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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。
山东昌乐蓝宝石成色机理摘要蓝宝石是世界上公认的四大名贵蓝宝石之一，具有很高的美学价值和经济价值。
按照国家目前的标准，蓝宝石是指除红色以外的其它各种颜色的刚玉，甚至包括无色的刚玉。
通常蓝宝石繁殖蓝色的刚玉，其它颜色的刚玉通常用其颜色来描述，如黄色蓝宝石、绿色蓝宝石等。
蓝宝石主要产于变质的大理岩、玄武岩或者是伟晶花岗岩中，也有一些产于冲击层和坡积层矿床中。
山东自1984年在昌乐发现蓝宝石以来，先后在潍城区、临朐、坊子等地亦发现蓝宝石砂矿。
自发现并开采以来，山东蓝宝石在我国珠宝玉石市场中占据着举足轻重的地位，为促进我国珠宝行业的发展起到了重要的作用。
山东昌乐蓝宝石的产量居全国第一，且其以颗粒大、晶体形态完整、内部包体少而著称。
但由于其颜色过深，价格远比同等集体质量的斯里兰卡蓝宝石低，因此，山东昌乐蓝宝石的褪色研究具有重要意义。
如果改色成功，将使山东昌乐蓝宝石的价格提高至十几倍。
人们一直在想方设法改变昌乐蓝宝石的颜色，以获得更大的经济效益。
目前人们在山东昌乐蓝宝石的改色方面已经做了许多工作，但其效果却一直不尽人意。
如果能过真正的确定山东蓝宝石的颜色影响因素，对今后的改色或者改善工艺起到理论指导作用，将会产生巨大的经济效益和社会效益。
本文通过对山东昌乐蓝宝石矿物学特征的研究以及对其微量元素测试结果的分析，进一步确定了山东昌乐蓝宝石颜色的影响因素，为下一步的颜色的改善提供了有力的证据。
第一章概述第一节蓝宝石的简介及产地蓝宝石，是刚玉宝石中除红色的红宝石之外，其它颜色刚玉宝石的通称，主要成分是氧化铝（Al2O3）。
蓝色的蓝宝石，是由于其中混有少量钛（Ti）和铁（Fe）杂质所致；蓝宝石的颜色，可以有粉红、黄、绿、白、甚至在同一颗石有多种颜色。
蓝宝石的产地在泰国、斯里兰卡、马达加斯加、老挝、柬埔寨，其中最稀有的产地应属于克什米尔地区的蓝宝石，而缅甸是现今出产上等蓝宝石最多的地方。
蓝宝石英文名称为Sapphire，源于拉丁文Spphins，意思是蓝色。
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。
石头遇热水变色原理
石头在遇到热水时变色的原理通常涉及到温度敏感的矿物或晶体结构的改变。
以下是一些可能导致石头变色的原理：
1.热敏感矿物的颜色变化： 一些矿物或晶体在受热时会发生颜色的变化。
这可能是由于热能导致矿物内部结构的改变，进而影响吸收、散射或反射光的方式。
这种现象通常称为热致变色。
2.水分影响： 有些石头中可能含有水合物或水分，当受热时，水分的变化也可能影响石头的颜色。
水合物的脱水过程或水分的释放都可能导致颜色变化。
3.氧化还原反应： 石头中的某些元素在高温下可能发生氧化还原反应，导致颜色的变化。
例如，含有铁元素的石头在高温下可能发生氧化反应，从而改变颜色。
4.矿物结构改变： 石头中的矿物可能在受热时发生晶体结构的改变，这可能影响其对光的吸收和反射特性，从而导致颜色的变化。
需要注意的是，不同类型的石头可能具有不同的变色机制，而且变色效应可能是可逆的 即冷却后恢复原状）或不可逆的，具体取决于石头的成分和结构。
在一些商业产品中，人工合成的石头或矿物也可能通过添加特定的物质来实现在受热时变色的效果，这是一种特定应用的技术实现。
