珠宝鉴赏第二章 宝石的物理性质
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。
宝石学1_宝玉石的性质
（2）努普(Knoop)硬度：
–属于一种压入法测试的显微硬度。压入头是 一个用金刚石制成的菱面锥体，压痕的长对 角线为短对角线的7倍，为深度的30倍。以 一定荷重（＜1kg）将压头压入试样 ，根据 压痕对角线长度和荷重计算努普硬度(Hkn) 值。
– 计算公式：
Hkn = P / Cp * L (kg/mm2)
• 指由于宝石内部的结构、构造、裂隙、包 裹体等到因素，对光发生物理光学作用而 使宝石呈色。
• 这些作用主要有：
（1）干涉作用致色 （2）衍射作用致色 （3）散射作用致色 （4）有色包体致色
1）干涉作用致色
– 干涉：当两条光线相遇而叠加沿同一路线传播 时，由于彼此的位相原因造成光波相互增强或 抵消的一种光学现象，其效果是产生非纯正光 谱色。
第二章 宝玉石的性质
第一节 宝石的结晶学特征 第二节 宝石的力学性质 第三节 宝石的光学性质 第四节 宝石的其它物理性质 第五节 宝石中的包裹体 第六节 宝石的加工款式
第一节、宝石的结晶学特征
一、 晶体与非晶体
晶体：内部结构原子或 离子在三维定向成周 期性重复有序排列的 固体。
非晶体：内部结构中原 子或离子无序排布， 不能自发形成几何多 面体外形。
– 蜡状光泽：由隐晶质块体或微细颗粒表面对光线漫反 射而呈现出蜡状反光现象，较油脂光泽弱。如绿松石、 玉髓等。
– 常见于有裂隙、薄层包裹体或具不同物质薄层 结构的材料。
• 例一：晕彩石英，由于存在充填于裂隙中 的气、液薄膜，呈现虹彩。
• 例二：珍珠，两种折射率不同的物质（珍 珠层和有机质层）呈同心层状交替构成， 对光层层反射和折射，相互干涉产生晕彩。
2）衍射作用致色
– 衍射：为光干涉的一种特殊类型。
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。
宝石鉴赏(第二部分)
紫
红 橙 黄
靛
蓝
绿 黄绿
颜 红 橙 黄
色 色 色 色
波 长 范 围 nm 700--640 640--595 595--575 575--550
能量（ev） 1.59-- 1.97 1.97—2.10 2.10—2.17 2.17—2.25
黄 绿 色
绿
青 蓝 紫
色
色 色 色
550—510
510--480 480--450 450--380
波长（λ） 单位：纳米（nm） 能量（E） 单位：电子伏（ev） E(ev) × λ(nm) ≈ 1240 400nm紫光相当于3.10ev ; 700nm红光相当于 1.77ev 即可见光的能量范围大致为1.77~3.10ev 。 波长越短，能量越大。
宝石的颜色是宝石对不同波长的可见光选择性吸 收的结果。
三、宝石的折射率和色散
（一）折射率 （二）双折射率 （三）色散
一）折射率
i r′
当光线从空气（光疏介质） 传播到宝石（光密介质）表 面时，一部分光线按反射定 律返回空气，一部分光线按 折射定律进入宝石： 反射定律：反射角等于折射 角， r′= i 折射定律：折射角小于入射 角， r = i
了解宝石颜色的致色原因，对宝石的合成、改色、鉴 别等工作都一定的指导意义。
一、宝石的颜色类型
类型：
自色：是矿物固有的颜色（本色），是矿物选择性地吸收一定波长的 光波，余下的互补色光构成矿物的本色。呈色的原因：色素离子（如Ti、 V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni和Cu等）、晶格缺陷形成“色心” 他色：是由混入物引起的颜色； 假色：是由於某种物理光学过程所致，如斑铜矿新鲜面为古铜红色， 氧化后因表面的氧化薄膜引起光的干涉而呈现蓝紫色的锖色，矿物内部 含有定向的细微包体，当转动矿物时可出现颜色变幻的变彩，透明矿物 的解理或裂隙有时可引起光的干涉而出现彩虹般的晕色等。
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。
宝石重要的物理性质
宝石重要的物理性质信息来源：鑫万福喜钻来源地址：/article.php?id=231241.导热率导热性是宝石对于热的传导能力。
钻石是天然宝石中导热率最大的宝石.基于此设计的热导率仪是鉴定钻石最便捷的仪器。
由于晶质宝石导热率均比一些仿制品〔如玻璃、塑料等)大得多，故在鉴赏宝玉石时，可用手摸、舌舔等方式来帮助鉴别宝玉石的真假。
2.导电性、压电性、介电性和热电性导电性是宝石矿物对电流的传导能力。
