。
D有色包裹体致色
宝石材料中含有有色包体杂质，因它们的 体色影响，使宝石呈现出相应的颜色。
例如，石英中可含蓝线石包体而呈蓝色、 日光石因含红色赤铁而呈红色等。
传统颜色分类
自色：指矿物自身所固有的颜色，是其主要 成分和结构所决定的。如橄榄石、绿松石、 蓝铜矿、孔雀石、黄铁矿、青金石等。
珍珠的主要成分是文石
4.矿物的形态
矿物的形态是指矿物的存在形式，以矿物单 体、矿物规则连生体及同种矿物集合体形式出现 的外貌特征。 单晶体：单晶、双晶，晶簇等
矿物集合体
矿物集合体：同种矿物 的多个单体聚集在一起的 整体。
二、矿物的物理性质
（一）光学性质 颜色、光泽、透明度、发光性（荧光、磷光） （二）力学性质 硬度、解理、断口、韧性、脆性等 （三）其他性质 电学、热性、磁性等
处在价带顶部的电子当受到外来能量激发，可以跃迁到导带上去。
Eg大于3.1eV（紫光），可见光全部透过，宝石呈无色透明。 Eg小于1.77eV（红光），可见光全部被吸收，宝石呈黑色或灰色。 Eg处于1.77—3.1eV之间，部分可见光被吸收，则呈现透射光的颜
色。
金刚石的呈色
金刚石的呈色，为无色透明。因为其带隙宽度为 5.5ev,大于可见光的能量，不影响呈色。
5）物理光学致色
指由于宝石内部的结构、构造、裂隙、包裹体等
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宝石学基础：宝石矿物的物理性质（光学性质）
光学性质
光和宝石（自然光和偏振光）
自然光经宝石（特别是各向异性宝石）反射、折射、双折射或选择性吸收等作用后，可转变成只在一个固定方向内振动的光波，这种光称为偏振光。
偏振光是在单一平面内并只在与传播方向垂直的一个方向上振动的光。
1、光的反射
是指落到宝石表面的一部分光由表面折回的现象。
由光的反射而提供的一系列重要的光学效应：
光泽：金刚光泽、亚金刚光泽、玻璃光泽、树脂光泽、丝绢光泽、金属光泽宝石的光泽也称反射率，可通过反射率仪来测试。
特殊光学效应：光彩、猫眼效应、星光效应、晕彩。
亮度：是指光从宝石亭部小面反射而导致冠部呈现的明亮和度，取决于宝石的透明度和琢磨比例。
2、光的折射
折射：是指光穿过两个不同光密度的介质时（入射线与分界呈900除外），其传播方向发生变化的现象。
全内反射；以临界角（折射角等于900时）为基准，所有小于临界角的角度与分界面相遇的入射光，将离开光密度较大的物质而进入光疏介质中。
所有大于临界角的入射光与分界面相遇时，将发生全内反射（遵守反射定律）并留在光密度较大的物质中。
3、宝石的颜色
颜色不是物质固有的特征，它只是光作用于人的眼睛而在人的头脑中产生的一种感觉。
这是颜色的本质。
颜色形成的条件：白光源、改变光的物质（致色元素）、接受残余光的人眼和解释它的人脑。
宝石颜色引起的因素：化学元素（自色元素、他色元素），铬元素致色的重要性。
（红宝石、祖母绿、变石），电荷转移（堇青石），晶体结构缺陷造成电子转移（电子色心和空穴色心，如萤石）主要致色元素（Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu），放射性元素如U、Th。
色散；如钻石
干涉与衍射；如欧泊的晕彩。
月长石的光彩。
多色性：一轴晶宝石具二色性，二轴晶宝石具三色性。
4、宝石的透明度
透明度就是指宝石矿物透过可见光的能力，主要与宝石矿物对光的吸收的强弱有关。
透明：宝石矿物碎片厚为0.01cm时能透光.
半透明：宝石矿物碎片厚为0.01—0.001 cm之间时能透光。
不透明：宝石矿物厚度为万分之几厘米时仍不透光。
5、宝石矿物的条痕色
是指宝石矿物粉末的颜色。
6、宝石矿物的发光性
是指在外部高能辐射线影响下发射可见光的现象。
荧光：是指宝石在高能射线辐照下发射可见光的现象。
如红宝石。
磷光：是指在外部辐射源关闭后具荧光的宝石仍能继续发光的现象。
力学性质
宝石的力学性质是指宝石在外力（包括地球引力）作用下所表现出来的物理性质。
包括比重、硬度、解理、裂开和断口。
宝石的密度和比重：
密度：以一个单位体积内所含和物质的单位数来度量。
密度=质量/体积。
宝石密度的常用单位公制克/立方厘米。
比重：在40C温度及标准大气压条件下，材料（宝石）的重量与等体积水的重量之间的比值。
SG=W/（W-W1）。
W为宝石在空气中的重量可用天平直接称得。
W1为宝石在水中的重量，W-W1为宝石等体积水的重量（根据阿基米德定律，当物体浸入液体中时，液体作用于物体的浮力等于它所排开液体的重量。
）
宝石的硬度：
硬度：是指宝石抵抗磨蚀的能力。
硬度有所差异的现象。
如蓝晶石在平行晶体延长方向一硬度为4.5，而在垂直晶体延长方向上的硬度为7.0。
又如钻石的琢磨就是利用差异硬度，采用金刚石粉末相互研磨。
宝石的解理、裂开和断口
宝石的解理、裂开和断口是宝石受外力作用后产生的不同破裂性质的各种表现形式。
解理：指矿物晶体在外力作用下，沿着某些固定方向裂开，并或多或少留下光滑平面的性质。
如金刚石的完全八面体解理，方解石的完全菱面体解理，黄玉的完全底面解理。
裂开：晶体受外力作用后，沿双晶结合面或包裹体分布面等方向裂开成光滑平面的性质。
断口：指具不完全解理性质的宝石，尤其是那些没有解理的宝石晶体、非晶质宝石和矿物集体，在外力作用下产生的无一定方向的破裂称断口。
如石英的贝壳状断口，锯齿状、参差状。
宝石的其他重要物理性质
导热性：是指宝石对于热的传导能力。
如钻石的导热性要比其他宝石高数百倍至数千倍。
根据这一性质，人们设计了一种专门鉴定钻石有仪器，即热导仪。
导电性：是矿物对电流的传导能力。
如天然蓝色钻石由于其中含微量的硼而成为电的半导体。
压电性；是指某些矿物晶体，在机械作用的压力或张力影响下，因变形效应而呈现的电荷性质。
矿物的压电性只发生在无对称中心、具有极性轴的各类晶体矿物中（石英）。
放射性和磁学性质：含有放射性元素的宝石矿物，由于所含的放射性元素能自发地从原子核内放出射线，同时释放出能量，这种现象叫放射性，这一过
程叫放射性衰变。
如锆石天然就含有放射性元素，致使它由高型锆石转变为低型锆石。
宝石矿物的磁性主要是由于矿物成分中含有铁、钴、镍、钛和钒等元素所致。
磁性的强弱取决于具体宝石所含上述元素的多少。
大多数宝石都具磁性，如较强的有磁铁矿、赤铁矿。