为什么宝石是五颜六色的？宝石来之天然，却拥有五颜六色，引人遐思。
其背后原因成为世界上言语无法形容的传说和秘密，也让许多人着迷。
一起探究宝石之五颜六色的秘密。
一、岩浆熔融的微观机理宝石的色彩多样，得益于其在熔融的岩浆中形成时所承受的元素组成和所处的环境条件，以及岩浆所经历的微观机理。
宝石所处的熔融的岩浆中，包含有大量的元素，其中有色素，有碳团簇。
以往未获得取得深入理解，但最近的研究表明，宝石究竟是怎样产生出如此多颜色的，究其微观机理，便是靠色素在岩浆中发生变化和重组，而形成有色结晶。
二、构造张力和温度变化对宝石这种有色结晶而言，其在形成及变色过程中所主导的因素又是什么呢？最重要的是山西构造张力和温度变化，因为当温度和张力升高时，宝石结晶水的比例也会变化，于是色素重新进行组织，形成新的结构。
此外，还有宝石在形成过程中所受的物质的作用，例如水、氮气、二氧化碳等，它们促使宝石中的物质再生从而形成不同的有色结晶。
三、成分丰富的矿物元素此外，宝石自身中所含有的有色元素也是形成多颜色的关键因素，有铝、钠、钙、铁等，而它们中每一种都有其不同的色泽，而它们也会经过熔融的状态后结合成多种不同的元素，使宝石中的元素构成越复杂，颜色便越丰富。
四、宝石的色泽参入宝石的色泽参入也是宝石多彩的一个组成。
具体而言，它指的是宝石在外部压力下，有色元素会从宝石中外流出，而外部也会继续溶解入宝石内部，具有不同的迁移温度范围，它们会经历多种变化，从而使宝石在内部所形成的矿物元素构成多变。
五、化学反应最后，宝石之五颜六色还因宝石中196种元素的化学反应而改变。
宝石主要由铝和铁两种的矿物质组成，由于它们同时具有磁性，在受到外界激荡和磁场的作用下，二氧化碳会残留在宝石中，出现碳/氧两种矿物质组合。
宝石内也会出现镁、氮等溶入性微量结晶元素，而这些微量结晶元素也会与宝石的元素作出反应，而形成有色复合物，从而使宝石的色彩多变多样。
综上所述，宝石之五颜六色源自宝石形成的微观机理，如岩浆的配置及熔融温度变化，以及宝石中所富含的铝矿物元素及其组合，化学反应及色泽参入等多种因素，它们互相作用，形成今天这极具魅力的宝石之五彩斑斓。
第21卷 第1期 岩 石 矿 物 学 杂 志 Vol.21,No.1 2002年3月 ACTA PETROLO GICA ET MIN ERALO GICA Mar.,2002文章编号:1000-6524(2002)01-0089-04山东蓝宝石的呈色机制及改色实验李广慧,韩 丽,何 文(山东轻工业学院,山东济南 250100)摘 要:利用穆斯堡尔谱分析结果以及前人光谱分析等资料,从铁离子的价态入手,重新确立了山东蓝宝石的呈色机制,确定出致蓝因素与致黑因素。
认为Fe2+与Ti4+对可见光565nm的吸收是使蓝宝石产生美丽蓝色调的原因,而Fe3+对可见光442nm的吸收是使蓝宝石呈黑色的原因,并在此基础上进行了以消除Fe3+、保障并增加Fe2+和Ti4+为宗旨的改色实验,取得了较好的效果。
关键词:山东蓝宝石;穆斯堡尔谱;呈色机制;改色实验中图分类号:P619.28+1;P579 文献标识码:AColoration mechanism and coloring experiments of sapphirefrom Shandong ProvinceL I Guang-hui,HAN Li and HE Wen(Shandong Institute of Light Industry,Jinan 250100,China)Abstract:Based on Mossbauer spectra