导电性在宝石鉴定中也有一定的作用，例如天然蓝色钻石是半导体，而辐射处理的蓝色钻石不导电。
通过导电性可以将两者区分开来。
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荷电性质。
在压缩时产生正电荷的部位，在拉伸时会产生负电荷。
在机械的一压一张的相互作用下，就可以产生交变电场，这种效应就称为“压电效应”。
介电性是指宝石矿物在电场中被极化的性质。
热电性是指宝石矿物在外界温度变化时，在晶体的某些方向产生荷电的性质。
介电性和热电性在宝石工艺材料中的意义较大，使得许多宝玉石具有较大的开发应用价值。
3.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粒子或射线，同时释放出能量，这种现象叫作放射性。
产于自然界的绝大多数宝石的放射性都远低于我们周围的环境，仅错石(主要是低型)具有一定的放射性.其原因是它含有U, Th所致.但值得重视的是，某些通过辐射处理的宝石.由于通过辐射产生的颜色将随时间而衰退.因此其价值应大打折扣。
鉴赏(主要是佩戴)具有放射性的宝玉石时，应十分注意因放射性而对人产生的伤害。
宝石矿物的磁性主要是由于矿物成分中含有铁、钻、镍、钦和钒等元素所致。
宝玉石的磁学性质在鉴赏宝石时也具有一定意义。
例如，珍珠(特别是有核养珠)的鉴定，磁性是重要的依据，又如合成钻石，因为其中往往因含金属片可被磁铁吸引，因此可为鉴定合成钻石找到较为可靠的线索。
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宝石鉴定与欣赏
（四）、宝石的比重（相对密度）
◼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
◼密度 ◼宝石单位体积的质量（g / cm3） ◼数值上与比重相同
钻石
和田玉
翡翠
水
3.52
对光发生物理光学作用而使宝石呈色
◼干涉作用致色 ◼衍射作用致色 ◼有色包体致色
衍射作用
欧泊
有色包裹体致色
日光石
（二）、宝石的光泽和透明度
1. 光泽
◼ 宝石表面对可见光的反射能力
◼ 对透明度很高的宝石来说，是反射光量（主要） 和透射光量（次要）的总和
⚫金属光泽 ⚫金刚光泽 ⚫玻璃光泽
宝石的特殊光泽
（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
◼ 解理仅出现于宝石晶体中 ◼ 断口不论在晶体、非晶体以及矿物集合体上都可
以发生
1. 解 理
◼ 指宝石晶体在外力作用下（如敲打、挤 压）下严格沿着一定结晶方向破裂成光 滑平面的性质。 所破裂的平面称为解理面。
◼ 解理分级： 根椐晶体在外力作用下裂成光滑平面的难易 程度，解理分为： 完全——中等——不完全——极不完全
自色
• 基本化学成分中的元素引起
致色元素： 铬(Cr) 铁(Fe) 铜(Cu) 钛(Ti) 钒(V) 镍(Ni) 锰(Mn) 钴(Co)
孔雀石 Cu2CO3 (OH)2
2. 他色
杂质元素引起的颜色
如：蓝宝石成分：Al2O3 含Fe2+ 、Ti4+ 等杂质。
假色
I-2 宝石的物理学基础IPPT
光线可以透过钻石和海蓝宝石
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我国山东和海南产的蓝宝石含有较多的 包裹体，颜色深、透明不好，一般都采取物 理加热的手段改变其颜色，透明度变好。
Co扩散处理蓝宝石
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（七）光泽
2019/11/8
2
宝石的物理性质
颜色 比重 硬度 解理 断口 透明度
光泽 特殊光学效应 折射与双折射 发光性
2019/11/8
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（一）颜色
颜色是宝石的重要光学性质之一。 不同宝石都有它自己特殊颜色，因此可以 作为宝石的一种鉴定特征。
宝石的体色来源于观察宝石时所用的 可见光。
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(五)断口
在外力作用下，宝石矿物可按一定结 晶方向发生的断裂面称为断口。根据断口 形状将断口为贝壳状断口、平坦状断口、 锯齿状断口、参差状断口等。
贝壳状断口
贝壳状断口
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（六）透明度
