任务1宝石的力学特性
宝玉石的物理性质
3.1.2.2 宝玉石的光学性质 3.1.2.2.1 颜色 （1）颜色的定义 颜色是可见光波进入人眼的视觉效果。 光是一种电磁波。可见光则是从无线电波到宇宙射线整个电磁波谱中的一部分（图 2-64） 。
图 2-64 电磁波谱图 一般人眼仅能感受到 400nm~700nm 波谱范围内的光。不同波长的光人眼感受到不同的 颜色，从长波一端向短波一端的顺序依次为红色（700nm） 、橙色（620nm） 、黄色（580nm） 、 绿色（510nm） 、蓝色（470nm） 、紫色（420nm） ，两种相邻颜色之间存在一系列过渡色。 颜色与波长的上述对应关系，并非完全固定。除 572nm（黄） 、503nm（绿）和 478nm （蓝）三点外，其余颜色将随光的强度改变而稍向红色方向和蓝色方向偏移。如在光强增加 的条件下，原本 525nm 的绿色看上去微具蓝色。 人眼对可见光谱的分辨能力在 540nm 处最灵敏，约为 1nm（10-9m） ，正常视觉可分辨 出一百多种不同的颜色。 （2）宝石的颜色及其表征 宝石的颜色是宝石对可见光相互作用的结果。 当宝石对不同波长的可见光选择性吸收时， 宝石具有不同颜色， 其所呈现的颜色是剩余 光中各色光的混和色， 剩余光中所占比例最大的波段决定了宝石的主色调， 次要波段决定了 宝石的辅色调。以红宝石为例，当白光（400~700nm）入射红宝石时，大部分波段的光被吸 收，只有 680~700nm 和 480nm 左右的两个波段的光透过，680~700nm 波段透过决定了红宝 石的主色调为红色，480nm 波段透过意味着蓝绿光与红光相混合，使红宝石呈紫红色，即红 中略带蓝色调。 当宝石对可见光的所有波段的反射比一样且反射率达 80 以上时呈白色；吸收率达到 80 以上时呈黑色，介于两者之间呈灰色。这样的宝石品种有无色钻石、无色水晶、黑玛瑙等。 色度学中用色调、明度和饱和度三要素来表示颜色特征。 色调是彩色间相互区分的特性，红色、绿色、蓝色、彩色宝石的色调取决于光源的光谱 组成和宝石对光的选择性吸收， 例如金绿宝石的变色效应中其在自然光下呈绿色， 在白炽灯 或烛光下呈暗红色。 饱和度是指彩色的纯净度或鲜艳度。 彩色宝石的饱和度取决于宝石对可见光谱宽窄范围 的吸收程度。当宝石仅对窄波段的光反射或透过时，该宝石的色饱和度就高，颜色就鲜艳。 如红宝石，缅甸红宝石对可见光大部分吸收，仅允许近 700nm 处的红光透过，宝石具较高 的饱和度，呈鲜艳的红色。而泰国红宝石除红光透过外另有橙色、黄色区域的光透过，产生 棕红色，饱和度明显下降，鲜艳度也明显不如缅甸红宝石。
宝石的力学性质.
宝石的力学性质硬度：是指宝石抵抗外力（刻划、压入、研磨等）作用的能力。
常用的宝石硬度是摩氏硬度——相对刻划硬度。
Hm以10种矿物的硬度为标准，从小到大：1．滑石 2石膏 3方解石 4萤石 5磷灰石 6正长石 7石英8黄玉 9刚玉 10金刚石（指甲2.5，铜针3，小刀铁5，钢5.5，玻璃5.5）上述各等级之间只表示相对大小，等级之间的差异是不均等的。
压入硬度（维氏硬度）：测试仪器是一种带压头的显微镜装置，压头为金刚石四棱角锥，借助测量压头在宝石光滑面上压出显微压痕的大小来计算硬度，这种硬度称压入硬度，又称维氏硬度。
如金刚石6500kg/mm2，刚玉2085kg/mm2，黄玉1648kg/mm2……研磨硬度（罗氏相对研磨硬度，以石英为100）金刚石117000 刚玉833 黄玉146 石英100……硬度具有异向性，宝石加工中必须了解哪些方向容易琢磨如：金刚石八面体面硬度最大，而立方体面硬度最小，金刚石同一晶面，不同方向硬度也不同。
决定宝石硬度的因素主要是晶体结构中原子间的结合力（键力），具有共价键的硬度大（如金刚石），分子键的硬度小（如滑石）、离子键者硬度中等。
