在百度百科種，寶石（jewel）的定義是指那種經過琢磨和拋光後,可以達到珠寶要求的石料或礦物裝嵌。寶石是岩石中最美麗而貴重的一類石。它們顏色鮮艷，質地晶瑩，光澤燦爛，堅硬耐久，同時賦存稀少，是可以製作首飾或裝飾物的天然礦物晶體。

雖然日常生活中我們常常講寶石和翡翠分開定義，但實際上翡翠，或者說玉石，也屬於寶石的範疇。翡翠的硬度、光澤、折射率等參數也是依照寶石的規範來進行計算的。

所以從科學檢驗上來說它們實際上擁有同一套理論，今天澡君就和大家來討論一下這套理論。

一、寶石的光學性質

1. 顏色

大多數寶石能夠引起光的選擇性吸收的元素,它們決定了寶石的顏色。通常分為它色和自色兩種。自色寶石是指寶石的顏色由化學成分中的主要元素所致。它 色寶石指寶石成分很純凈時通常為無色,顏色 主要來自所含的微量元素,如剛玉,含微量鉻離子時形成紅寶石,含鐵、鈦離子時形成藍寶石。

2、光澤

翠榴石[1]的色散比金剛石還要高，因此有人稱它為世界上最為閃耀的寶石。

光澤是指寶石表面對可見光的反射能力。寶石光澤強度取決於寶石本身的折射率 和表面光潔度。寶石光澤可分為六類:金剛光澤、玻璃光澤、珍珠光澤、樹脂光 澤、絲絹光澤、金屬光澤。

翠榴石——傑森的眼睛

翠榴石[1]：顧名思義，它是翠綠色的石榴石。因含有鉻元素的鈣鐵榴石，通常為黃綠或翠綠色，主要產自俄羅斯的烏拉爾山脈，產量很小。翠榴石最自豪的是它的色散，達到了0.057,超過了鑽石0.044，加之它優異的折射率和光澤，閃爍異常，令人讚歎。這也是為什麼優質的翠榴石與祖母綠價格相當的原因了。

3. 透明度

寶石的透明度可分為透明、半透明、亞透明、半亞透 明、不透明等。

4. 特殊的光學效應

貓眼效應:以弧面形切磨的某些珠寶玉石,表面呈現的一條明亮光帶隨樣品的轉動光帶會移動或出現光帶張合現象稱為貓眼效應。多數是由於含有密集平行列的針狀、管狀或片狀包體造成的。

左邊為貓眼石，右邊為冰種翡翠蛋面。

星光效應:以弧面形切磨的某些珠寶玉石,表面呈現出兩條或兩條以上交叉 亮線為星光效應。常為四射或六射星線。多是由於內部含有密集的兩向或三向針狀包體而致。

星光效應

光彩效應:寶石內部的包體或結構特徵反射出的光所產生的一種漫反射效應被稱為光彩效應。如:月光石是由折射率稍有不同的正長石和鈉長石平行交叉的超微紙 結構,產生漂浮狀的淡藍色或白色光彩,也稱為月光效應。

月光石

變彩效應:光從某些特有的結構反射出時,由於干涉或衍射作用而產生的顏色或一系列顏色,隨觀察方向不同而變化的現象。如歐泊。

歐泊

暈彩效應:光通過折射率不同的薄膜或薄層時,在寶石表面或內部產生的彩虹色為暈彩效應,如:冰長石、拉長石。

冰長石

變色效應:在不同光源照射下,樣品呈現明顯顏色變化的現象稱為變色效應,常用日光和白熾燈兩種光源進行觀察。

不同光線照射下的紅寶石

砂金效應:內部細小片狀礦物包體對光的反射所產生的閃爍效應。

日光石

5. 色散

白光通過透明物質的傾斜平面時,分解成它的組成波長。俗稱火彩。

鑽石的火彩魅力

6. 多色性

在光性非均質體的有顏色的寶石晶體中,由於晶體各個方向質點排列差異,所以不同方向上光的偏振吸收不同,選擇吸收也不相同,具有多色性的特點。非均質體有色寶石可有二色性或三色性。

三色性的坦桑石原石晶體

7. 折射率與雙折射率

折射是指光從一種介質進入另一種具不同光密度的介質時其傳播方向的變化(除非入射光線與界面呈90°交角)。入射角的正弦與折射角的正弦之比為一個常數，這個值稱為「折射率」。均質體寶石由於是光學各向同性的,故為單折射。各向異性的寶石有兩個折射率,稱為雙折射。兩個折射率之間的最大數值差稱為雙折射率。

單折射寶石與雙折射寶石不同角度觀察的結果對比

8. 吸收光譜

純白光為一連續的從紅色到紫色的光譜,但當白光穿過一個有色寶石,一定顏色或波長可被寶石所吸收,這導致該白光光譜中有一處或幾處間斷,這些間斷以暗線或暗帶形式出現。許多寶石顯示出在可見光譜中吸收帶或線的特徵樣式,其完整的樣式被稱為「吸收光譜」。

部分寶石的吸收光譜

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