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黑色石头光照变蓝色的原理
黑色石头光照变蓝色的原理是基于光的吸收和反射现象。
当光线照射在黑色石头上时，石头表面的微小凹凸结构和化学成分会对光的传播产生影响，导致光的吸收和散射不同。
在自然界中，颜色是由物体吸收或反射特定波长的光而产生的，并由人眼感知。
光线包含了不同波长的电磁辐射，在可见光范围内，波长较短的光呈现出蓝色，波长较长的光呈现出红色。
最常见的黑色石头是由矿物质组成的，例如黑云母、黑曜石等。
这些矿物质本身具有较高的吸光性，能够吸收大部分光线。
当光线照射到黑色石头上时，矿物质中的电子会吸收光的能量，进入激发态。
与此同时，石头表面的凹凸结构会散射光线，使得光线在石头内部进行多次反射和折射。
随着光线在黑色石头的内部传播，石头表面吸收的光会引起电子能级的跃迁，也就是从激发态跃迁回基态。
在这个跃迁的过程中，石头会发射短波长的光，主要集中在蓝色光的波长范围内。
这部分发射的光线经过多次反射和折射，最终从石头表面散射出来，我们就能够观察到黑色石头呈现出蓝色的现象。
此外，石头的化学成分也会对光线的吸收和反射产生影响。
不同种类的矿物质具有不同的化学成分，因此会对光线的传播产生不同的效果。
例如，一些含有铁离子的矿物质在吸光性上与其他矿物质有所不同，会导致黑色石头呈现出深蓝色或
紫色。
总结起来，黑色石头光照变蓝色的原理主要涉及矿物质对光的吸收和散射。
石头的微小凹凸结构以及化学成分的不同会影响光线在其内部的传播和吸收，使得石头能够吸收其他波长的光并发射蓝色光线。
这一现象使得黑色石头在阳光或其他光源下呈现出蓝色的外观。
宝石的各种效应璀璨的宝石绚丽多彩，是通过宝石的颜色、光泽、透明度、折光和琢型等衬托出来。
由于宝石结晶时其内部常含有包裹体、双晶纹、晶格结构缺陷等，造成光的干涉、衍射、散射等现象，在光照下会出现一些特殊的光学效应，使宝石更美，同时也提高了宝石的价值。
常见的特殊光学效应有星光效应、猫眼效应、变色效应、月光效应、游彩效应、金星效应、发光效应等。
(1)星光效应又称星彩效应或星状图形效应。
弧形凸面宝石在光的照射下，宝石表面呈现交会的四射、六射和最多十二射星状光芒的光学现象，似夜空中的星光。
(2)猫眼效应弧面宝石在光线照射下，宝石表面呈现的明亮的光带，转动宝石时，光带移动，似猫眼细长的眸子，称猫眼效应或游彩效应。
(3)变色效应宝石在日光或灯光（富于红光的灯光）等不同光源下，呈现不同的颜色，称为宝石的的变色或变彩效应。
(4)游彩效应游彩效应又称游色效应。
即在白光照射下，同一宝石戒怖上同时显示出多色变换闪光的一种现象。
当转动宝石或光源时，可见宝石色彩不断游动变换，闪闪迷人，出现红、橙、黄、绿等的多种色谱。
(5)月光效应月光石是具格子状双晶的微斜长石，两组相互近似垂直的双晶纹，对入射光散射，密集的散射光线集中在一起，呈朦胧的晕色，如同月光，所以称为月光效应。
具月光效应的微斜长石称为月光石。
(6)金星效应透明、半透明的宝石，当内部含有许多不透明的微小固体包体时，在光照射下，经反射而闪闪发光，这种现象称金星效应，又称砂金效应，如金星石英等。
(7)发光效应有荧光或磷光现象的宝石称为发光宝石，其中磷光强的宝石，俗有“夜明珠”之称。
如红宝石的红色荧光，白钨矿的蓝色荧光，金刚石的蓝色磷光等。
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金绿宝石金绿宝石是赫赫有名的五大宝石之一。
因其独特的黄绿至金绿色的外观而得名，以其特殊的光学效应而闻名。
其中最有名的当属金绿宝石猫眼（真猫眼），而变石更是被誉为“白昼里的祖母绿，黑夜里的红宝石”。
一、金绿宝石的基本性质成分与结晶习性：金绿宝石在矿物学中属金绿宝石族，斜方晶系。
其化学成分为铍铝氧化物（BeAl2O4）,常含有微量Fe、Cr 、Ti等。
矿物晶体常呈板状、短柱状晶形，常形成轮式三连晶（假六方三连晶）。
光学性质：●颜色：金绿宝石有绿色、金黄色、黄绿色、咖啡色（褐色）、蓝绿色等。
其中以绿色、金黄色、黄绿色最受欢迎。
●金绿宝石通常为玻璃光泽至亚金刚光泽；亚透明—透明。
(猫眼通常为亚透明—半透明)●金绿宝石为非均质体，二轴晶正光性。
●折射率：1.74-1.75，密度3.75。
●金绿宝石具三色性，猫眼多色性较弱，变石的多色性很强。
在紫外灯下通常无荧光。
●吸收光谱：黄绿色金绿宝石及猫眼皆由 Fe3+ 致色，具相似吸收光谱，主要产生445nm为中心的强吸收带。
变石的变色效应因含微量Cr 元素，其吸收光谱具 Cr 吸收特征：具680nm、678nm吸收线，630nm-580nm部分吸收，紫区全吸收。
●金绿宝石中，通常出现猫眼效应及变色效应，又可出现更为珍贵的变色猫眼，星光效应极少。
力学性质：●硬度：8-8.5；密度3.73(±0.02)●金绿宝石具三组不完全解理，常出现不均匀贝壳状断口。
猫眼和变石一般无解理。
显微特征：猫眼内部主要含有大量平行排列的丝状金红石包体或管状包体。
变石内部主要含有指纹状包体及丝状物。
二、金绿宝石的品种1）金绿宝石：无任何特殊光学效应的金绿宝石2）猫眼：具猫眼效应的金绿宝石。
在光线照射下，猫眼表面呈现一条明亮的光带，光带随着宝石或光线的转动而移动。
在两个光源下，随着宝石的转动，眼线会出现开闭现象。
在聚光光源下，宝石向光的一半呈现其体色，另一半呈现乳白色。
3）变石：具变色效应的金绿宝石，又称为亚历山大石（1830年，在俄国沙皇亚历山大二世生日当天发现了变石，故命名为亚历山大石）。
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。
紫外线照射石头变色的原理
紫外线照射石头变色的原理可以归结为以下几点：
1. 镧系元素：石头中常含有镧系元素，如镧、铈等。
这些元素具有特殊的电子结构，能够吸收紫外线并发生电子能级跃迁。
在跃迁过程中，电子吸收了紫外线的能量并从低能级跃迁到高能级，导致原子或离子的电子结构发生改变，从而导致石头的颜色发生变化。
2. 荧光物质：石头中可能含有一些荧光物质，如荧光矿石。
这些物质具有特殊的分子结构，能够吸收紫外线，并将其转变为可见光。
当紫外线照射到石头上时，荧光物质吸收紫外线的能量后，激发并发射出可见光，导致石头的颜色发生变化。
3. 具体矿物成分：石头的颜色还可能受到其具体矿物成分的影响。
不同的矿物对紫外线的反应不同，有些矿物会发生光学活化、电荷转移或能带跃迁等反应，从而导致石头的颜色变化。
例如，紫外线照射下一些矿物会发生颜色的深化或增强。
需要注意的是，紫外线照射石头变色的效果可能是暂时的，当紫外线照射停止后，石头可能会逐渐恢复原来的颜色。
此外，不同石头的反应也会有所不同，因此不同的石头在紫外线下的表现也会有所差异。
为什么宝石是五颜六色的宝石是五颜六色的，这是因为宝石的颜色是由其化学成分和结晶结构决定的。
宝石通常是在地球深处形成的，经历了漫长的化学反应和物理变化才能成为我们所熟知的美丽宝石。