对玉石类（晶体集合体），其硬度一方面与组成玉石的矿物种类有关，另一方面还与晶粒间的粘结力有关。
解理、裂开与断口解理：晶体受外力打击，严格沿一定的结晶学方向破裂成平面的固有性质。
解理的产生：受外力沿面网间结合力弱的方向裂开成平面。
解理主要根据破裂成平面的难易程度、平滑程度划分为四级：（1）极完全解理：明显、光滑平整云母（2）完全解理：显著、平整方解石（3）中等解理：清楚、不平整金刚石、角闪石、辉石（4）不完全解理：断续可见橄榄石解理的发育程度与面网间距、质点性质、键性有关。
解理是晶体特有的性质，是各向异性的突出表现。
斜方柱解理见于斜方晶系或单斜晶系的晶体。
菱面体解理或裂开见于三方晶系的晶体。
金刚石{111}四组中等解理方解石{101}菱面体三组完全解理辉石、角闪石{110}柱面解理、二组中等、辉石近正交、角闪石斜交黄玉{001}一组完全解理解理特征可用于宝石鉴定、宝石加工中裂理（裂开）：宝石在外力作用下，有时沿双晶结合面、定向包裹体分布面或结构缺陷的面裂开成平面的性质（也是沿着一定的结晶学方向裂开，但不是其固有性质）刚玉常依 {101}三组裂开较少依{0001}一组裂开。
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。
任务1宝石的力学特性
任务1 宝石的力学特性宝石的力学特性是宝石在外力作用下表现出来的各种特性。
一、解理、裂理、断口1、解理宝石受到外力作用后，沿一定结晶学方向裂开成光滑平面的性质称为解理，其破裂面为解理面。
解理是宝石固有的性质，是由晶体结构所决定的，具有方向性。
同一个方向称为一组解理，而一个方向可以裂开成无数个面。
晶体中不同方向的键力不同，键力最弱的方向容易产生解理。
不同宝石的解理发育程度和组数不同，同种宝石具有相同的解理。
按照解理产生的难易程度分为：完全解理、中等解理、不完全解理、无解理。
完全解理的宝石如：托帕石、萤石、方解石等等；中等解理的宝石如：钻石、长石、金绿宝石等等；不完全解理的宝石如：橄榄石、磷灰石、锆石等等；无解理也称为极不完全解理的宝石如：石英、碧玺、尖晶石等等。
利用钻石的解理特性，可以将其劈开，去掉杂质部分。
严格地说，具有完全解理的宝石不宜制作成首饰，加工时要特别注意，如托帕石具有一组平行于底面的完全解理，加工时要求台面与解理面夹角50左右，以保证不会裂开。
解理在鉴定宝石过程中十分有用，例如，紫晶与紫色方柱石的性质相似，而紫晶无解理，紫色方柱石具有一组中等和一组不完全解理。
钻石的腰棱可能出现因解理而造成的“须状腰”，可帮助区别其仿制品。
翡翠中的翠性又称“苍蝇翅”，是解理面的闪光，是鉴定翡翠的依据之一。
2、裂理裂理又称为裂开，是宝石矿物在外力打击下有时可沿一定结晶方向裂开成平面的性质。
裂开面又称为裂理面。
裂理的形成与包裹体和机械双晶有关，是由外因引起的，而解理是宝石固有的属性，两者有本质的区别。
宝石裂理的发生具有偶然性，最常见的是刚玉的裂理。
3、断口断口是指宝石受到外力作用后出现的一种随机性无方向的破裂。
解理与断口是此消彼长的关系，解理越发育，断口就越不发育，反之亦然。
解理只在晶体材料中才出现，而断口在大多数宝石中都出现。
某些断口可以作为鉴定性依据，如玻璃破裂后形成弯曲的断口，称为贝壳状断口，这种断口常出现在非晶质宝石或者解理极不发育的宝石中，如石英、绿柱石等等。
宝石鉴定课程