and some related data,the authors have analyzed valence of Fe ion in sapphire and studied coloration mechanism of sapphire from Shandong Province. Absorption of visible light by Fe2+-Ti4+at565nm is the factor causing beautiful blue color, while black color results from Fe3+absorbing visible light at442nm.Coloring experiments were carried out to remove Fe3+as well as retain and add Fe2+and Ti4+,which prove to be successful.K ey w ords:sapphire from Shandong Province;Mossbauer spectra;coloration mechanism;col2 oring experiment山东蓝宝石的颜色改善一直是业内人士所关注的难题,近年来涌现出大量的理论成果,但缺少行之有效的改色途径,致使改色工作停滞不前。
蓝、绿色宝石变色机理的谱学解析余炼钢【摘要】变色效应是指宝石材料的颜色随入射光波长变化而改变的现象,是宝石学重要的研究课题之一.文章针对合成变石、合成祖母绿、合成尖晶石、翠榴石、铬透辉石5种宝石在黄、白两种光源下,以及在查尔斯滤色镜下呈现的三种不同变色情形,运用现代测试技术对其中微量致色元素、紫外-可见吸收光谱进行了对比研究,从宝石对光的选择性吸收、光谱能量分布、互补色原理等角度论述其变色机理,着重分析不同蓝、绿色宝石之间变色效应的差异性.【期刊名称】《超硬材料工程》【年(卷),期】2018(030)003【总页数】6页(P51-56)【关键词】变色效应;蓝/绿色宝石;致色元素;紫外-可见光谱【作者】余炼钢【作者单位】德宏师范高等专科学校,云南德宏 678400【正文语种】中文【中图分类】TS933宝石的变色效应是由光源光谱能量分布、宝石材料对光的选择性吸收以及人视觉系统对颜色的感应共同作用而产生的。
许多天然或人工绿色或蓝色宝石呈现变色效应，即在黄、白两种光源照射下分别呈现红、绿（或蓝绿）两种主色调，除变石外，已知蓝宝石、石榴石、碧玺等也都有变色品种，这些宝石也因变色效应而显得瑰丽而珍稀，颇受消费者的喜爱。
此外，在宝石鉴定中，查尔斯滤色镜也常用于观察宝石是否变红（常选用光纤灯、白炽灯等黄光源照射），以快速区分某些外观相似的绿色或蓝色宝石种，如区分天然蓝色尖晶石与合成钴尖晶石，天然绿色翡翠和染色翡翠等。
可见变色效应不仅提升宝石的美学及经济价值，而且也是宝石学的重要研究课题之一。
一些学者从化学组分、光谱特征等方面对宝石的颜色、变色效应作了大量探究［1－6］，主要包括：以晶体场或配位场理论解释某些宝石变色效应的成因，某些过渡金属离子的致色机制，特定致色元素对变色效应的贡献，以及从光源和宝石偏振吸收特性论述变色和多色性现象，等等。
但对于某些相似的绿色或蓝色宝石具不同变色效应的现象尚未见系统研究。
基于前人的研究，笔者以天然及合成蓝、绿色宝石为对象，从宝石对光的选择性吸收、宝石中致色离子的作用等方面探究其变色机制，包括不同宝石种在黄、白两种光源下的变色效应及在滤色镜下反应两方面的成因机理及差异分析，以期从光谱学角度合理解释蓝、绿色宝石的变色效应（含滤色镜下变色反应）的差异性。
宝石致色机理————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：ﻩ铬的致色机理铬在宝玉石中致色是十分引人注目的，特别是红宝石、祖母绿和变石，这三种名贵宝玉石的颜色均是由微量元素铬所致。
在这三种宝玉石中,铬以类质同象的形式代替了铝原子。
铬原子有6个未配对的电子，其中3个为价电子。
它在红宝石、祖母绿和变石的原子结构中与其它原子形成化学键，其余3个电子能自由的改变能级,从而导致宝玉石的颜色。
⑴红宝石红宝石的矿物名称为刚玉，其化学成分是Al2Ｏ3。
纯净的刚玉是无色透明的,当有微量的Cr2O3加入时,刚玉才会呈红色。
这是由于Cr3+以类质同象置换部分Aｌ3+。
d轨道发生能量分裂形成不同的能级。
⑵祖母绿祖母绿的矿物名称为绿柱石,分子式为Ｂe３Aｌ2Si6O１8。
其原子结构与刚玉相似，Ｃｒ3+类质同象代替Aｌ３+后在周围六个氧离子组成的八面体的作用下ｄ轨道发生分裂，形成不同的能级,与刚玉不同的是多了Be2+和Si４+两个离子,从而使周围配位电场强度减弱,其能级相对刚玉降低。
它相当于红光波段,即红光被吸收,而透过的残余色为漂亮的祖母绿色。
⑶变石变石被称为“白昼里的祖母绿，黑夜里的红宝石”，矿物名称为金绿宝石,化学分子式为B eAl2O4，当Cｒ3＋类质同象代替Ａl3+后，与红宝石和祖母绿一样,在d轨道分裂后形成不同的能级，而与红宝石和祖母绿不同的是受Be的影响电子激发能量２.41eV，高于祖母绿的２. 05eV，低于红宝石的2．23eV，即介于绿光和红光波段之间,二者达到临界平衡态。
宝玉石的颜色主要取决于光源中单色光的百分含量,在钨丝灯光或烛光下，与红光相当的能量多，故宝石显红色。
在日光或日光灯下,较低的能量占优势,故宝石显绿色。
三.色心致色在日常生活中,常常无意中长期处于阳光暴晒的玻璃瓶会逐渐变成悦目的淡紫色，当若在炉中对它加热,颜色即可消失。
如果再把瓶放置高能辐射源下,如钴60、r射线中辐射,几分钟内会呈现更深的紫色,这种紫色是来自于色心。
在宝玉石中,紫晶、萤石等均是色心呈色所致。
在优化处理工艺中，一些天然和人工宝玉石也都可以由辐射产生色心,如辐射改色的蓝、黄、红、绿钻石、蓝托帕石等,其中一些颜色较稳定,只有在加热时才消失;一些颜色不稳定，在常温下也会褪色。
这种致色的色心与宝玉石的晶体结构密切相关,可用核磁共振等方法进行研究。
宝玉石中常见的两类色心是“电子色心”和“空穴色心”。
⑴电子色心电子色心是指电子存在于晶体缺陷的空位时，所形成的色心。
使宝玉石产生颜色的原因是阴离子空穴俘获一个电子后,该电子便处于其周围离子所形成的晶体场中,能级发生变化。
当可见光照射宝玉石时，该电子产生由基态到激发态的跃迁，并在跃迁中对可见光产生选择性吸收而呈色，如萤石。
萤石晶体为等轴晶系,在萤石的晶体结构中，正常情况下，一个钙离子与八个氟离子相连，当受到一些放射能辐射时,氟离子容易离开它的正常位置，而导致钙离子的过量,而原来氟离子的位置出现空位。
要保持晶体的电中性，需由一些“自由离子”来充填该空位。
这些电子不像原子或离子固有电子那样由原子核定位，而是由周围所有离子形成的晶体场定位。
在晶体场中，电子从基态向激发态跃迁时吸收可见光的红、黄、绿、蓝大部分光,仅透过紫光，使萤石呈紫色。
⑵空穴色心空穴色心是指由于阳离子缺失而产生的电子空位。
产生颜色的原因是当宝玉石晶体中阳离子空位形成后,为了达到电价平衡，阳离子空穴附近的阴离子在外来能量的作用下释放电子,形成未成对电子,这些未成对电子吸收可见光产生颜色，如水晶族中的烟晶与紫晶。
水晶晶体结构是硅氧四面体。
当水晶中有杂质Al3+存在时,Al3＋代替了晶格中的Si4+。
为保持晶体中的电中性，铝离子周围须有氢离子（H+）存在，这个离子往往离开Al3＋有一定距离。
如果外能辐射从临近Al３+的氧中释放出一个电子,这个电子会被氢离子俘获而形成氢离子。
Ｏ２-→O-+ｅ-H+＋ｅ-→Ｈ而氧离子剩下一个未成对电子。
这个电子吸收可见光而产生颜色，形成烟水晶。
如果水晶中存在的是Fe3+而不是Ａl3+,则往往出现浅黄色，辐射时可得到紫色,加热后回到黄色，这是人工合成有色水晶常用的方法。
⑶产生色心的辐照源目前人们用多种多样的辐照源来产生色心，从能量较小3eV的可见紫光，可用于产生某些极浅陷阱的不稳定的色心，到各种高能X、ｒ射线、高能粒子、中子反应堆等均常用来做辐射源。
一些辐射只能很浅地穿入样品，大多数物质中仅能产生表面的着色。
另一些辐射虽可以贯穿宝玉石整体但往往有放射性残余，如中子反应堆。
而高能电子的辐照在表面着色的同时，还能产生表面的局部过热,因而会使热敏材料破裂。
用于产生色心的各类辐射源及粒子类型典型能量着色的均匀性电磁波可见光紫外线SW 可达3eV１０KeV变化的变化的X射线r射线１MeＶ1MｅＶ差,只在表面好，很均韵粒子电子质子,氚核a粒子等(正的）中子（中性)1MeＶ1ＭeＶ1MeＶ差，只在表面(引起表面的局部过热）差,只在表面好,很均韵（能引发放射性)四．电荷转移致色据分子轨道理论,当原子形成分子后，电子可以从一个原子的轨道上跃迁到另一个原子的轨道上,称为电荷转移。
这种电荷转移对可见光产生强烈的吸收，使宝玉石产生鲜艳的颜色。
电荷转移可以发生在金属与金属、金属与非金属、非金属与非金属原子之间。
⑴金属与金属原子间的电荷转移金属与金属原子之间电荷转移分为两种类型:①同核原子价态之间的电荷转移。
如Fｅ2+→Fe3+或Ｆe3＋→Fe２+;Tｉ３+→Ti４＋或Ti4+→Ｔi3+;Ｍn2＋→Ｍｎ4+或Mｎ4+→Mn2+等。
同核电荷转移是发生在同一过渡元素不同价态的两个原子之间的相互作用。
如Fe2+和Fe3+的两种铁的电荷状态。
如果这两种离子位于不同类型的格点上,则在这两种排列之间往往有一个能量差,电荷转移将吸收能量，产生颜色,如堇青石。
Fe A2+＋ＦeＢ3+→FeＡ３++FｅB2+而产生颜色。
如海蓝宝石、绿色碧玺的呈色机理也是这样。
②异核原子价态之间的电荷转移。
如Fｅ2＋→Ti4+或Ｆｅ３+→Ti3+。
是由两种过渡元素的两个原子间的相互作用,最典型的例子是蓝宝石、蓝晶石、红柱石。
在蓝宝石晶体中，Ｆｅ和Ｔｉ以类质同象代替Al3+进入相连接的八面体中。
Ｆｅ和Ｔi均存在着两种价态，这两种价态有两种结合方式，即Fe2＋+Tｉ4+和Fe3＋＋Ti3+。
当电荷通过吸收光能从Fe2＋转移到Tｉ4+时,Fｅ2＋转换为Fe3+，Tｉ4+转换为Ti３+,Fｅ３+＋Ti3+较Fe2+＋Ti4+的能量高，能级差为２.1１eV，吸收了黄橙光，呈现蓝色的色彩。
蓝晶石、红柱石的呈色原因也属这类。
⑵金属与非金属之间的电荷转移金属与非金属原子之间电荷转移常发生在金属离子与氧离子之间,如Ｏ２-→Fe3+，O2-→Ｃr 6+等。
如黄色的蓝宝石、黄色的绿柱石等，均是通过这种氧离子到铁离子电荷转移吸收可见光而产生的颜色。
在金黄色绿柱石的结构中，仅靠Fe３＋d电子跃迁产生的吸收很弱,颜色极淡。
