宝石的变色效应及其应用

宝石学课程报告

班级：141103

姓名：邓雨晴

学号：20101001758

宝石的变色效应及其应用

目录：

1、变色效应简介

2. 宝玉石的变色效应

3. 影响变色效应的因素

4. 变色效应的应用

5. 总结

宝石的变色效应及其应用

1、变色效应简介：

任何物体的颜色都是在自然光照射下，物体吸收自然光的某些波段的光波而产生的互补色。由于照射光波源的不同，一些物质对光波吸收的强弱不同，会导致物质在不同光源的照射下呈现出不同的颜色，或者是色调有所改变，这就是物质的变色效应。（《中国宝玉石》2009.6《翡翠的变色效应》胡楚雁）

2、宝玉石的变色效应：

许多宝玉石都具有一定的变色效应。无论是宝石还是玉石的颜色，都是有其中所含的致色元素对自然光线选择性吸收的结果。宝石的变色效应中最典型的即是金绿宝石变石，其在日光和灯光下观察时会出现两种截然不同的颜色，日光下呈现绿色，灯光下呈现红色。其形成原因是变石成分中含有微量元素铬，它在变石中需要的能量正好处于红色和绿色之中，因此宝石的颜色取决于所观察的光源，在绿光充足的绿光下呈现绿色，在红光充足的灯光下呈现红色。此外，蓝宝石，镁铝榴石，萤石，尖晶石，翡翠等也均可呈现变色效应。

3、变色效应的影响因素：

影响变色效应的因素有采用的光源，材料对光的吸收作用，人视觉系统对颜色的感应等。宝石中含有的铬和钒两种元素是造成宝玉石变色效应的主要原因，如合成变色蓝宝石（蓝绿色—红色）有明显V的吸收线，在694nm处有Cr的吸收峰，合成变石（绿色—红色）具典型铬谱，变色石榴石（蓝绿色—红色）富含Mn，Fe，V及痕量的Cr，而铬和钒造成了红、绿区相对较均衡的吸收。日光所含蓝绿光能量较高，而白炽灯光所含红橙光能量较高，由此造成那些对红、绿光的吸收达到平衡的宝石吸收天平的倾斜。（《宝石和宝石学杂志》2003年5卷4期《铬和钒在宝石变色效应中的作用》李立平，业冬）

人眼视网膜中存在三种不同类型的锥体细胞，分别含有亲蓝，亲绿，亲红三种视色素，一般认为颜色视觉分为三个阶段：第一阶段是视网膜内三种锥体细胞分别感应可见光，并发出明暗信息；第二阶段是视神经细胞向视觉中枢传输颜色视觉及明暗信号，最后形成三对对立性的神经反应：红—绿，黄—蓝，白—黑；第三阶段是大脑做出反应，产生一种心理现象，即人眼感知到不同的颜色。在日光下，亲蓝视色素的兴奋度最高，在白炽灯光下，亲红视色素

的兴奋度最高，在视觉信号传导的过程中，某些细胞被激活，另一些则被抑制。大脑综合这些信息，产生了样品在不同光源下的颜色感觉。（《宝石及宝石学杂志》2006年8卷2期《河北阜平变色萤石的变色效应研究》杨芳，徐晓艳，雷燕平）

4、变色效应的应用：

（1）具观赏价值

如金绿宝石变石被称作“白天的祖母绿，夜晚的红宝石”，散发着迷人的光彩，具极高的观赏价值，并被俄国尊为国石。

变石中变色效应显著地，为珍贵上品。变石应以完美的变色效应为评价与选购的依据。多数情况下，灯光下变石呈深红色到紫红色；日光下呈淡黄绿色和蓝绿色，即白天像绿碧玺，晚上像石榴红。最佳的祖母绿色和红宝石的红色很少见到。

（2）用于鉴别宝石

由于金绿宝石变石是变色效应最为常见而典型的一种，可有此效应大致判断宝石的品种。除了变石外，自然界与变石相似的变色宝石主要有尖晶石，石榴石，蓝宝石等数种，红柱石因有强烈的多色性而与变石相似。