宝石鉴定课程宝石鉴定课程宝石鉴定课程绪论一、宝石的应用价值二、宝石学研究现状三、国际宝石市场开展趋势根底篇第一章宝石及其经济评价的根据第一节什么是宝石第二节天然宝石必须具备的条件第三节天然宝石经济评价的根据第二章宝石的物理化学特性第一节晶体和晶系一、晶体和非晶体二、晶系第二节宝石的光学性质一、自然光和偏振光二、光的折射、全反射和折光率三、光的传播四、一轴晶、二轴晶五、颜色六、色散七、多色性八、光泽九、透明度十、光学效应第三节宝石的力学性质一、密度和比重二、硬度三、解理、断口和裂开四、韧性和脆性第四节宝石的发光性第五节宝石的电学性质第六节宝石的热学性质第三章宝石的成因和包裹体第一节天然宝石的成因分类第二节天然宝石成矿特点及包裹体特征一、内生宝石成矿特点及包裹体特征二、外生宝石成矿特征第三节宝石矿床的分布规律宝石鉴定方法篇第一章宝石鉴定概述第一节宝石鉴定的特点第二节宝石的鉴定步骤第三节宝石鉴定的考前须知第二章宝石鉴定仪器及其应用第一节宝石放大镜及宝石显微镜一、仪器二、用处三、操作方法及观察步骤第二节折光仪及折光率的测定一、折光仪的构造和原理二、测试前的准备三、折光仪的使用四、考前须知五、折光率的相对测量法——浸没法第三节密度的测量方法一、静水力学法二、重液法第四节偏光器一、原理及用处二、光性测定三、检查宝石的多色性第五节二色镜一、原理和构造二、观察多色性的步骤第六节分光器一、原理二、种类及使用三、考前须知四、不同色素离子的吸收光谱特征五、主要宝石的吸收光谱第七节查尔西滤色镜一、原理二、观察法及考前须知第八节荧光的测试一、穿插滤光装置二、荧光灯三、X射线机第九节热导仪及热导率的测试宝石各论篇第一章天然宝石第一节钻石一、概述二、物理化学特性三、钻石鉴定四、钻石经济评价的根据五、金刚石矿床的工业—成因类型六、世界金刚石著名产地第二节红宝石和蓝宝石一、概述二、物理化学特性三、红宝石的鉴定特征四、蓝宝石的鉴定特征五、经济评价六、矿床工业—成因类型及产地第三节绿柱石一、概述二、物理化学特性三、祖母绿的鉴定特征及成因类型四、海蓝宝石的鉴定特征及成因类型第四节金绿宝石一、概述二、物理化学特性三、猫眼石的鉴定特征四、亚历山大石(变石)的鉴定特征五、金绿宝石矿床工业—成因类型第五节电气石一、概述二、物理化学特性三、鉴定特征四、电气石与相似宝石的.区别五、经济评价根据六、矿床工业—成因类型第六节尖晶石一、概述二、物理化学特性三、鉴定特征四、经济评价的根据五、矿床工业—成因类型第七节石榴石一、概述二、品种、鉴定特征及区别三、经济评价根据及产地第八节橄榄石一、概述二、物理化学特性三、鉴定特征四、经济评价根据与矿床类型第九节锆石一、概述二、物理化学特性三、鉴定特征及区别四、经济评价根据与矿床类型第十节黄玉一、概述二、物理化学特性三、鉴定特征四、经济评价根据与矿床类型第十一节水晶一、概述二、物理化学特性三、水晶与相似宝石的鉴别四、经济评价根据与矿床类型第十二节长石一、概述二、物理化学特性三、鉴定特征四、经济评价根据与矿床类型第二章玉石第一节玉石概论一、玉和玉石二、玉在中国开展史中的地位第二节翡翠一、概述二、物理化学特性三、真假翡翠的识别四、翡翠原料的识别五、翡翠经济评价的根据六、翡翠矿床的工业—成因类型第三节软玉一、概述二、物理化学特性三、软玉的种类及识别特征四、软玉与相似玉石的区别五、软玉经济评价根据六、软玉矿床的工业—成因类型第四节绿松石一、概述二、物理化学特性三、绿松石与相似玉石的识别四、绿松石经济评价根据五、绿松石制品的保养六、绿松石矿床的工业—成因类型第五节青金石一、概述二、物理化学特性三、青金石与相似玉石的区别四、青金石质量要求五、青金石矿床的工业—成因类型第六节蛇纹石质玉石一、概述二、物理化学特性三、蛇纹石玉的种类及识别特征四、蛇纹石质玉与相似玉石的区别五、经济评价的根据六、矿床工业—成因类型第七节芙蓉石一、概述二、物理化学特性三、芙蓉石的识别特征四、矿床工业—成因类型第八节欧泊一、概述二、物理化学特性三、种类及鉴定特征四、经济评价根据五、主要矿床工业—成因类型第九节玛瑙一、概述二、物理化学特性三、玛瑙的种类及识别四、分级评价的根据五、矿床的工业—成因类型第十节玉髓一、概述二、种类及识别三、世界玉髓产地第十一节木变石和虎睛石一、概述二、物理化学