寶石顏色的祕密(下)

或許你認識很多寶石,也買過寶石,但你是否仔細研究過寶石的顏色?

琳琅滿目的寶石家族中為何會五彩繽紛、顏色各異?

這背後究竟有什麼樣的秘密?

本文有些長 分為上、下

(此部分為下)

寶石顏色的秘密(下)

色:

我只是看起來如此

如果你見過歐泊,你就會有深刻的感受:無法用一種顏色來形容它,因為它的顏色幾乎每時每刻都在變化。古羅馬一位自然科學家曾讚美歐泊具有“紅寶石的火焰,紫水晶般的色斑,祖母綠般的綠海”。因為歐泊可以在多種顏色之間來回變換,如淡藍色、深藍色、濃綠色、濃紫色等,是寶石家族中名副其實的“色彩之王”。

寶石顏色的秘密(下)

歐泊

這究竟是為什麼呢?因為觀察者和寶石的相對位置在變化,光線在寶石表面的反射、散射和折射等物理過程都在變化,像這種由於某種物理光學過程引起礦物呈色的現象,即是假色,與礦物的化學成分與內部結構無關。歐泊的顏色變化是變彩效應,屬於假色中最常見的一種。

歐泊的礦物學名稱叫“蛋白石”,主要成分是含水的二氧化硅,而二氧化硅晶體是以硅氧四面體作為基本結構單元,也就是說,硅原子的4個價電子與4個氧原子形成4個共價鍵,硅原子位於正四面體的中心,4個氧原子位於正四面體的4個頂角上。在歐泊的結構中,這些二氧化硅就像是緊密堆積在一起的小球一樣在三維空間中作規則排列,這些小球的直徑約150~300納米,小球之間還有很多孔隙,充填著水和空氣,這樣的結構像是一個天然的三維光柵,當白色光線照射歐泊時,隨著入射角的變化,不同波長的單色光就會不斷地發生衍射,於是我們看到了五顏六色的彩光。

具有變彩效應的寶石種類不多見,當然,也並非所有的歐泊都可以產生變彩效應,這需要嚴格的條件,必須保證其中的二氧化硅球體大小適宜而且要規則排列,在可見光的波長範圍內,球體越大,光的顏色範圍就越廣,產生的顏色變化就越豐富。

寶石顏色的秘密(下)

多色性和變色性

除了上述寶石的基本顏色之外,還有一些特殊的變化現象,多色性特別值得關注,比如堇青石。

堇青石是一種鎂、鐵、鋁的環狀硅酸鹽礦物,這類礦物向來以硬度大、光澤亮、耐久性強而著稱。當一塊切工精美的堇青石放在你面前時,如果從不同的角度進行觀察,就會發現它呈現出兩種不同的顏色——淡藍色和藍紫色。因此,堇青石有“二色石”之別稱。更有甚者,個別堇青石會呈現出三種不同的顏色——淡藍色和紫藍色、黃灰色。這種特殊的光學現象叫“多色性”。

寶石顏色的秘密(下)

在偏光顯微鏡下的紅寶石,紅色和淺紅色

從原理上講,只有那些透明-半透明的非均質體有色寶石材料才可能顯示多色性。有些寶石的多色性通過肉眼就能觀察到,比如藍色的坦桑石,它通常具有三向色性,從不同的角度觀察可以看到深藍色、紫紅色和黃綠色,這也成為人們區別坦桑石和藍寶石的方法之一,因為藍寶石具有二向色性,包括藍色和藍綠色。但大多數還是需要觀察者使用偏光鏡、二色鏡等專業儀器進行識別和對比。

還有一些更神奇的現象。傳說,在19世紀30年代的俄國烏拉爾山脈,有人在某個祖母綠礦山尋寶時發現了幾顆綠色的小塊寶石,隨手就裝進了口袋。等他晚上回到家後點上蠟燭再把它們掏出來觀察,發現這幾塊寶石竟然變成了淡紅色。難道是白天尋寶時看錯了或者撿錯了?更奇怪的是,到了第二天白天,寶石又變成了綠色。這個奇怪的現象讓他欣喜不已。後來,他將這些寶石獻給了沙皇王子(即後來的亞歷山大二世),寶石也被命名為亞歷山大石。所謂的亞歷山大石,其實是金綠寶石的一種,屬於含鈹的鋁酸鹽類,因其具有變換顏色的神奇特點,而又被稱為變石。由於它能強烈吸收光譜中的黃色部分,而基本不吸收藍綠色和紅色波段的光線,從而導致的結果是:在日光下,亞歷山大石通常會顯示為綠色或藍綠色,而在白熾燈下則會顯示為紅色或紫紅色。這是不同波段的光線被金綠寶石選擇性吸收之後形成的視覺效果,礦物學家稱這種現象為變色效應。

寶石顏色的秘密(下)

變石

另外,有些寶石在紫外光照射下所呈現出的顏色與白色光下完全不同。在英國倫敦自然歷史博物館中,有一片金字塔形擺放的寶石展區,其中整整齊齊排列著296顆鑽石,因為它們屬於美國一家名為“極光寶石”的公司所有,所以被稱作“極光希望金字塔”。雖然它們的個頭並不大,總共加起來才只有267.45克拉,但它們顏色多樣,幾乎包含了世界上所有你能見過的鑽石的顏色。在自然光照射下,個個都是流光溢彩,絢麗多姿,若在紫外光照射下,又是另一番景象,它們的顏色幾乎都發生了變化,這是鑽石的熒光效應造成的結果,道理就如同我們把人民幣放在驗鈔機的紫外線下進行照射時,真鈔上就會顯示出平時用肉眼看不到的亮光。

有時候,如果你發現你所佩戴的寶石的顏色隨著時間發生了變化,也不要大驚小怪,這往往是寶石失水或者遭受腐蝕的表現。比如綠松石,早在幾千年前人們就發現,一些人佩戴之後,綠松石的顏色發生了變化。他們認為,這是主人遇到危險或身體生病的預兆。

寶石顏色的秘密(下)

綠松石

而實際上,綠松石在加熱或陽光直射情況下會褪色。這是因為綠松石中含有一定的水分,在外界溫度升高時,其內部晶體結構遭到破壞,逐漸失去水分而變色。所以,包括綠松石在內的很多寶石,都需要細心呵護,儘量避免高溫、暴曬或者接觸其他酸鹼物質,以防失水或者被腐蝕破壞。

THE END


分享到:


相關文章: