宝石的特殊光学效应课件

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,第二章 宝石的物理特性,第二章 宝石的物理特性,主要内容,第一节 宝石的力学特性,第二节 宝石的光学特性,第三节 宝石的其他物理性质,主要内容第一节 宝石的力学特性,第一节 宝石的力学特性,一、硬度,二、解理、断口和裂开,三、韧性、脆性,四、相对密度,第一节 宝石的力学特性一、硬度,第二节、宝石的光学特性,一、颜色、透明度,二、折射率和双折射率,三、光泽,四、多色性,五、色散（火彩）,六、特殊光学效应,第二节、宝石的光学特性 一、颜色、透明度,五、色散,宝石的色散,：宝石把白光分解成它的组成色的现象。,当白光照射到宝石上时，由于色散的作用，使本来无色的宝石产生五彩缤纷的颜色，这种颜色在宝石学中称为“火彩”。,不同宝石的色散的强弱是不同的。通常以用红光和紫光所测的折射率之差来表示，并称之为色散值,。,五、色散宝石的色散：宝石把白光分解成它的组成色的现象。,红,蓝,白光,白光射入钻石时，色散作用使钻石产生火彩,白光经过三棱镜产生色散现象,红蓝白光 白光射入钻石时，色散作用使钻石产生火彩,钻石的色散,色散现象,钻石的色散色散现象,不同宝石的色散强弱是不同的。,色散值,：,紫光,(430.8nm),折射率与红光,(686.7nm),折射率之差,色散率,N,430.8,N,686.7,一些常见宝石的色散值,不同宝石的色散强弱是不同的。,0.007,0.013,0.014,0.018,0.020,0.028,0.031,0.038,0.039,0.059,0.13,0.19,0.30,0.044,中间是钻石，从1点钟位置起，依次是：萤石、石英、托帕石、合成蓝宝石、合成尖晶石、,YAG、,玻璃、,GGG、,锆石、,CZ、,铌酸锂、钛酸锶和合成金红石。,0.0070.0130.0140.0180.0200.028,通常色散度在0.03以上的宝石，均有明显的火彩效应。常见有：,锰铝榴石 0.027 钇铝榴石 0.028,锆 石 0.039 铅 玻 璃 0.041,金 刚 石 0.044 榍 石 0.051,翠 榴 石 0.057 立方氧化锆 0.065,钛 酸 锶 0.190 合成金红石 0.280,其中无色者火彩效应较明显。,通常色散度在0.03以上的宝石，均有明显的火彩效应。常见有：,宝石火彩产生的条件：,1,）宝石本身应具有高的色散值。,萤石的色散值最小，合成金红石的色散值最高。宝石的色散值越高，它的火彩越明显。,2,）正确的切工。,经过正确的切磨，才能充分体现宝石的火彩。,3,）宝石一般是无色的。,对有色宝石，即使其色散值很高，产生的火彩也被宝石本身的颜色所掩盖了。,宝石火彩产生的条件：,六、宝石 的特殊光学效应,六、宝石 的特殊光学效应,宝石中由于光的反射、折射、漫散射、干涉、衍射等特殊的光学现象而导致的一系列的光彩效应称为宝石的特殊光学效应。,宝石的特殊光学效应按其成因被分为五大类：,1.宝石包体对光的折射和反射；,2.宝石结构对光的干涉和衍射；,3.宝石对光的选择性吸收；,4.宝石对光的色散效应；,5.宝石结构对光的漫反射。,具体的品种如下,：,宝石中由于光的反射、折射、漫散射、干涉、衍射等特殊的光学现象,1,、猫眼效应,弧面宝石在光线照射下，在宝石的表面有一条光带，随着光源和宝石的摆动，光带在宝石表面作平行移动，酷似猫的眼睛。,它由宝石包体对入射光的定向折射、反射所致,。,1、猫眼效应弧面宝石在光线照射下，在宝石的表面有一条光带，随,宝石产生猫眼效应是因为宝石中含有大量平行排列的针状包裹体。当光照射到表面上时，这些包裹体对光产生亮点，一条包裹体产生一个亮点，无数条包裹体产生的亮点连起来就形成一条亮带。,注意：亮带方向与包裹体的方向是垂直的。,宝石产生猫眼效应是因为宝石中含有大量平行排列的针状包裹体。当,如图所示，,S,面为包含包裹体,NM、,并垂直猫眼“眼线”的弧面形宝石的纵切面。,来自光源的光线照到宝石上时将发生以下几种情况：,S,NM,如图所示，S面为包含包裹体NM、并垂直猫眼“眼线”的弧面形宝,1.沿,O,点入射的光线，不发生折射而直接进入宝石。,2.沿,a、b,两点的入射光发生分解，部分光被折射进入宝石，遵循光从光疏进入光密介质时，向靠近法线方向折射的规律，从,a、b,两点进入宝石的折射光均偏向自己的法线方向。,1.沿O点入射的光线，不发生折射而直接进入宝石。,3.从,a、b,两点进入宝石的光抵达包体,NM,上的,Ga、Gb,两点时再发生分解，部分光被折射出,NM,面，另一部分光被反射回宝石的表面。,4.受弧面弧度的影响，,Ga、Gb,两点入射光的入射角逐渐增大，因此,Ga,、,Gb,两点处的光反射角,Gb,Ga,，,反射光相交于一点。,3.从a、b两点进入宝石的光抵达包体NM上的Ga、Gb两点时,5.进入宝石另一侧,a,、b,的光线同样可经反射并相交于同一点。,宝石内平行排列的包体多时，包体产生的反射光在宝石表面相交点的轨迹便形成了猫眼的眼线。,显然，宝石的弧度决定反射光能否交于一点，以及交汇点是否恰好在宝石表面。,5.进入宝石另一侧a、b的光线同样可经反射并相交于同一,同时，由于空气的折射率值一定，因此反射光交汇点的位置还受宝石折射率值的影响。,换言之，宝石的加工弧度应根据其折射率值来定，不同折射率值的宝石加工弧度不一样。,一般来讲，宝石折射率越高，包裹体反射光的焦点平面越低。