而O2-→Fe3+电荷转移吸收可以由紫外延伸到蓝光波段,吸收了蓝紫光，呈现金黄色。
而配位不同的黄色蓝宝石也是Ｏ２-→Fｅ3+电荷转移所致。
金属与非金属原子之间电荷转移致色的宝玉石还有：赤铁矿、黄铁矿、铬铁矿等。
⑶非金属与非金属原子之间电荷转移即阴离子与阴离子之间的电荷转移。
典型的例子是青金石,（Ca，Na)8(Aｌ，SiO4)6(ＳＯ4, S２)，深紫蓝色的形成是来自硫化物,每个化合物是由具有单个负电荷的三个硫原子(S3-)所组成,硫的最外层电子排布为３s23p４，因为S3-在分子轨道中总共有1９个外层电子，它们在这些轨道中跃迁，吸收了２.1eV,即强吸收60０nm黄光波段,而形成紫蓝色。
一些有机宝玉石如琥珀、珍珠、珊瑚，均为阴离子-阴离子间的电荷跃迁所致。
五.能带致色能带理论认为，固体中的原子不是束缚于某个原子,而是在整个晶体中运动，运到的范围在周期性晶格势场中。
相邻原子的原子轨道重叠形成具有一定能级宽度的能带。
根据能带理论,固体物质中可以有不同的能带，由已充满电子的原子轨道能级所形成低能量的价带，又称为满带。
由未充满电子的能级所形成的高能量导带也称为空带。
这两类能带之间的能量差或间隙称为禁带或带隙。
一些原石的颜色取决于电子从价带向导带跃迁时所吸收的辐射能。
而所需辐射能的大小，取决于带隙的宽度。
当带隙能量大于可见光的能量(3．1eV紫端)时，电子无法被可见光激发而跃迁到导带，可见光全部通过，宝玉石为宽带隙无色透明。
如金刚石,带隙能为5. 5ｅV;当带隙能量小于可见光能量时（<１.77eV窄带隙）,所有可见光都用于电子从价带至导带的激发，所有可见光被吸收,宝玉石呈黑色或灰色；若带隙正好在可见光的范围内，即可出现吸收和透过可见光，使宝玉石产生各种颜色。
金刚石的呈色用能带理论解释较为完善。
金刚石的带隙能为5.5eV，大于可见光的能量，故纯净的可见光为无色。
当含有少量的氮时，氮原子在金刚石结构中取代碳原子。
氮的最外层电子排布(2s２２p3）比四价碳的最外层电子排布(2ｓ２2p2)多一个电子。
这个多余的电子在钻石带隙内形成一个杂质能级，称为施主能级,氮原子为“施主”。
这个杂质能级的存在使带隙能量降低，即可吸收紫外光及部分紫光，使钻石呈黄色。
当含有少量硼时，由于硼比碳少一个电子，最外层电子排布为2s22p1,在带隙中形成能级。
由于这个空穴能接受从填满的价带激发来的电子,这种能级称为受主能级。
硼受主的能量为0.4ｅV,可使钻石呈蓝色。
此外，辰砂的红色、雄黄的橙色均属这一类型。
六.物理光学致色(干涉、衍射、散射、色散、包裹体）物理光学致色是指宝玉石的晶体结构及内含物对光线的色散、干涉、衍射和散射等作用形成的颜色。
⑴干涉光的干涉是指波长相同、传播方向近乎相同的两束光会相互作用而产生相长增强或相消删除,即产生干涉现象。
拉长石晕彩在宝玉石中是最典型的现象，相当于天然的多层薄膜干涉现象。
当以一定角度观察拉长石时,其外表有时会产生鲜明的虹彩闪光，金属般的蓝色最为常见，且绿、黄、橙红和青色也会发生。
典型的拉长石成分Ｎａ2Ca3Al８Si12Ｏ40，通常还会有少量其它元素。
在较高的温度时形成清澈透明的单晶，但在较低稳定下不稳定，出溶作用产生许多化合物交替的平行薄层。
如果均匀且薄层厚度在选择性反射的合适限度内，则在这些薄层中由于干涉会产生美丽的彩虹色。
如珍珠的珍珠光泽、晕彩石英的晕彩效应均是干涉效应所产生的。
⑵衍射衍射是干涉的一种特殊类型。
产生衍射的宝玉石结构中最重要的因素是，应具有规则的不同折射率的交替层状堆积，即存在周期间距衍射光栅是产生衍射的必要条件。
