红宝石 1.762~1.770
水 晶 1.544~1.553
（二）双折射率
• 均质体宝石：
–光学上各向同性，等轴晶系、非晶质体。
–单折射，只有1个折射率值N。
• 非均质体宝石： –光学上各向异性的介质，除等轴晶系外的其它六个晶系。 –双折射，有多个折射率值：
• 双折射率很大的宝石材料，可呈见出明显的双影现象，如冰洲石 (0.172)、金红石(0.287)、锆石(0.059)等。
玻璃光泽
半玻璃光泽
N=1.54~1.70 尖晶石、电气石、水晶
N=1.21~1.54 欧泊、萤石
金刚光泽
金属光泽
玻璃光泽
宝石的特殊光泽
• 油脂光泽：由于极微细的粗糙表面
（抛光面或断面）使光线漫反射而 显示油脂般的反光现象。如软玉、
蛇纹石玉、石英断口等。
• 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。
• 品种：
金绿宝石、绿柱石、电气石、磷灰石、木变石、、黝帘石、透闪石、
普通辉石、硅灰石、红柱石、矽线石、石英等。
–共有20多种，以金绿宝石出现的猫眼效应最好。 –金绿宝石猫眼石，可简称“猫眼”、“猫眼石”。 –其它具猫眼效应宝石，“该宝石名+猫眼（石）”。 –如“海蓝宝石猫眼（石）”。
宝石的颜色
二、宝石的透明度和光泽
• （一）宝石的透明度
• （二）宝石的光泽
（一）宝石的透明度
• 透明度：指宝石充许可见光透过的程度。
• 有关因素：
•①宝石晶体的透明度与其化学成分和结构有关。 • 金属晶格内部存在较多自由电子，电子跃迁会吸收大量光波，透过光少，
故透明度低或不透明如赤铁矿；
• 原子晶格和离子晶格内不存在自由电子或较少，则对光波的吸收少，透
一、宝石的颜色
•
研究意义：
1. 宝石颜色是评价宝石质量和价值的重要依据；
2. 不少宝石的特有颜色可作为重要鉴定特征；
3. 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。
1、颜色的本质
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。 在整个电磁波谱中，能引 起人眼视觉的可见光只是一小 部分，一般取400~700nm波长 作为可见光的范围（实际范围 可达380~780nm）。
光波强烈吸收。因此，
• 在日光照射下，由于光源中绿光成分相对较多，变石透过绿光多
而呈绿色；
• 在白炽灯、烛、油灯光照射下，由于光源中红光成分多，变石透
过红光多而呈红色。
• 品种：
– 变石（含铬金绿宝石）。 – 其它少数含铬或钒的镁铝榴石和锰
铝榴石、哥伦比亚含钒蓝宝石、东 非含钒电气石等。命名：变色＋宝
很高的宝石来说，其光泽应是反射光量（主要）和透
射光量（次要）的总和。 • 宝石光泽的强弱取决于宝石的折射率（N）、吸收系 数（K）、反射率（R）。 • 此外，宝石的抛光质量、表面平整程度、集合体的结 合方式（如石英岩和虎睛石）等因素也会影响宝石光 泽强弱。
宝石光泽分级
根据折射率（N），分为： 金属光泽 半金属光泽 金刚光泽 半金刚光泽 强玻璃光泽 N﹥3 N= 2.6~3.0 N= 2.0~2.6 N= 1.9~2.0 N= 1.7~1.9 赤铁矿 金红石 金刚石 锆石 金绿宝石、钙铝榴石
• 影响宝石色散现象（火彩）的因素：
①宝石本身必须具备足够大的色散值。一般色散值在0.03 以上的透明无色或浅色宝石都可产生明显的色散现象。 ②宝石刻面的切磨比例和角度。只有刻面比例和角度（冠 角、亭角）合适，才能产生较好的色散现象。
③体色和净度。
四、宝石的多色性
• 多色性：有色宝石晶体，在光的透射照明下，不同方向呈现 不同颜色的现象。
宝石矿物多色性示例
Ne=蓝绿 Np=黄绿
No=蓝 Nm=紫
Ng=蓝
•蓝宝石光性方位与多色性
•黝帘石光性方位与多色性
五、宝石的发光性
• 发光性：指宝石在外加能量（可见光、紫外线、X
射线）的激发作用下，能发出可见光的性质。
• 发光性分两种：
– 荧光——在外激发光的能量停止作用时，发光也随即 停止。
– 磷光——在外激发光的能量停止作用后，发光还能继 续一段时间。
宝石的基本特性
宝石的光学性质
宝石的光学性质
• • • • • • 一、宝石的颜色 二、宝石的光泽和透明度 三、宝石的折射率和色散 四、宝石的多色性 五、宝石的发光性 六、宝石的特殊光学效应
光与宝石关系示意图
相互作用 光 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