特性三、木变石和虎睛石的识别四、经济评价的根据五、木变石、虎睛石矿床工业成因类型第十二节石英岩类玉石一、种类二、主要识别特征三、经济评价根据四、矿床工业—成因类型第十三节独山玉一、概述二、物理化学特性三、独山玉与相似玉石的区别四、经济评价的根据五、矿床工业—成因类型第三章罕见的宝石和玉石一、天然玻璃二、萤石三、铯榴石四、硼铍铝铯石五、硅铍石六、铝硼锆钙石七、鱼眼石八、锡石九、方柱石十、金红石十一、白钨矿十二、磷灰石十三、透视石十四、塔菲石十五、硅锌矿十六、蓝锥矿十七、赛黄晶十八、红柱石十九、柱晶石二十、堇青石二十一、硼铍石二十二、异极矿二十三、锂辉石二十四、透辉石二十五、顽火辉石—紫苏辉石二十六、绿帘石二十七、黝帘石二十八、蓝柱石二十九、斧石三十、蓝晶石三十一、硼铝镁石三十二、榍石三十三、磷叶石三十四、磷锂铝石三十五、方解石三十六、矽线石三十七、蓝线石三十八、石膏三十九、赤铁矿四十、羟硅硼钙石四十一、符山石四十二、孔雀石四十三、齿胶磷矿四十四、葡萄石四十五、菱锰矿四十六、蔷薇辉石四十七、菱锌矿四十八、方钠石四十九、滑石五十、碳铬镁矿五十一、橄沸石五十二、硅铍铝钠石五十三、磷铝石五十四、硅孔雀石第四章有机宝石第一节珍珠一、概述二、珍珠的成因及物理化学特性三、珍珠的种类和识别方法四、珍珠经济评价的根据五、珍珠的保养六、世界著名珍珠产地及特点第二节珊瑚一、概述二、珊瑚的成因及物理化学特性三、仿造珊瑚及识别四、珊瑚的保养五、经济评价根据六、世界著名珊瑚产地第三节琥珀一、概述二、琥珀的成因及物理化学特性三、琥珀的种类和识别四、琥珀的保养五、世界著名产地第四节煤玉一、概述二、物理化学特性三、世界著名产地第五节牙类及龟甲一、概述二、象牙三、河马牙四、海象牙五、仿牙制品六、龟甲第五章人造宝石及宝石人工优化第一节概述第二节人造宝石的制造方法和鉴定特征一、焰熔法二、提拉法三、冷坩埚法四、助熔剂法五、水热生长法第三节玻璃制品及鉴定特征第四节塑料制品的鉴定特征第五节组合宝石第六节宝石人工优化参考篇第一章世界宝石资第一节概述第二节世界宝石主要消费国及品种一、钻石二、祖母绿三、红宝石四、蓝宝。
宝石鉴赏_宝石的物理性质(一)-ppt
宝石中常见的致色元素及产生的颜色
致色元素
产生的颜色
Cr
红色、绿色
Fe
红色、绿色、蓝色、黄色
Mn
粉红色
Ti
蓝色
V
绿色、蓝色
Co
蓝色
Ｂ、物理因素 一些物理作用如光的干涉、衍射、散射作用也会
使宝石产生颜色。如欧泊中的五颜六色是因此其中的 二氧化硅小球对可见光的衍射作用而形成的。
4、颜色的宝石学意义 1）颜色是体现宝石的美丽的重要方面。许多宝石之 所以受到人们的青睐，是因为它具有绚丽多彩的颜色。
2）颜色是评价宝石的质量的重要因素，如在钻石、 红宝石等宝石的质量评价中，颜色是十分重要的方面。
3）颜色是鉴定宝石最直观的依据之一。
二、折射率与双折射率 1、光的折射与折射率
当光波从一种介质进入另一种介质时其传播方向和 传播速度要发生改变。这种现象称为光的折射。
根据折射定律有式中α、β分别为入射角和折射角。v1 和v2分别为光在介质1和介质2中的速度。
第三节 宝石的物理性质
内容简介
宝石的物理性质是评价和鉴定宝石的主要依据。 本节主要介绍宝石的光学性质(如宝石的颜色、折射、 色散、光泽、透明度等)、力学性质（如密度、硬度 等）、发光性和热学性能等。
宝石物理性质是对宝石进行鉴定和评价所必须了 解的基础知识。
学习内容
宝石光学性质 ：颜色、折射率与双折射率、多色性、 色散、光泽、透明度、特殊光学效应。
2、双折射与双折射率
有些物质当入射光照射时会产生两条方向不同的折射光，这种现象
称为双折射。因此，就会得到两个折射率。二者之差称为该物质的
双折射率。
有些宝石没有双折射，有些宝石有 双折射，双折射率对宝石的鉴定具 有重要意义。
宝石的力学性质.