宝石的透明度就是指宝石透过可见光波的 能力。除个别宝石外，一般宝石都透明。
色
宝
石
裂缝填充“粉红色”钻 石 2019/11/8
左：经漂色後，底色变白 右：未漂色的翡翠，底色带黄
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（二）比重
相对密度:物质单位体积的质量。
比重:宝石的比重是指纯净、均匀的宝 石在空气中的重量与同体积水在4℃时 重量之比,也可称之为比重。
宝石的比重决定于其化学成分和内 部结构。宝石的比重是鉴定宝石的重要 特征之一。
祖母绿、玉髓 变石
红色绿柱石 海蓝宝石、蓝宝石
宝石的物理性质及外观特征
三斜晶系 单斜晶系
斜方晶系
日光石 透辉石、月光石 黄玉 金绿宝石 橄榄石
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第二节宝石的物理性质
一、光泽 二、透明度 三、亮度 四、火彩 五、多色性 六、宝石的特殊光学效应 七、发光性
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一、光泽
是指宝石表面和表层对光的 反射能力，反射能力越大，光泽 越强。光泽的强弱取决于宝石的 折射率大小和宝石的抛光程度。
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二、偏振光
1.偏振光 • 自然光转变为偏振光的作用称为偏振化。 • 仅在一个固定方向振动的光波称为平面
偏振光或偏振光
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2.正交偏光
由两个平面偏振滤光片组成，当两个 偏振片相互垂直振动时光无法通过，这 是观察时为全暗现象，也称正交偏光。
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三、折射率与双折率
观察现象
均质体宝石 钻石、石榴石、尖晶石、欧泊、萤石
非均质 体宝石
红宝石、蓝宝石、祖母绿、海蓝 一轴晶 宝石 电气石 水晶 锆石等 二轴晶 金绿宝石 橄榄石 黄玉 月光石
日光石 透辉石 堇青石等
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知识应用
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？
分中的Fe元素致色。 2.它色宝石
如刚玉Al2O3，纯净时无色，含微 量元素Cr时形成红宝石；含微量元素
Fe、Ti时形成蓝宝石。
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12
自色宝石 致色元素 宝石
Cr3+ 钙铬榴石 Mn3+ 锰铝榴石
Mn3+ 蔷薇辉石
Mn2+
宝石学 宝玉石的物理化学性质(共137张PPT)
3.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，在宝石加工中必须充分了解宝石的光学性质。
光
相互作用
宝石
产生的效应
影响最佳 加工琢型及比例
评价宝石 的重要依据
鉴定宝石 的理论基础及方法
格子构造:不论晶体外部形态如何，其内部质点（原子、离 子、或分子）都是有规律排列的。这种规律表现为同种质点 作周期性的重复，构成了所谓的格子构造。
抽象地选取晶体中任一个质点作为相当点，相当点的分布 规律可以体现晶体构造中所有质点的重复规律。三度空间中相 当点的格子状排列就称为空间格子。
晶体：晶体是具有格子构造的固体，晶形的充分发育可导
率 ， 此 种 现 象 称 为 双 折 射 ( double refraction)。
自然光射入非均质体后的现象
最大折光率值和最小折光率值间的差值，称为双折射率
（birefringence）。
双折射及双折射率是识别宝石的主要特征之一，如 石英最大区别的折光率分别为1.544和1.553，因此，其双 折射率等于1.553-1.544=0.009。
光由光疏质向光密质传播图
光由密介质向疏介质传播
2．折光率和全反射
真空中的光速与介质中的光速之比，称为该介质的绝对折光率。 通常所说的折光率（refractive index），一般指的就是绝对折光 率。由于光在空气中与在真空中的光速非常接近，因此实际上一 般以空气中的光速与某介质中的光速之比称为该介质的折光率。
三方晶系
方解石