变石与尖晶石及石榴石的区别是后两者无偏光性及多色性，而变石除在不同灯光下有颜色变化外，在同一光源下，宝石的不同方向也可呈现不同的颜色。

变石与变色蓝宝石及红柱宝石的区别是变色效果不同，且折光率也有明显不同。蓝宝石在白天呈蓝紫色而晚上呈红色，折光率最低值也大于变石的最大值。

天然变石与合成变色宝石的区分：

合成变色宝石主要有合成变石，合成蓝宝石及合成尖晶石。

合成变石与天然变石的区别是合成变石内常见弧形生长纹及熔剂包裹体，两者在红外光镨上也有明显的区别。

天然变石与合成变石蓝宝石的区别是变色效果明显不同。合成蓝宝石白天不是呈绿色而是呈蓝色，而晚上烛光下不是呈红色而是呈紫蓝色。在放大条件下，合成蓝宝石有时还可见弯曲的生长纹带。

合成尖晶石与变石的区别是合成尖晶石没有二色性，折光率也稍低于变石。鉴别关键变色效应，包裹体，折光率及红外光谱的差异。

（3）用于宝玉石的挑选与评价

挑选变石时变色效应显著者为上品，而挑选具变色效应但不明显的翡翠等玉石时，则要注意“灯下不观色”。灯下看翡翠，颜色会更为发黄，尤其是闪灰、闪蓝以及油青之类的翡翠颜色，在灯光下的视觉效果要比自然光线下的颜色效果好很多。因此，灯光下只能看翡翠的质地好坏、绺裂，看水头长短，看照映程度或其它特征，而要在自然光线下，察看和评定翡翠的绿色。（@翡翠玉石水晶大全新浪微博）

翡翠的颜色一般是不会出现较大的改变的，但是在不同的光源照射下，也是会出现一些变化。在带黄色调柔和的灯光下，翡翠颜色会显得鲜艳一些；在比较强的光源照射下，如太阳光和自然光，玉石内部的一些瑕疵会明显暴露出来，颜色也会有变淡，感觉也就没有灯光下好了。需要注意的是，在一些翡翠的种类中，变色效应会表现得比较突出，如紫罗兰翡翠，在不同的光源下会呈现不同的紫色，在黄色灯光下出现的是粉紫色，在白色灯光下则出现蓝紫色，颜色会偏蓝、偏灰。因此，在销售紫罗兰翡翠的柜台，一般都是使用带暖色调的黄色光源照明，这使

得紫罗兰格外艳丽漂亮。紫罗兰翡翠在不同的地域表现也会不同，同样的紫罗兰翡翠，在云南等地处高原地带的地区由于紫外线比较强，颜色也会显得格外鲜艳，但是拿到广东等地以后，紫色就会变淡了，这在购买时需要特别注意。又如豆种翡翠由于结晶颗粒较粗，自然光下观察，绿色分布往往也会不均匀，呈点状或团块状，白色棉絮也比较突出，颗粒感比较明

显；但在柔和的灯光下面，绿色会显得比较鲜艳和均匀，棉絮也不突出，颗粒感也不明显了。由此可见，翡翠的变色效应是翡翠饰品的颜色在不同的光源环境来观察会有一些变化。在翡翠的最佳欣赏光源——带暖色调的黄光光源下，绿色会更加诱人，紫色也格外鲜艳。因此，翡翠的销售柜台一般都会配有黄色调光源。在购买时，最好能在自然光线下观察翡翠的颜色。而另一方面，翡翠玉石最佳的欣赏光源是在柔和灯光下，因此，翡翠的佩戴也是在参加一些会议、晚宴、舞会等活动时，在室内柔和的灯光环境中，更会显露出翡翠秀美的本色来。（《中国宝玉石》2009.6《翡翠的变色效应》胡楚雁）

总结

此次作业的探讨方向为宝玉石的变色效应，通过查找各种资料对变色效应这一性质，其成因及应用等有了更为深刻的了解，尤其是了解到了除金绿宝石变石外的其他一些宝石的变色效应，还有变色效应在翡翠挑选与评价中的应用，丰富了自己在宝石光学性质方面的知识。

2012.03.10