宝石的力学性质硬度：是指宝石抵抗外力（刻划、压入、研磨等）作用的能力。
常用的宝石硬度是摩氏硬度——相对刻划硬度。
Hm以10种矿物的硬度为标准，从小到大：1．滑石 2石膏 3方解石 4萤石 5磷灰石 6正长石 7石英8黄玉 9刚玉 10金刚石（指甲2.5，铜针3，小刀铁5，钢5.5，玻璃5.5）上述各等级之间只表示相对大小，等级之间的差异是不均等的。
压入硬度（维氏硬度）：测试仪器是一种带压头的显微镜装置，压头为金刚石四棱角锥，借助测量压头在宝石光滑面上压出显微压痕的大小来计算硬度，这种硬度称压入硬度，又称维氏硬度。
如金刚石6500kg/mm2，刚玉2085kg/mm2，黄玉1648kg/mm2……研磨硬度（罗氏相对研磨硬度，以石英为100）金刚石117000 刚玉833 黄玉146 石英100……硬度具有异向性，宝石加工中必须了解哪些方向容易琢磨如：金刚石八面体面硬度最大，而立方体面硬度最小，金刚石同一晶面，不同方向硬度也不同。
决定宝石硬度的因素主要是晶体结构中原子间的结合力（键力），具有共价键的硬度大（如金刚石），分子键的硬度小（如滑石）、离子键者硬度中等。
对玉石类（晶体集合体），其硬度一方面与组成玉石的矿物种类有关，另一方面还与晶粒间的粘结力有关。
解理、裂开与断口解理：晶体受外力打击，严格沿一定的结晶学方向破裂成平面的固有性质。
解理的产生：受外力沿面网间结合力弱的方向裂开成平面。
解理主要根据破裂成平面的难易程度、平滑程度划分为四级：（1）极完全解理：明显、光滑平整云母（2）完全解理：显著、平整方解石（3）中等解理：清楚、不平整金刚石、角闪石、辉石（4）不完全解理：断续可见橄榄石解理的发育程度与面网间距、质点性质、键性有关。
解理是晶体特有的性质，是各向异性的突出表现。
斜方柱解理见于斜方晶系或单斜晶系的晶体。
菱面体解理或裂开见于三方晶系的晶体。
金刚石{111}四组中等解理方解石{101}菱面体三组完全解理辉石、角闪石{110}柱面解理、二组中等、辉石近正交、角闪石斜交黄玉{001}一组完全解理解理特征可用于宝石鉴定、宝石加工中裂理（裂开）：宝石在外力作用下，有时沿双晶结合面、定向包裹体分布面或结构缺陷的面裂开成平面的性质（也是沿着一定的结晶学方向裂开，但不是其固有性质）刚玉常依 {101}三组裂开较少依{0001}一组裂开。
宝石的力学性质
四、相对密度：（或密度g/cm3）
宝石在比它密度大的液体中上浮，比它密度小的 液体中下沉，相同密度中悬浮。
重 液 法
实验中常用的重液为：
1、三溴甲烷（稀释） SG 2.65 RI1.59 2、三溴甲烷（微黄色液体） SG 2.89 3、二碘甲烷（稀释） SG3.05
假解理（裂理）
沿平行于双晶面方向 的破裂或裂开。
这种现象在红宝石和 蓝宝石以及一些重要的宝 石原石中常见。红、蓝宝 石矿物常因聚片双晶发育， 遂产生（0001）或（1011） 裂理，也就是平行于底面 裂开。
四、相对密度：（或密度g/cm3）
相对密度：在4℃温度及标准大气压的 条件下，材料的质量与等体积水的质量 之间的比率。
4、二碘甲烷（黄色液体）
SG3.32
RI1.742
ห้องสมุดไป่ตู้
优点：能精确测定较小宝石SG。 缺点：其中一些重液属于危险品，或价格昂贵， 应在通风设备好的实验室中使用。
某些晶体由于晶体不同方向的结晶差异性，反应 在相同矿物的不同方向的单晶面上硬度不同，宝石矿 物在垂直解理面的方向上具有较高的硬度。如：金刚 石是已知最硬的天然矿物，其硬度在平行于八面体面 的方向上大于立方体面。蓝晶石在（100）晶面上，沿 晶体延长方向上，H4.5，垂直延长方向H7.5 。
一、硬度
通常也称比重，缩写为SG，为无损鉴定。 测定方法有静水称重法和重液法。
四、相对密度：（或密度g/cm3）
静 水 称 重 法
利用分析天平（单盘或双盘均可）精确度达到 1/ 千 —1/ 万，首先在空气中称宝石重量（ A ）， 然后将宝石放入水中称重（W）。 利用公式： SG=
A
A-W
宝石的力学性质
四、宝石的比重（相对密度）
•1、定义：
– 比重——相对密度，指矿物在空气中的重量与同体
积水在4℃时的重量之比。在4℃时，1cm3水的质量为1g。 – 在国际单位制和我国的法定计量单位中，比重已经
费除，改用相对密度。但由于行业习惯，在宝石界仍普 遍使用“比重”一词。
– 断口的形态特征可以作为鉴定宝石的辅助依据。 – 通过对断口的观察，可以了解玉石质地的细腻程度。 – 例如绿松石：
•质地细腻者，断口平坦或近似贝壳状； •质地粗糙者，断口参差粒状。