其它具猫眼效应的宝石均需在“猫眼”前面注明宝石名称，如电气石猫眼、绿柱石猫眼、石英猫眼、月光石猫眼等。
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
I-2-宝石的物理学基础II解析
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2.光的折射
光线从一种介质进入另一种介质使光线发生偏 离的现象。
光 的 折 射
当光从空气斜射入水 或玻璃中时，折射角 2小5.11.于2020入射角
当光从水或玻璃斜射 入空气中时，折射角 大于入射角
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当一条光线从光密介质进入光疏介
质时，光线偏离法线折射，且折射角总
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4.月光效应
宝石内部的包体或结构特征反射出的光 所产生的一种漫反射效应称月光效应。如： 月光石是由折射率稍有不同的正长石和钠长 石平行交叉的超微细结构，产生漂浮状的淡 蓝色或白色光彩。
序号
宝石名称
1 顽火辉石
2 长石（正长石）
3 黑耀岩
4 合成尖晶石
5 玻璃、二层石
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成因：宝石中极微小的包体、固溶体结构， 或点缺陷，晶体位错、孔隙等对光的散射 而产生。
不同宝石具有不同的折射率。宝石在款 式设计和加工过程中，充分利用宝石的折射 率。如对金刚石的加工，标准的钻石冠部角 度 应 是 34°30’ ， 亭 部 角 度 应 是 40°45’ ， 这样才能充分利用钻石的折光率，显示出耀 眼的光辉。
橙色、蓝色月光石
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乳光
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散射粒子<400nm时，散射光带蓝色，这是 因为对短波散射光强度较大的结果； >700nm时，乳白色，在光波前进方向散射 光波最强，而其他方向散射光弱，因此蓝 光或乳光只出现在宝石某一区域。
除月光石外，水晶、英蓉石、白色玛瑙、 浅淡颜色岫玉均可以有月光效应。
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2.猫眼效应
机理：
猫
含大量纤维状矿物 （如角闪石、金红石
第二节 宝石的物理性质
宝石的光学性质
一, 颜 色 颜色是宝石的一个十分重要的光学性质.通过颜色可以直 观地来判别宝石,同时其也是衡量宝石质量的一个重量依据. 1,颜色及其产生 , 颜色是可见光进入人眼剌激视神经在头脑中产生的一种感 觉.它与进入眼睛的光的波长有关. (1)不同波长的光在人的眼中可产生不同的颜色. 不同波长的光在人的眼中可产生不同的颜色. 不同波长的光在人的眼中可产生不同的颜色 可见光是一种电磁波,波长范围约为400-700nm. 如630-700nm时波长的光在人眼中将产生红色,而波长为 400-440nm的光则产生紫色.
一些常见宝石的色散值 宝石 钻石 蓝宝石 黄玉 立方氧化锆 色散值 0.044 0.018 0.017 0.28 宝石 锆石 尖晶石 水晶 玻璃 色散值 0.039 0.020 0.013 0.031
2,宝石火彩产生的条件: ,宝石火彩产生的条件: 1) 宝石本身应具有高的色散值. 萤石的色散值最小,合成金红石的色散值最高.宝石的 色散值越高,它的火彩越明显. 2) 正确的切工. 经过正确的切磨,才能充分体现宝石的火彩. 3) 宝石一般是无色的. 对有色宝石,即使其色散很高,产生的火彩也被宝石本 身的颜色所掩盖了. 3, 色散的宝石学意义 , 1) 色散是充分显示宝石美丽的一个可贵的性质. 2) 鉴定宝石的一个重要依据,尤其对钻石而言.
变彩效应
1,定义 , 由于宝石的特殊结构(如欧泊)对光的干涉,衍射作 用而产生的多种颜色.这种现象称变彩效应. 2,成因 , 宝石中规则排列的包裹体形成一个光栅.当光照射在 其它上面时会产生衍射和干涉作用而产生各种各样的光谱 色.当光源和观察角度变化时,颜色也会变化.
变色效应
1,定义 , 宝石在不同光源的照射下呈现不同颜色现象. 变石具有典型的变色效应.它在日光下为绿色,烛光或 白炽灯下为红色. 2,成因 宝石产生变色效应是因为宝石的对可见光 , 的吸收在吸收光谱存在两个明显的色光透过区,而其它 色光均被吸收.