,同时，由于空气的折射率值一定，因此反射光交汇点的位置还受宝石,只有当宝石的高度与反射光焦平面的高度一致时，“眼线”才能表现为窄而亮。当宝石的高度低于反射光焦平面时，“眼线”将表现为宽而稀疏，且光带亮度降低。,只有当宝石的高度与反射光焦平面的高度一致时，“眼线”才能表,当宝石的底面与包体所在平面呈倾斜时，包体反射光的焦平面将向宝石的一侧移动。使宝石水平放置时，“眼线”位置不在正中。,当宝石的底面与包体所在平面呈倾斜时，包体反射光的焦平面将向宝,宝石能产生猫眼效应应具备以下几个条件：,1,）宝石中含有大量平行排列的针状、纤维状或管状包裹体。,2,）宝石应琢磨成弧面型。,3,）宝石底面平行包裹体的排列方向。这是保证猫眼效应的亮带在宝石中央的必要条件。,宝石能产生猫眼效应应具备以下几个条件：,猫眼效应的评价原则,1.眼线正、直、细、活，美感强；,2.眼的颜色以蜂蜜状蜜黄色为佳；,3.,无缺陷，延伸性好；,4.,眼线与宝石反差大，清晰度高。,注意：宝石越透明，眼线越不明显。,能产生猫眼效应的宝石约20多种,。,猫眼效应的评价原则,可产生猫眼效应的宝石有很多种，如金绿宝石、磷灰石、石英、透辉石、电气石、海蓝宝石、方柱石等，其中以金绿宝石猫眼最好。,磷灰石猫眼,透辉石猫眼,顽火辉石猫眼,可产生猫眼效应的宝石有很多种，如金绿宝石、磷灰,2,、星光效应,定义,：弧面型的宝石在光的照射下表面呈现出相互交会的四射或六射状光带。,星光效应根据光带的数目分为六射星光和四射星光等，如红宝石、蓝宝石的六射星光和透辉石的四射星光。,2、星光效应定义：弧面型的宝石在光的照射下表面呈现出相互交会,根据光照的情况分为,表星光,和,透星光,。由宝石表面的反射光产生的星光效应称为表星光。由透射光产生的星光效应称为透星光。,星光效应产生的机理,与猫眼效应相似，也是由于宝石中所含的针状、纤维状包裹体引起的。一个方向上的针状包裹体产生一条亮带，多个方向上的针状包裹体就会产生多条亮带。,根据光照的情况分为表星光和透星光。由宝石表面的反射光产生的星,星光效应产生的条件是：,1,）宝石中含有大量两个或两个以上方向平行排列的针状、纤维状包裹体，从而产生星光效应。,2,）宝石应琢磨成弧面型。,3,）琢磨宝石时其底面应平行包裹体的排列方向。,星光效应产生的条件是：,星光效应的评价原则,1.各道星线交点居中为优质品，偏者则差；,2.各道星线清晰、灵活、完整者为优质品，若出现星线模糊、缺腿、断腿者为劣品。,星光效应的评价原则,宝石的特殊光学效应课件,天然星光与人造星光之识别,外观上，星光由内部发出，线的交点较粗，不清晰，且常有一、二条稍短的光线(称之“短腿”或“缺腿”现象)，这是因为包体常会有一个方向发育不好所致。而人造星光的亮线细而长，交点清晰。从中心到边缘，亮线粗细均匀一致，人造星光显得呆板、欠灵活。,天然星光与人造星光之识别,星光,人造星光,星光人造星光,3,、变彩效应,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，称为变彩效应。,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。,3、变彩效应在宝石表面同时出现不同颜色的斑块，并随宝石转动，,变彩效应的成因,：,宝石中规则排列的包裹体形成一个光栅，当光照射在其上面时会产生衍射和干涉作用而产生各种各样的光谱色。当光源和观察角度变化时，颜色也会变化。,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。,变彩效应的成因：,变彩效应可因薄膜干涉作用导致。,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。,光波的薄膜干涉作用,变彩拉长石,变彩效应可因薄膜干涉作用导致。光波的薄膜干涉作用变彩拉长石,干涉作用还可因衍射作用所致。,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。,光的衍射作用,干涉作用还可因衍射作用所致。光的衍射作用,变彩效应的评价原则,1.色彩全：同时出现七种色彩者为最佳品种。,2.彩斑大：色斑越大越好，面状好于线状、好于点状。,3.反差强：基底和色斑的反差大。,变彩效应的评价原则,4,、月光效应,定义：,一种由宝石内部的包裹体或结构特征对光的散射作用而产生的朦胧状的蔚蓝色或乳白色的晕色。这种现象常见于月光石中，故称为月光石效应，也称为光彩效应。,钠长月光石,4、月光效应定义：钠长月光石,月光效应成因：,月光效应是宝石中含有大量细小的包裹体对光的散射作用引起的。,当包裹体较粗时，散射光为乳白色；当包裹体十分细小时，散射光为蔚蓝色，使宝石显得更加美丽。,月光效应评价原则：,1.月光状浮光居中为上，偏中则为下品；,2.月光状浮光淡蓝色为优质，白色则次之。,月光效应成因：,5,、变色效应,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。,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。,5、变色效应 宝石的颜色随入射光光谱能量分布或入射光波长的改,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。,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