三、宝石的韧性和脆性
• 1、定义：
– 韧性——指宝石受外力作用（打击、碾压）时不易发
生破碎的性质。
– 脆性——指宝石受外力作用（打击、碾压）时易于发
二、宝石的解理和断口
• 解理和断口都是宝石材料在外力作用下所表现 出的破裂面性质。
• 但解理仅出现于宝石晶体中，而断口不论在晶 体、非晶体以及矿物集合体上都可以发生。
各等级解理的特征
解理分级表
• 3、解理在宝石中的作用
– 由于同种宝石晶体的解理特征（解理组数、方
向、完善程度、解理角）总是相同，所以解理是 鉴定宝石的重要特征。 – 解理对宝石的加工有很大影响，具极完全和完全 解理的宝石材料难于加工，因容易碎裂、沿解理 面方向难抛光。不过，有时可以利用解理方向来 分割宝石。 – 解理发育的宝石对宝石的耐用性有一定影响，受 力后容易破碎。
– 宝石比重的测定有静水称重法、重液法等。 – 静水称重法：用比重天平分称出宝石在空气中重量 W1和宝石在水中重量W2，然后按下式计算比重SG值：
SG = W1 / (W1-W2 )
重液法
●常见重液的比重：
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)。
宝石的特殊光学效应
白光
蓝
红
白光射入钻石时， 色散作用使钻石产生火 彩
白光经过三棱镜产生色散 现象
色散现象
钻石的色散
不同宝石的色散强弱是不同的。
色散值：
紫光(430.8nm)折射率与红光(686.7nm)折射率之差
色散率＝N430.8－N686.7
光的衍射作用
变彩效应的评价原则
1.色彩全：同时出现七种色彩者为最 佳品种。
2.彩斑大：色斑越大越好，面状好于 线状、好于点状。
3.反差强：基底和色斑的反差大。
4、月光效应
• 定义： 一种由宝石内部的包裹体或结构特征对光的散射作 用而产生的朦胧状的蔚蓝色或乳白色的晕色。这 种现象常见于月光石中，故称为月光石效应，也 称为光彩效应。
6、星彩效应
一种由宝石内部的不透明包裹体的反射作用而 产生的星点状闪光。
这种效应常见于沙金石中，故亦称为沙金石效 应。
第三节 宝石的其他物理性质
一、宝石的发光性 二、电学性质 三、热学性质
一、宝石的发光性
1、概念 宝石在外加能量的作用下发出可见光的性质， 称为宝石的发光性。
外加能量：摩擦、加热、高能射线（γ射线、X 射线、紫外线）照射等。
宝石的发光性包括荧光和磷光两种。
荧光：宝石受外界能量激发时发光，激发源撤 除后即停止发光。
磷光：宝石受外界能量激发时发光，激发源撤 除后发光仍持续一段时间。
钻石在紫外线照射 下发出蓝白色的荧 光
二、电学性质
1）导电性：绝大多数宝石的导电性都很微弱， 少数宝石如赤铁矿、天然蓝色钻石和合成金红 石具有导电性。
钠长月光石
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
宝玉石的力学性能—硬度珠宝鉴赏
宝玉石的力学性能—硬度珠宝鉴赏硬度—指宝玉石抵抗其他物质刻磨的能力。
硬度分绝对硬度和相对硬度。
绝对硬度由显微硬度计来测定，限于条件、珠宝界一般不采用绝对硬度，而采用相对硬度。
所谓相对硬度，就是把10种矿物最硬的金刚石到最软的滑石相对地分为十个级别，也就是相互刻划比较出来的相对的硬度。
这种方法是1824年由欧洲的矿物学家摩氐（MohS）提出，并为世界公认和采用，所以相对硬度也称为摩氐硬度。
这10级硬度分别由10种常见矿物来标定，从最软的第一级到最硬的第十级的标准矿物（即矿物硬度计）是滑石、石骨、方解石、萤石、磷灰石、正长石、石英、黄玉、刚玉、金刚石。
为便于记忆，可编成一个口诀，即：滑石方萤磷、长石黄，刚金。
只要记住这10个字及其顺序，就能将矿物硬度计的10种矿物及其相对硬度记住了。
以上10种标准硬度的矿物，它们之间的显微硬度（即绝对硬度）以第一级滑石为1，第二级至第十级分别比第一级的硬度所大的倍数是：24、48、200、393、684、1090、1689、2401、10000。
必须记住的常见宝石及一些常用硬度物的硬度是：除了以上10种标矿物外，还有碳化硅9.5金绿宝石8.5、尖晶石8、祖地信网母绿、海蓝宝石7.5-8、石榴石、电气石7-7.5、水晶、玛瑙6.5-7、翡翠、橄榄石6.5-7、软玉6、钢锉6-7、青金石、绿柱石、玻璃、小刀5-6、珍珠、珊瑚3.5铜针3、指甲2.5、琥珀2-2.5。
建议常带上方解石（3）、萤石（4）、磷灰石（5）、长石（6）、石英（7）、黄玉（8）刚玉（9）、以及小刀（5-6）、铜针（3）并记住脂甲（2.5），则能较方便地雕虫小技出被测样品的相对硬度了。