让我们深入了解宝石是如何被形成和为什么会如此丰富多彩。
首先，我们需要了解的是宝石的化学成分对于颜色的作用。
许多宝石的颜色是由微量元素的存在和少量杂质的掺杂而产生的。
例如，铁可以使翡翠变成不同的绿色，在钛的影响下，蓝宝石可以变成金黄色或蓝绿色。
有些宝石的颜色是由多种元素的共同作用而形成，例如翡翠中的铁、铬和钴是它们呈现出鲜艳颜色的原因。
此外，宝石的结晶结构也会影响它的颜色。
例如，典型的翡翠结晶为单斜晶系，这种结构为其提供了深绿色的美丽。
而同样是铝酸盐矿物，绿柱石的结晶为正八面体，这种结构使其呈现出蓝色、绿色和紫色等多种颜色。
宝石的颜色也可以通过处理和加工来实现。
热处理可以改变宝石的颜色。
热处理翡翠和蓝宝石可以使其颜色更加饱满，而蓝色的花岗岩石可以通过热处理变成深蓝色的宝石素石。
我们也不能忽略光线的作用。
看到宝石的颜色通常是通过光线折射所产生的，当光线进入宝石，由于折射角的改变，使我们看到了各种颜色。
例如，钻石的颜色通常表现出来是白色，但在透射光线中会表现为七彩斑斓的美丽色彩，这是由于光线在钻石中的反射和折射产生的效果。
此外，在地球深处形成宝石的物理和化学环境也可以影响颜色的形成。
例如，钻石的颜色可以通过在出现在不同深度和高压下的形成来得到，地半球矿物质充足的区域有利于高品质的宝石产生。
总的来说，宝石的颜色是由其化学成分、结晶结构、处理方式和光线折射方式等多种因素决定的。
因此，宝石丰富多彩的颜色让我们欣赏美丽的天然珍宝，更让我们对地球的奥秘产生了深深的兴趣。
除了宝石的颜色外，它们的纯度和透明度也是其价值的因素。
纯洁的宝石通常会呈现出更加明亮的颜色，而不纯净的宝石则会显得黯淡。
例如，一颗纯度高的钻石会让人惊叹于它的闪耀光芒，而被杂质、裂缝或云雾乌云玷污的钻石则会显得黯淡无光。
宝石学教程名词解释1、变色效应：是一种颜色的平衡，比如金绿宝石变石品种在日光和灯光下观察成两种截然不同的颜色，日光下呈绿色，灯光下呈红色，这种现象为变色效应。
（P51）2、变彩效应：实际上是一种干涉及衍射效应，只光线从薄膜或从欧泊所特有的结构中反射出，经过干涉或衍射作用而产生的颜色或一系列颜色，也称晕彩（P50）3、荧光：宝石材料被辐射能源激发到较高能级的电子回落到较低能级时所释放的能量称为荧光。
4、磷光：当关闭高能辐射源，具有荧光的宝石材料在短时间内继续发光的现象称之为磷光。
5、猫眼：琢磨成弧面型的某些宝石表面出现的从一头到另一头的明亮光带，这条亮带称为猫眼。
（P49）6、星光：在琢磨成弧面型的某些宝石中，见到4道或6道星状光线效应。
（P49）7、差异硬度：同一宝石矿物晶体的不同方向上，因晶体结构的不同而硬度有所差异的现象8、刻面棱重影：某些双折射率较高的宝石，观察其对面刻面相交的棱时，可以看到重影。
9、生长色带：属于宝石的内含物，是影响宝石透明度的晶体生长结构，由微小的杂质或化学成分的变化引起。
10、热处理：是通过高温条件下改变色素离子的含量和价态，调整晶体内部结构，消除部分内含物等内部缺陷，来改变宝石的颜色和透明度。
（P145）11、辐照处理：是用原子微粒辐射和放射性物质辐射，使晶体结构产生缺陷，造成着色中心，使宝石产生颜色。
填空（宝石基本常数：硬度、折射率、比重。
）1、珠宝玉石分类（P57）天然珠宝玉石：天然宝石、天然玉石、天然有机宝石人工宝石：合成宝石、人造宝石、拼合宝石、再造宝石仿制宝石2、宝石颜色（致色元素）（P34）致色元素：绝大多数宝石含有能导致光的选择性吸收的某些元素，它们既可以以宝石的主要化学成分存在，也可以以微量元素存在。