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。
GEMS珠宝鉴赏课件珠宝玉石的性质
– 晕彩：由干涉和衍射产生的一系列颜色。
四、宝石中的其它物理性质
• 宝石的发光性
– 荧光 – 磷光
• 电学性
– 热电效应：碧玺 – 压电效应：石英 – 静电效应：琥珀 – 导电性：蓝色钻石 – 导热性：钻石、合成碳硅石
五、宝石中的包裹体（内含物）
• 固体、气体、液体 • 各种色带 • 各种缺陷
• 相对密度
三、宝石的光学性质
• 宝石的颜色及其成因
– 自色 – 他色 – 假色
• 反射及其有关光学效应
– 猫眼效应 – 星光效应 – 亮度
– 光泽
• 金属光泽：黄铁矿，自然金
• 金刚光泽：钻石 • 亚金刚光泽：锆石，石榴石 • 玻璃光泽：红宝石，祖母绿，金绿宝石，水晶
• 油脂光泽 • 蜡状光泽：玉石 • 树脂光泽：琥珀 • 丝绢光泽：虎晶石，孔雀石 • 珍珠光泽
• 色散、多色性与变色效应、晕彩
– 色散（火彩）
• 钻石：0.044; CZ: 0.065 • 低:0.01-0.02 • 中:0.02-0.03 • 高:0.03-0.06
– 多色性:
• 二色性:红宝石,蓝宝石,祖母绿 • 三色性(二轴晶有色宝石):金绿宝石; 红柱石
– 变色效应:
• 变石 • 合成变色刚玉(含V)
• 折射率与双折射率
– 折射率 RI
ห้องสมุดไป่ตู้
• 钻石
2.42
• 红宝石
1.76-1.78
• 尖晶石
1.71-1.73
• 光泽与折射率的关系
– 双折射率DR
• 红宝石:0.008 • 碧玺:RI 1.62-1.65, DR ＞0.014 • 托帕石: RI 1.61-1.63, DR=0.008-0.010
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。
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第二章宝石的物理性质
2.1 宝石的光学性质
一、颜色
颜色是可见光作用于人眼而在头脑中产生的一种感觉。
它与进入眼睛的光的波长有关。
可见光波：
颜色的形成：
对可见光的均匀吸收——白—黑系列
对可见光的选择性吸收——彩色系列
颜色的特性：
•色调：彩色的类别即红、绿、蓝
•饱和度：色彩的纯洁性，以色光与白光的比例来度量
•亮度：色彩的明亮程度
2、颜色的宝石学意义
•体现宝石的美丽，如红宝石、祖母绿、碧玺
•评价宝石的质量，如钻石、红宝石等
•鉴定宝石的依据，如红宝石和石榴石
3、宝石颜色的影响因素与成因
影响因素：
1）光源：
在观察宝石颜色时，光源对宝石的颜色有一定的影响。
同一宝石在不同光源下可能呈现不同的颜色。
如变色效应。
因此在评价宝石或展示宝石时应注意光源的使用。
2）人眼：不能有色盲。
3）宝石对可见光的选择性吸收
•宝石对可见光的均匀吸收——白、灰、黑
•宝石对可见光的选择性吸收——彩色
宝石的致色因素：
1）化学因素：
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
2）物理因素：
干涉、衍射、散射
4、多色性
宝石在光的照射下，不同方向上呈现不同颜色的现象。
例如：
红宝石：平行C轴方向红色，垂直C轴方向橙红色。
蓝宝石：平行C轴方向蓝色，垂直C轴方向绿色。
多色性在宝石的加工和鉴别上具有特殊的意义
二、折射率与双折射率
1、折射与折射率
对于给定的任何两种相接触的介质及给定的波长的光来说，入射角的正弦与折射角的正弦之比为一常数，并称为折射率。
折射率是宝石最重要的物理性质。
很少有两种宝石的折射率是完全一样的，因此它是鉴定宝石的重要依据。
宝石的折射率与其光泽有关。
高档宝石的折射率一般较高。
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。
双折射的直观结果是产生双影现象。
不产生双折射的宝石称为均质体。
如钻石、尖晶石、玻璃。
产生双折射的宝石称为非均质体。
红宝石、锆石、水晶。
双折射率是鉴定宝石的另一个重要的光学性质。
如碧玺与黄玉。
它可以用仪器来测定。
对双折射率较高的宝石还可以观察其刻面棱双影。
常见宝石的双折射率
三、色散
宝石的折射实际上还与入射光的波长有关。
对同一材料来说不同波长光的折射是不同的，波长长的光折射较小，波长较短的光折射较大。