Grace2009-12-25 14:48 当宝玉石受过放射性处理或含有放射性元素时，都具有放射性。
绝大多数宝玉石都不含放射性元素或含量极少，同时宝玉石的体积一般都小，都在安全范围之内，对人体健康毫无影响。
对放射性的检验测仪器有盖克计数器，闪烁计数器，照片感光法等，计量单位是贝克（Bq），国家安全标准是低于70贝克。
宝石的力学性质
1、比重（相对密度）：宝石的重量与同体积水（4℃）的重量之比为宝石的比重值。
比重值是鉴定宝石(特别是玉石)的一个重要参数。
宝石的比重值受其化学组成和晶体结构的控制。
因此,每种宝石均有其固定的比重值,但由于受到类质同象、杂质包裹体的影响,实测的比重值会有一个小的变化范围。
2、硬度:抵抗压入、刻划或研磨的性能称为宝石的硬度。
在鉴定宝石中最有意义的是相对硬度。
常使用的是摩氏硬度，它由十种矿物组成，由软到硬排成十级。
其级别仅表示硬度的相对大小，而非绝对硬度，各级之间硬度的差异是不均等的。
3、韧度：指宝石抵抗撕拉破碎的能力，即抵抗分裂的能力。
韧度高表示宝石难于碎裂，韧度与硬度的关系不具有正相关的关系，韧度与宝石的结构构造有关。
例：硬度为10的钻石因八面体解理发育，其韧度低于硬度为6-6.5的软玉，而软玉的高韧度来源于其纤维交织结构。
4、解理与断口：解理：晶体在外力作用下，沿特定的结晶方向裂开成较光滑平面。
断口：宝石受外力作用发随机的无一定方向的、不规则的破裂面。
解理不仅对宝石的鉴定有意义，而且对宝石的加工有很大的影响。
1、硬度硬度——指宝石抵抗外来机械作用的能力。
硬度又分相对硬度和绝对硬度。
相对硬度利用摩氏硬度计划分，它由十种常见矿物组成。
十级硬度从小到大依次为：①滑石；②石膏；③方解石；④萤石；⑤磷灰石；⑥长石；⑦石英；⑧黄玉；⑨刚玉；⑩金刚石。
测试方法是用宝石去刻划这些矿物，刻得出痕时，宝石比该种矿物硬，如用金绿宝石可以刻得到黄玉，而刻不动刚玉，则其相对硬度约为8.5。
除了标准硬度矿物外，还常用其他简便工具测试硬度，如指甲硬度约为2.0～2.5，铜钥匙为3.0，小钢刀为5.0～5.5，玻璃为6.0。
需要注意的是不要随便用已琢磨好的宝石去刻划，以免损伤宝石。
绝对硬度是利用显微硬度计测得的数据，但在实际中并不常用。
除了等轴晶系及非晶质的宝石外，其余大部分宝石由于各向异性的性质，在不同的晶体方向上硬度不同，最明显的是蓝晶石，平行柱面上的晶面硬度为4.5，垂直柱面的方向上硬度则为6.5。
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。
宝石的物理性质
第三节 宝石的物理性质一、宝石的光学性质(一）光的本质(二）宝石的颜色(三）宝石的折射率和色散(四）宝石的光泽和透明度(五）宝石的多色性(六）宝石的特殊光学效应宝石的光学性质宝石的力学性质宝石的物理性质(一）光的本质光的本质是电磁波，在极为宽阔的电磁波谱大家族中，可见光的光波只占有很小的空间(波长范围在380nm-770nm)，包含了人眼可辩别的紫、靛、蓝、绿、橙、红七种颜色。
电磁波宇宙射线—γ射线—X射线—紫外光—可见光—红外光—短无线电波—无线电波—长无线电波。
光波是一种横波，其振动垂直于光波的传播方向。
自然光自然光即一束光线内朝同一方向传播的亿万条光波组成的，正常情况下振动方向是全方位的，即朝所有方向振动的光叫自然光；振动被局限于一个方向，被称为平面偏振光，也称偏振光。
(二）颜色颜色：从物理意义上讲，颜色意味着一定波长范围的电磁波辐射，当其刺激我们的视神经时，我们就产生了颜色的感觉。
颜色是具有一定波长的电磁波。
一定波长的可见光，会呈现一定的颜色。
体色：透射色表色：反射色宝石的颜色是宝石与不同波长的可见光相互作用的结果。
当对不同波长的可见光选择吸收时,宝石呈不同的颜色。
在可见光区400-700nm 范围内，由七色光波组成。
从长波一端向短波一端的顺序依次为：红色 700nm, 橙色 620nm, 黄色 580nm ，绿色510nm ，青色480nm ，蓝色470nm ，紫色 420nm 。
两个相邻颜色之间有一系列的过渡色。
当宝石对可见光中各单色光没有或均匀吸收时，宝石呈白色-灰色-黑色，当吸收率小于20%时，呈白色；吸收率为20%-80%时，宝石呈灰色；吸收率为80%以上时宝石呈黑色。
1.宝石的颜色红外光紫外光700nm 400nm 可见光（白光）光的选择吸收（小结）均匀吸收：无色——白——灰——黑选择吸收：彩色原色光、互补色光原色光（三原色）：红、绿、蓝三种色光称为原色光。