其中最主要的致色元素为：钛（Ti）、钒（V）、铬（Cr）、锰（Mn）、铁（Fe）、钴（Co）、镍（Ni）、铜（Cu）及某些稀土元素。
这些过渡族的金属元素及稀土元素都是宝石产生颜色的物理基础。
有些宝石不以颜色、透明度称雄，但具有特殊的光学效应，如星光效应、猫眼效应、变彩效应、月光效应等。
这是由于某些宝石具有特殊的结构或包含一些特殊的包裹物，进而对光反射、干涉、衍射而产生的特殊光学现象。
有了这些特殊效应；可以增强一些本不起眼宝石的美感，平添了几分姿色、几分神秘，因而使其身价倍增。
这些特殊的效应要求特殊的加工才能凸显出来。
如山东的一种黑褐色蓝宝石，最初被作为废石丢掉，后因发现其弧面形宝石的表面具有明显的六射星线，而被重新定为宝石。
光照下一些弧面形宝石的表面呈现一条闪亮的光带，犹如猫的眼睛，故而得名。
随着光源或宝石的摆动或观察角度的改变，光带在宝石表面作反方向平行移动。
产生机理：猫眼效应的产生是宝石及其内部定向包裹体或定向结构对可见光的折射和反射作用引起的。
宝石具备以下条件时便可产生显著的猫眼效应：具有一组平行且密集的内含物，通常是管状或针状包裹体；弧面形宝石的底面与针状包体平行。
评价眼线是否窄细、明亮；游动是否灵活；是否居中。
猫眼效应的产生与平行排列的针管状包裹体和加工有关。
具有猫眼效应的宝石有金绿宝石、碧玺、绿柱石、磷灰石、石英、方柱石、红柱石等，其中以金绿宝石产生的猫眼效果最佳，导致猫眼成为金绿宝石猫眼的专用名称。
光照下一些弧面形宝石的表面呈现一组放射状闪动的亮线，形如夜空中闪烁的星星，称为星光效应。
随着宝石的转动或光源的转动，星光将在宝石表面作反向转动。
产生机理：同猫眼效应的形成机理，所不同的是含有两组或两组以上的定向包裹体或定向结构。
种类：四射星光、六射星光、12射星光（二套六射星光）评价：各亮带是否清晰、细窄、完整；亮带交叉点是否位于弧面中心。
具有星光效应的宝石：红宝石、蓝宝石、铁铝榴石、尖晶石、透辉石、芙蓉石等。
丝光如果红、蓝宝石含有的针状包体数量不足，但是还能显示出较弱的不完整的光带，称之为丝光。
丝光影响红宝石的品质，需要通过热处理来消除。
由于宝石的特殊结构对光的干涉、衍射作用产生的颜色，颜色随着光源或观察角度的变化而变化，这种现象称为变彩。
宝石学概论：变石的鉴定
变石是含铬的金绿宝石，在透明的晶体中可同时通过红光和绿光，由于变石颜色的平衡偏移而产生变色效应。
当光源中红光多就呈红色，当光源中绿光成分多它就呈绿色。
由于日光中的绿色成分多，白炽灯中红色成分多，所以在日光照射下呈绿色，白炽灯照射下呈红色。
一般来讲，变石这种特征的变色效应可以与自然界其它任何宝石相区别。
与变石相似的宝石仅有人造刚玉变石和人造尖晶石变石。
区别的方法是：
（1）多色性：天然变石具三色性，刚玉变石只具二色性，人造尖晶石无多色性。
（2）包裹体：变石具不规则分布的气液包裹体；人造刚玉变石和人造尖晶石变石具气泡包体和弧形包体或色带。
（3）密度、折射率等具较大差别（见表1-4-2）。
（4）吸收光谱：变石是典型的Cr光谱，表现在红区有双线，黄绿区有宽的吸收带，蓝区有二个窄带，其它仿制宝石不具变石的吸收光谱。
xx特殊光学效应总结1、猫眼效应猫眼效应由宝石所含包裹体产生，当这些针状、柱状、四丝绢状的包裹体平行排列，并且宝石切成湖面时就会产生猫眼效应。
此外，猫眼效应还与宝石的折射率有关，包裹体的折射率与宝石的折射率差值越大，则眼线越亮。
具有猫眼效应的宝石，随着宝石的摆动，“眼线”也随之摆动，并且眼线沿逆着光源得方向移动。
