宝石的特殊光学效应是什么(宝石的光学特征)

宝石之美，美在其颜色、通透、光泽。这些美丽动人的宝石其实都是大自然的杰作，在漫长的地质作用过程中，部分矿物幸运的结晶为宝石级晶体，被后人发现，打磨成宝石。

宝石级的晶体中一些特殊的结构、包裹体等经过光的反射、折射、漫散射、干涉、衍射等特殊的光学现象会使宝石出现一系列的特殊光学效应，令这些宝石更加的独特而闪耀。

接下来小编就将带领大家一起学习一下这些特殊光学效应都有哪些以及它们的成因。

一、猫眼效应

所谓猫眼效应，顾名思义就是在宝石正面可以观察到一条类似猫咪的眼睛中的亮线。其专业释义为：在定向琢磨的弧面形宝石的表面，出现横跨宝石、并可随宝石转动而游动的光带现象，称为猫眼效应。它的成因是由于晶体内部含有一组细密且平行的针状/丝状包裹体，这些包裹体发生光的反射，进而使肉眼看上去形成一条亮线，也称之为猫眼线。

猫眼效应

猫眼效应产生的三个必要条件为：

1.宝石内部存在大量细小、密集、平行排列的纤维状、针状气、液、固相内含物（包裹体）;

2.琢磨宝石时，底面平行于包体的方向；

3.宝石应琢磨成长轴与猫眼线方向平行的椭圆弧面型。

猫眼效应原理图

并是不是所有宝石都能产生猫眼效应，可以发生猫眼效应的宝石有：金绿宝石、变石（绿柱石）、祖母绿、海蓝宝石、碧玺、石英、透辉石、矽线石。

二、星光效应

星光效应简单来说就是两组以上的猫眼效应，因此可定义为：在定向琢磨的弧面形宝石的表面，出现横跨宝石、并可随宝石转动而游动的两条以上光带这一现象。其原理与猫眼效应类似，只是晶体内部有三组不同方向的细密、平行分布的包裹体。

六射星光红宝石

六射蓝宝石星光

一般情况，三方、六方晶系的宝石可出现六射星光（三条光带相交），而等轴晶系、四方晶系、斜方晶系的宝石可出现四射星光（两条光带相交）。

个别情况下，同一宝石中可出现两套星光，其中心位置也可错开，因此可看到八射或十二射星光。具有星光效应的宝石有：刚玉（蓝宝石、红宝石）、尖晶石、石英、透辉石、正长石等。

三、变彩（晕彩）效应

变彩效应指的是在宝石表面同时出现不同颜色的斑块，并随宝石转动，色斑闪现或闪变的现象。它由宝石特殊的内部结构对入射光干涉、衍射所致。

欧泊变彩与拉长石变彩

如果大家对中学物理还有印象的话，光的干涉与衍射这两个概念定不会陌生。光的干涉简单来说，就是光传播中遇到某些特殊的结构（光栅）时，原来同步的光波之间，产生相位（光程）差，并当该差值符合一定规律时，某些波长的光因同相位而得到加强，那些呈异相位的光波则因相互抵消而消失，这就是光的干涉。

变彩效应可因薄膜干涉作用导致。

薄膜干涉示意图

具有层状结构的物质，入射光既可直接在表面发生反射，又可以折射进入内部，遇到下一个层面时再反射……这时，入射时同步的光波，反射时会因相位差而发生干涉。拉长石变彩就是薄膜干涉的结果。

干涉作用还可因衍射作用所致。

衍射作用示意图

衍射作用是干涉作用的一种形式。衍射是指当光从狭缝、细小孔洞等穿过时，所发生的光波发散现象。缝隙或孔洞越小，发散效应越显著，即衍射量越大。欧泊变彩即是衍射作用的结果。

具有变彩效应的宝石主要有：欧泊、拉长石、珍珠等。

四、变色效应

变色效应，听名字就不难理解，就是宝石在不同光源下表现为不同颜色的现象。专业释义为：宝石的颜色随入射光光谱能量分布或入射光波长的改变而改变的现象称为变色效应。多表现为在自然光下和在白炽灯下颜色不同。

变色效应的宝石

变色效应由宝石对光有针对地选择性吸收所致。具变色效应的宝石品种只有金绿宝石、石榴石及合成刚玉、尖晶石等。其中以金绿宝石变石最为出名，可直接称为变石，据传说1830年，在俄国沙皇亚历山大二世生日那一天，发现了变石，故将这种宝石命名为“亚历山大石”。

目前具有变色效应的宝石，其效应均是在日光（或日光灯）下呈蓝绿-绿色，在白炽灯下呈紫红-红色。原因是它们均具可透过红光和蓝绿光，同时强烈吸收其它色光的性质。而人眼感觉均为白色的日光和白炽灯光，实际前者蓝绿波长较强，后者红波长较强。

希望通过此文能使大家对宝石的特殊光学效应与矿物晶体性质的关系有所了解。

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