–有10多种，最漂亮的是星光红宝石、星光蓝宝石。
十二射星光蓝宝石
星光芙蓉石
星光石榴石
四射星光透辉石
3、变色效应
•
定义：
– 指某些宝石，能在日光和灯光照射下呈现出同的颜
色的光学现象。
– 变色现象最早发现于含铬的金绿宝石（变石），它
在日光下呈绿-蓝绿色，在灯光下呈红-紫红色。
• 原理：
–与宝石中的化学成分（Cr3+、V3+)有关。 –变石：含微量Cr3+,使它对绿光透射最强，对红光透射次之，对其它
面（⊥C轴）切磨原料加工成弧面型，各方向包体对光反射产
生的光带相互交叉，就构成星状图案。
•品种：
–星光红宝石和星光蓝宝石（六射、十二射）、星光芙蓉石
（六射）、星光绿柱石（六射）、星光铁铝榴石（四射）、 星光尖晶石（四射）、星光透辉石（四射）、星光顽火辉石 （四射）、星光透闪石（四射）、星光堇青石（四射）等。
5、月光效应
• 定义：
– 指在加工成弧面型的月光石表面所呈现的淡蓝-乳白色晕彩，如同朦 胧的月光。
6、砂金效应
•
定义：
–指宝石中的细小包体对光呈星点状反射的光学现
象。尤如水中的砂金一样。
原因： 含有许多细小不 透明的片状矿物包体， 如云母、赤铁矿等
• 品种：
–日光石——含赤铁矿、针铁矿包体的斜长石。 –砂金石——含云母、氧化铁细片的黄或红褐色石英
紫 靛
红
橙 黄
蓝
绿 黄绿
宝石颜色是宝石对不同波长的可见光选择性吸收的结果。
当可见光（白光）照射宝石时：
–如果宝石选择吸收了某些波长的色光，则宝石呈透
白 光
射或反射色光的混合色，相当于被吸收色光的补色
或补色的混合色；
–如果宝石普遍均匀的吸收所有色光，则宝石随吸收
程度不同而呈黑、灰或白色；
–如果所有的色光都有通过宝石，则宝石呈无色透明。
• 树脂光泽：由于质软或折射率 低，呈现出如同树脂般的微弱 反光现象。如琥珀、塑料等。
• 丝绢光泽：由于具有纤维状 结构或构造，各纤维的反射 光相互影响而呈现出丝绢般
的反光现象。如木变石、纤
维石膏等。
• 珍珠光泽：为珍珠特有的光泽，因具有细微的同心层状结构，对光
层层反射干涉而呈现出朦胧的晕色光泽。其它某些具有细微平行层
岩。
–东陵石——含铬云母片的绿色石英岩。 –金星石——一种掺入有铜粉颗粒的人造玻璃。
宝石的琢型
根据宝石的外部特征，将宝石的琢型划分为刻面型、弧 面型、珠型、奇异型、雕件等。
1.
刻面型 又称棱面型、翻光面型和小面型。其特点是宝石由许多
小刻面按一定规律排列组合构成，呈规则的几何多面体。
• 单色光的波长由长到短，对应的颜色感觉由红到紫。
红色
770——620nm
绿色
530——500nm
橙色
620——590nm
青色
500——470nm
黄色
590——560nm
蓝色
470——430nm
黄绿
560——530nm
紫色
430——380nm
• 日常见到的自然光，就是由以上几种色光混合而
•
成的白光。 将各种色光的颜色排成扇形圆环图，任意一对对 角扇形区两种颜色的色光，都可以适当比例混合 成为白光，这两种颜色称为互补色。
2、宝石的色散：当白光通过加工成特定琢型的刻面型宝石 后，也会发生色散现象。俗称“出火”、“火彩”。
色散光(火彩) 白 光
• 色散值：指一定波长的紫光(430.8nm)和一定波长的红光 (686.7nm)，在晶体中产生的折射率之差。 • 例如： 钻石 NG=2.451 NB=2.407 色散值=0.044
明度较高，如钻石具典型的原子晶格。
②与宝石中的杂质、包裹体、裂隙、厚度和自身颜色， 以及表面是否光滑等因素有关。 ③玉石的透明度与组成矿物的透明度和颗粒结合方式有 关。
组成矿物的粒度越不均匀、排列越杂乱、颗粒边缘越不平直，则
内部颗粒之间的界面对光线的折射、散射越强，透明度越低。即使主 要由透明矿物组成的玉石也常可表现出较低的透明度。
石名称。
– 合成变色蓝宝石、合成变色尖晶石、
合成变色立方氧化锆等。命名：合 成变色＋宝石名称。
4、变彩效应
• 变彩：主要指欧泊（贵蛋白石）所 特有的晕彩。可定义为―光从欧泊
所特有的结构反射时，由于干涉或
衍射作用产生的一系列颜色变化现 象‖。 • 特点：在同一宝石表面呈现出多种 光谱色，呈不规则的各种彩片分布， 色彩随着转动宝石而变幻。
面结构的宝石材料有时也可出见类似的光泽，如月长石等。
• 沥青光泽（煤玉）和土状光泽（劣质绿松石）
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
• 折射率是宝石的一种稳定光常数，各种宝石都有 其固定的折射率值，故是鉴定宝石的重要依据。 例如：