若包裹体不与宝石的底面平行，则眼线会发生偏离。
常见可以产生猫眼效应的xx：红宝石、蓝宝石、祖母绿、金绿宝石、变石、海蓝宝石、紫锂辉石、月光石、碧玉、碧玺、翡翠、透辉石、芙蓉石、石榴石、矽线石、方柱石、红柱石、坦桑石、石英、孔雀石、蓝晶石、欧泊、磷灰石、蓝晶石、透闪石等。
2、星光效应星光效应的产生和猫眼效应类似，也是由包裹体引起的。
以红、蓝宝石为例，是由内部的丝绢状金红石包裹体平行排列从而出现了星光效应。
如有一组包裹体，红、蓝宝石则产生6线星光；若有两组包裹体，就会产生12线星光（若为合成的红、蓝宝石，则只能产生6线星光）。
和其类似的有芙蓉石，也可以产生6线和12线星光，而石榴石却常见4线和6线星光。
透辉石也可产生星光效应，但一般可以产生星光效应的透辉石颜色很深，并且它只能产生4线星光，而且正交。
常见可以产生星光效应的xx：红、xx（6、12）、石榴石（4、6）、芙蓉石（6、12）、透辉石（4）、尖晶石（4）、xx（12）3、变色效应变色效应是指在不同光源的照射下，宝石呈现不同颜色的效应。
以变石为例，在日光的照射下呈绿色，在白炽光的照射下呈紫红色，因此有“白天的祖母绿，夜间的红宝石”之称。
其原因是：变石有二个透光区，即红色波段和绿色波段。
日光中绿光的成分偏多白炽光中则红光偏多，故它们照射到该宝石上时，分别使绿色加浓和红色加浓，而分别呈现出绿色和红色。
常见具有变色效应的xx：蓝宝石、锆石、变石、红宝石、碧玺、石榴石等。
4、月光效应月光效应也称为光彩效应，月光效应是光彩效应中的一种特殊效应。
月光效应是指在一个弧面型的宝石上，转动宝石时，可见到一种波形的银白色或淡蓝色浮光，形似柔和的月光（所看到的银白色或淡蓝色是假色）。
宝石肉眼鉴定知识：基础篇（六）十、多色性多色性与双折射密切相关，是指一些具有双折射的有色宝石，从不同方向观察，会呈现不同颜色的现象。
如果从三个方向（上下、左右、前后，更精确的描述是沿晶体的三维光轴方向）观察，呈现出两种色相或同一色相有深浅不同，称为二色性；如果从三个方向观察，呈现出三种色相或深浅不同，称为三色性。
一般具有双折射的有色宝石都具有多色性，但明显程度差别较大。
因此，对于多色性明显的宝石，多色性这一特性可以作为重要的鉴定依据之一。
例如，蓝色蓝宝石与蓝色堇青石非常相似，但两者的多色性差异明显：蓝色蓝宝石具有蓝色和蓝绿色二色性，相对于宝石本身的体色变化不大；而蓝色堇青石具有紫蓝色、蓝色和淡黄色三色性，相对于宝石本身的体色变化较大。
图在最下图1、蓝色堇青石（/zlg/ks/w66.htm）图2、红柱石（/zlg/ks/images/47-hongzhushi8.jpg）多色性一般需要用正交偏光镜（珠宝业又称为“二色镜”）观察，但多色性明显的宝石用肉眼也清晰可见（表1），如电气石、蓝宝石、堇青石、红柱石、黝帘石（坦桑石）、榍石等。
表1 肉眼可见多色性的宝石十一、特殊的光学效应宝石的特殊光学效应，常见的有变色效应、红色闪光效应、猫眼效应、星光效应和砂金效应等。
（一）变色效应变色效应是指一些含铬或钒的宝石品种，在不同光源的照射下，宝石呈现不同的颜色。
例如，含铬的金绿宝石，在日光下照射呈现绿色，在白炽灯下则呈红色，因此又称其为变石。
具有变色效应的宝石（含人造宝石）主要有：变石、变色蓝宝石、变色尖晶石、人造变色蓝宝石、人造变色钇铝榴石、人造变色立方氧化锆等。
图3、变石（含铬的金绿宝石）（/bmiddle/5209ff4444dcf4cbe6caa）（二）红色闪光效应红色闪光效应是指含铬、钒或钴的蓝色或绿色宝石，用聚光手电在暗处照射时，在蓝色或绿色的体色上，伴有红色闪光的现象。
红色闪光效应较为罕见，是鉴别某些天然宝石与合成宝石的有效途径之一。
蓝宝石的光致变色效应招博文;支颖雪;吕晓瑜;王昀【摘要】针对近年来困扰市场的蓝宝石褪色、变色问题,以无优化处理天然蓝宝石、热处理天然蓝宝石以及合成蓝宝石作为研究对象,开展了多种光源的照射试验以及紫外-可见光谱、荧光光谱、电子顺磁共振谱和红外光谱测试分析,探究蓝宝石光致变色效应的行为与机制.测试结果表明,部分蓝宝石经长波紫外线、短波紫外线或X射线照射后,诱生出缺陷色心,形成以蓝区至绿区为中心、从紫外区延伸至红区约750 nm处的宽大吸收带,赋予蓝宝石褐(橙)色调,并降低蓝宝石明度;白光照射可使该吸收带缓慢漂白,从而使蓝宝石褪色.在此基础上,提出了蓝宝石光致变色效应的基本模型,指出蓝宝石所处光环境中白光与紫外线成分的比例决定了蓝宝石的颜色表现,地理位置改变和室内存放展示往往导致蓝宝石颜色发生变化.通过对几种光致变色光源进行对比分析,厘清了天然致色与人工辐照致色的划分界限,指出了天然致色的鉴别指征.此外,在合成蓝宝石中发现了罕见的红外波段“光致变色”现象.【期刊名称】《宝石和宝石学杂志》【年(卷),期】2018(020)005【总页数】14页(P1-14)【关键词】蓝宝石;光致变色;紫外-可见光谱;色心【作者】招博文;支颖雪;吕晓瑜;王昀【作者单位】国家金银制品质量监督检验中心,上海200233;上海建桥学院,上海201306;国家金银制品质量监督检验中心,上海200233;上海俪络思珠宝有限公司,上海200070【正文语种】中文【中图分类】TS93光致变色效应是指材料在一定波长的光线照射下，可见光波段的吸收光谱发生变化导致材料颜色改变，且颜色可在一定条件下复原，包括加热、特定波长光照或避光保存。
常见的具光致变色效应的宝石矿物材料有紫方钠石、铍方钠石、方柱石、钻石、锆石、锂辉石等。
有机材料的光致变色机理往往与化学结构改变有关，而无机矿物材料的光致变色多由色心或过渡金属价态变化导致。
早在1988年，Richard W. Hughes在蓝宝石的检测流程中，使用150 W白炽灯开展褪色试验并总结出以下规律：经1 h光照漂白，辐照处理黄(橙)色蓝宝石的颜色消褪；斯里兰卡天然黄(橙)色蓝宝石大多颜色无变化，少部分出现些许褪色；热处理蓝宝石以及泰国、澳大利亚、坦桑尼亚天然蓝宝石的颜色不发生变化。
第四节金绿宝石一、金绿宝石的主要鉴别特征1．肉眼鉴定：1）形态：斜方晶系，常见假六边形双晶，称为三连晶，厚板状、扁平板状、晶面上常有条纹。
图3-4-1金绿宝石晶体及各种颜色品种2）颜色：黄色、黄绿色、绿色、淡绿色到红褐色、褐色、无色3）光泽：亮玻璃光泽4）特殊光学效应：①变色效应：日光下显示绿或蓝绿色，钨丝灯下显示红或淡红-紫色图3-4-2变石的变色效应② 猫眼效应：当金绿宝石中含有大量而密集并平行排列的针管状包体，当加工取向正确时可产生猫眼效应。
图3-4-3金绿宝石中的猫眼效应5) 解理：不完全到中等 2．仪器鉴定：1) 折射仪： 折射率1.74-1.75 双折射率 0.008-0.010 二轴晶正光性世界不同产地典型数值如下：图3-4-4金绿宝石的折射率的测试2) 相对密度测试 天平测试 3.71-3.753) 分光镜变石：具有典型的吸收光谱，红区有吸收线，黄绿区宽吸收带，蓝区吸收线，紫区吸收。
图3-4-5变石的典型吸收光谱黄、褐金绿宝石：紫区444nm强吸收带，蓝绿区两条弱带。
444nm 为黄色金绿宝石的诊断线。