因此。
在适当的条件下（如用三棱镜），可以使白光分解。
宝石把白光分解成它的组成色的现象称为色散。
色散产生的五颜六色的现象宝石学中称为“火彩”。
不同宝石的色散的强弱是不同的。
通常以用红光（686.7nm)和紫光(460.8nm)所测的折射率之差来表示，并称为色散值。
宝石火彩产生的条件：
•高的色散值
•正确的切工
色散的宝石学意义：
•宝石的一个可贵的性质
•鉴定宝石的一个重要依据。
尤其对钻石而言
四、光泽
光泽指宝石表面的反射效应。
宝石光泽的等级根据强弱分为：
金属光泽如金
金刚光泽如钻石
玻璃光泽如红宝石、祖母绿、水晶
宝石光泽的强弱取决于它的折射率和表面的抛光程度
五、透明度
宝石透过可见光的能力。
透明度的分级：
透明度对宝石尤其是玉石质量的评价是很重要的。
六、宝石的特殊光学效应
1、猫眼效应
定义：
弧面型的宝石在光的照射下表面呈现出一条可平行移动的明亮光带。
如：金绿宝石、电气石、石英的猫眼效应。
猫眼效应产生的条件：
1）宝石中含有大量平行排列的针状、纤维状或管状包裹体。
2）宝石的底面平行包裹体的排列方向。
3）宝石应琢磨成弧面型
猫眼效应的评价：
细、亮、活
命名规则：
•只有金绿宝石猫眼才可直接称为”猫眼石”。
•其它具有猫眼效应的宝石需在猫眼前注明相应宝石的名称。
如：石英猫眼、电气石猫眼
2、星光效应
定义：
弧面型的宝石在光的照射下表面呈现出相互交会的四射或六射星状光带。
如：红宝石、蓝宝石、透辉石的星光效应。
星光效应的种类：
•四射星光和六射星光
•表星光与透星光
星光效应产生的条件：
1）宝石中含有大量二个或二个以上方向平行排列的针状、纤维状或管状包裹体。
2）宝石应琢磨成弧面型
3）琢磨宝石时其底面应平行包裹体的排列方向。
3、变彩效应
定义：
光从欧泊特有的结构中反射时四衍射和干涉作用而产生的多种光谱色。
这种现象称变彩效应。
4、变色效应
定义：
宝石在不同光源的照射下呈现不同颜色现象。
如：变石在日光下为绿色，烛光下为红色
5、月光石效应
定义：
一种由宝石内部的包裹体或结构特征的散射作用而产生的朦胧状的蔚蓝或乳白晕色。
如：月光石
6、星彩效应
定义：
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。
如：砂金石
2.2 宝石的力学性质
一、密度与相对密度
1、概念
密度：单位体积的质量（g/cm3)。
相对密度：在4℃和标准大气压下，宝石在空气中的重量与同体积水的重量之比。
二者在数值上是相同的。
2、相对密度的测量方法：
1）手掂法用手掂量，估计宝石的密度。
2）重液法将宝石放入已知密度的液体中，根据宝石判断宝石密度的相对大小。
3）静水力学法用天平测量宝石在空气中的重量和宝石在水中的重量，并根据公式计算出宝石的相对密度。
3、宝石学意义
•鉴定宝石的一个重要依据
•估计宝石的重量
二、硬度
1、概念
宝石抵抗刻划力和磨蚀力的能力称为宝石的硬度。
2、硬度的等级
3、宝石硬度的测定与判断
•用标准硬度笔或硬度板刻划
•根据宝石表面的划痕判断
4、硬度的宝石学意义
•宝石加工时根据不同的硬度选择不同的磨料
•利用硬度鉴定宝石
•硬度不同的宝石不可混装
三、解理与断口
1、概念
解理：宝石在外力的作用下严格沿一定结晶学方向破裂成一系列光滑平面的性质。
断口：宝石在外力的作用下产生的随机的无方向性的裂面。
2、解理的等级
（根据解理形成的容易程度和解理面的平整光亮程度判断）
完全解理：很容易形成、解理面平整光亮
中等解理：较易形成，解理面较平整
不完全解理：不易形成，解理面不平整
极不完全解理：无解面。
贝壳状断口
具有完全解理的常见宝石：
钻石黄玉月光石
3、解理的宝石学意义
•鉴别宝石如钻石与CZ 石英与黄玉
•对解理发育的宝石在佩戴和加工时应十分小心
•宝石加工时可利用解理劈开宝石，如钻石
2.3 宝石的发光性
一、概念
宝石在高能射线的照射下发出可见光的性质称宝石的发光性。
高能射线：γ射线，X射线，紫外线
发光性分为荧光和磷光
荧光：高能射线照射时发光，停止照射后即停止发光。
如：红宝石、钻石磷光：高能射线停止照射后发光仍持续一段时间
二、宝石学意义
1、鉴别宝石
如：钻石，红宝石与红色石榴石，天然与合成蓝宝石
2、体现宝石的美丽
如：红宝石的红色荧光。
2.4 宝石的热学性质
一、概念
宝石对热的传导能力称为宝石的热导性。
二、意义
它是热导仪鉴定钻石的基础。