互补色光：两种色光混合后呈现白色则称它们为互补色光，如红和青、黄和蓝、绿和品红。
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任务1 宝石的力学特性
宝石的力学特性是宝石在外力作用下表现出来的各种特性。
一、解理、裂理、断口
1、解理
宝石受到外力作用后，沿一定结晶学方向裂开成光滑平面的性
质称为解理，其破裂面为解理面。
解理是宝石固有的性质，是由晶
体结构所决定的，具有方向性。
同一个方向称为一组解理，而一个
方向可以裂开成无数个面。
晶体中不同方向的键力不同，键力最弱
的方向容易产生解理。
不同宝石的解理发育程度和组数不同，同种
宝石具有相同的解理。
按照解理产生的难易程度分为：完全解理、中等解理、不完全
解理、无解理。
完全解理的宝石如：托帕石、萤石、方解石等等；
中等解理的宝石如：钻石、长石、金绿宝石等等；不完全解理的宝
石如：橄榄石、磷灰石、锆石等等；无解理也称为极不完全解理的宝石如：石英、碧玺、尖晶石等等。
利用钻石的解理特性，可以将其劈开，去掉杂质部分。
严格地说，具有完全解理的宝石不宜制作成首饰，加工时要特别注意，如托帕石具有一组平行于底面的完全解理，加工时要求台面与解理面夹角50左右，以保证不会裂开。
解理在鉴定宝石过程中十分有用，例如，紫晶与紫色方柱石的性质相似，而紫晶无解理，紫色方柱石具有一组中等和一组不完全解理。
钻石的腰棱可能出现因解理而造成的“须状腰”，可帮助区别其仿制品。
翡翠中的翠性又称“苍蝇翅”，是解理面的闪光，是鉴定翡翠的依据之一。
2、裂理
裂理又称为裂开，是宝石矿物在外力打击下有时可沿一定结晶方向裂开成平面的性质。
裂开面又称为裂理面。
裂理的形成与包裹体和机械双晶有关，是由外因引起的，而解理是宝石固有的属性，两者有本质的区别。
宝石裂理的发生具有偶然性，最常见的是刚玉的裂理。
3、断口
断口是指宝石受到外力作用后出现的一种随机性无方向的破裂。
解理与断口是此消彼长的关系，解理越发育，断口就越不发育，反之亦然。
解理只在晶体材料中才出现，而断口在大多数宝石中都出现。
某些断口可以作为鉴定性依据，如玻璃破裂后形成弯曲的断口，称为贝壳状断口，这种断口常出现在非晶质宝石或者解理极不发育的宝石中，如石英、绿柱石等等。
发育在纤维结构宝石上的断口常呈锯齿状、参差状，被称为锯齿状断口，如软玉。
其他的断口对宝石鉴定用处不大。
二、硬度
硬度是指宝石抵抗外界刻划、压入、研磨的能力。
衡量某种材料的硬度有两种标准：绝对硬度和相对硬度。
其中，绝对硬度是用核定重量的压痕器在材料上施压，然后测定压痕直径和深度算出的精确值。
宝石鉴定中提到的硬度都是相对硬度，是选用自然界中10种常见的能获得高纯度的矿物互相刻划，排列出硬度的高低顺序得来，即摩氏硬度计。
10种矿物按从小到大的顺序分别是：
①滑石②石膏③方解石④萤石⑤磷灰石
⑥正长石⑦石英⑧黄玉⑨刚玉⑩金刚石
摩氏硬度计中的10种矿物之间的绝对硬度差值不是均匀的，例如，滑石与刚玉之间的绝对硬度差值要远远小于刚玉与金刚石之间的绝对硬度差。
宝石的硬度取决于宝石晶体结构和成分。
晶体结构的对称性和异向性导致不同方向上的硬度有差异，这种性质称为差异硬度。
钻石的硬度在平行八面体方向上大于立方体和菱形十二面体，所以用钻石可以切割钻石。
蓝晶石平行c轴方向上的硬度为4.5，垂直c轴方向上的硬度为6.6，又称为“二硬石”。
硬度测试不宜用于宝石成品的鉴定，若使用硬度笔测试应从低硬度开始，确保在宝石上只留下一条痕迹。
三、韧性和脆性
韧性是宝石抵抗破碎的能力，而容易破碎的性质被称为脆性。
硬度大的宝石不一定韧性高，例如钻石的摩氏硬度虽然达到了10，但具有脆性，如果在佩戴的时候碰到巧力便可能裂开。
锆石硬度为7.5，与较软的物质相接触而发生“纸蚀”现象。
集合体的材质往往韧性比较强。
如玛瑙是由许多隐晶质石英聚集而成，矿物微晶交织在一起具有很强的抵抗破碎的能力。
黑色钻石是黑色微晶形式的钻石，具有高韧性，有很高的工业价值。
常见宝玉石韧性从强到弱顺序为：黑色钻石、软玉、硬玉、红宝石、蓝宝石、钻石、水晶、还蓝宝石、橄榄石、祖母绿、托帕石、月光石、金绿宝石、萤石。
四、相对密度
宝石的相对密度是指宝石在空气中的质量与同体积的水在4Cº时的质量之比。
宝石相对密度是由宝石矿物的化学成分和晶体结构所决定的，还受到形成环境的影响，因此具有一定的范围。
相对密度是鉴定宝石的重要依据之一，可以利用静水力学法和重液法测定。