图3-4-6金绿宝石的典型光谱4) 二色镜5) 查尔斯滤色镜变石在查尔斯滤色镜下显淡红色；黄色金绿宝石无反应。
6) 发光性测试变石：长波紫外光弱红色短波：紫外光弱红色交叉滤色镜淡红光X光暗淡红色阴极发光橙色黄、褐金绿宝石：因含微量的铁而不发光7) 显微镜放大观察可见"阶梯状"双晶面和羽状体及拉长的管状体及丝状体。
二、品种及鉴别1．猫眼石：猫眼石是金绿宝石中著名品种。
（1）颜色：以蒸粟黄或蜜蜡黄色最佳，次为浅黄色、绿黄色、褐黄。
（2）猫眼效应：当金绿宝石中含有大量的平行排列的管状包体，而且磨成凸面型宝石时，则会出现一条亮带，这条亮带随着光线移动而移动，故称为"猫眼活光" 。
图3-4-7 图3-4-8金绿宝石猫眼各种色调的金绿猫眼猫眼宝石的质量好坏，价值高低，取决于颜色，亮带（强弱），重量以及琢型的完美程度。
变色效应和变彩效应名词解释
变色效应是一种特殊的宝石光学效应，是由于宝石内部的致色元素对光波能量的选择性吸收达到平衡而造成的。
并不是所有的宝石都可产生变色效应，当宝石的可见光吸收谱满足以下两个条件时，宝石才可能具有变色效应。
一是宝石的可见光吸收谱中存在着两个明显相间分布的色光透过带，而其余色光均被较强吸收。
二是透射光的波长与透射强度成正比。
如变石，是典型的具有变色效应的宝石。
变石的变色效应是由于其成分中微量的Cr3+引起。
变彩效应是指当光线以不同的角度投射到衍射层上时，衍射颜色也会变化一些宝石的内部，常含有特殊的结构，能够引起光的干涉和衍射作用，而使人们能看到多彩的色斑，且会随着观看的角度不同而发生变化，称变彩效应。
典型的具有变彩效应的宝石为欧泊。
水铝石(ZULTANITE)水铝石(Zultanite)是一种新型的天然变色宝石，拥有独一无二的变色效应，在白光下，水铝石的颜色是猕猴桃绿色并带有黄色的闪光；在黄光照射下，它又会变成浓郁的香槟色甚至带些覆盆子粉色；而在夜晚烛光下，又会散发出紫红色的光晕。
水铝石是一种非常少见的变色宝石，它的矿区目前全球范围内只有一个，位于土耳其的安纳托利亚山脉上，矿区面积非常狭小。
不仅需要从海拔4,000 英尺高的偏远山脉上开采，开采困难；而且数吨的矿石中只能获取出极少量的这些令人叹为观止的宝石。
从开采到加工，成品宝石的产量只有2%，非常稀有。
土耳其作为主要古代文明的诞生地之一，见证了拜占庭帝国和奥斯曼帝国的兴衰。
为了纪念土耳其的历史，水铝石又称为“宝石苏丹”，英文名字“Zultanite”，得名于曾经统治奥斯曼帝国(现在的土耳其)的第36位苏丹。
水铝石（Zultanite）·宝石小百科中文名：水铝石外文名：Zultanite称号：宝石界的华丽变色龙。
晶系：斜方晶系（正交晶系）颜色：不同的光线条件下可呈现出鲜黄、干邑粉、姜黄、猕猴桃绿、覆盆子粉、深香槟金和灰绿色等色调光泽及透明度：亚金刚光泽至金刚光泽，透明特殊光学效应：常见变色效应，猫眼效应少见摩氏硬度：7（适合各种镶嵌，可恒久保存）折射率：1.702-1.750双折射率：0.048产地：土耳其鉴别特征：独特的变色效果，10倍放大镜下可见刻面棱重影变色效果：在白光下，水铝石的颜色是猕猴桃绿色并带有黄色的闪光；在黄光照射下，它又会变成浓郁的香槟色并带些覆盆子粉色；而在夜晚烛光下，又会散发出紫红色的光晕。
保养指南：日常佩戴时应注意避免剧烈的碰撞和刮擦；若宝石沾染污渍，可用软毛刷蘸取温水或肥皂水清洗，切勿使用蒸汽或超声波等清洗水铝石。
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。
