宝石与光:光源和光线是如何影响宝石的颜色

斯里兰卡宝石 2024-03-15 329浏览

正如大家发现的一样,宝石在不同的光线下,可能看起来颜色有些不同,甚至在一天中,早上、中午、下午不同时间下看起来也非常 不同。这篇文章叙述了关于颜色、光线和宝石是相互作用的,以及我们怎么去解释这种现象。


在有色宝石中,颜色为王。颜色是在4C中最有价值的一个因素,很显然这是评价宝石品质的一个重要组成部分。


观察宝石的光线会对我们的眼睛解读颜色有很大的影响。如果我们去解读其中的原因,那么需要了解光谱背后的一些基础知识和实际导致人们感知

颜色的原因。当了解了这点,很多宝石在不同光线下,有着不同颜色的问题可以迎刃而解。


光到底是什么?

首先光到底是什么呢?光是电磁波谱中波长的一部分。这些特定的波长,当它们进入人眼睛后,会被解释为颜色。根据所观察到的波长,光被感知成为多种颜色,我们能看到的光只是电磁能量巨大光谱中的一小部分。这个大光谱还包括了可见辐射,例如无线电波、微信、和X射线。

Light spectrum and prism.jpg

棱镜说明了把白光扩散成了可见光谱。我们看到来自太阳或者普通灯泡的光,是由整个范围的可见光混合在一起产生的。当一束光穿过棱的时候,它会根据各种波按一定的顺序散开。由此产生的光带中,一端最短的光波产生了一种紫的感觉,随后是更长的波,我们感受到的蓝色、绿色、黄色、橙色和红色等区域。和我们观看到彩虹时的感觉是一模一样的。


白光源在可见光谱中的不同颜色、波长区域中的能量分配各不相同。因此我们从标准的白炽灯泡中感受 到更暖,更黄的白光。而在许多荧光灯管中感受到的是更冷、更蓝的白光。这是因为白炽灯泡在长波中发出的光比短波中发出的光多,因此发黄光。而荧光灯管在长波发出比较微弱,在绿色和蓝色中发出强烈的光。


相比之下,太阳也有着属于自己的白光版本,因为它的辐射分布在蓝绿色的宽峰周围,而两侧是逐渐变细的。


这里我们讲述了什么是光,相信大家有了一定的了解,光谱是一个巨大的能量谱,我们所见到的白光是由不同光波组成的。从红色-橙色-黄-绿-青-蓝-紫,由长波到短波。为什么有的看起来黄暖,是因为长波较长,为什么有的看起来冷淡,是因为短波较长。虽然最终都组成了白光,但是因为长波和短波分段不同,所以再现的色调和给人感觉也不一样。这里把光线先说清楚了。


什么是颜色?

来一个经典的问题,如果地球另一端,有一颗对倒下了,但是没有人听到,是否会出出声音呢? 这个问题应用到颜色,如果把一颗蓝色蓝宝石放在保险箱中,它有颜色吗? 这是一个争议的话题。


现实中,我们习惯了把颜色作为物体因有的属性,比如像形状或大小,但与最终可以增加物体重量或质量的原子物质不同的是,颜色并不是客观与独立的。它是对我们自己感受的一种解释,并作为观看者的感知所存在的,而不是物体的原子。


颜色来自我们的感观设备,眼睛和大脑。画重点,当我们在描述宝石颜色的时候,我们实际上描述的是一种复杂的生理过程中产生的感觉。


我们所看到的颜色实际上只是被我们称之为可见光的波长反射回到了我们的眼睛,其它的波长的颜色被吸收了。因此宝石的光泽颜色并不是从宝石内部发散出来的。

颜色来自光以及光能与宝石内部微量元素的相互作用,就像光被棱镜分裂了一样,不同的波长视为不同的颜色。


因此,我们根据上下文去考虑这一点,比如沙弗莱在光线下呈现的是绿色,说明沙弗莱石对可见波长波的吸收多于短波长。当阳光照射到沙弗莱石时,它会返回到我们眼睛的未吸收光在短波中较高(绿色和蓝色)而在长波(红、橙、黄)则较弱。

因此当这些光波被吸引了,我们的视觉会将较短的波处理成绿色的感觉。

Absorption in gems.jpg


对于红宝石来说,这种情况刚好相反,比如红宝石。它吸收了大部分的短光波,而对于长波中长的可见光,在阳光照射到红宝石时,返回到眼睛,让我们产生了红宝石的感观。相返,如果将同一颗红宝石放置在绿光(光谱中过滤后的绿光),红宝石倾向于吸收较短波长,加上光源中缺乏长波,导致红宝石显得更加灰暗。


宝石学和光谱

宝石学家用来识别不同类型宝石的光学工具中有一个分光镜,这个工具可以让宝石学家确定宝石的光谱。显示哪些长被吸收。这是一个很不错的识别测试,可以根据上面的例子来说明,下面是红宝石和沙弗莱石的光谱 ,其中的黑色线条显示了哪些颜色被吸收了。


Spectrums in gems.jpg

通过分光镜看到的光谱,左边是吸收了大部分短波而呈现红色的红宝石光谱。右边是沙弗莱的光谱。


光和宝石总结

光产生颜色,而不同宝石矿物质吸收不同波长的光,导致了我们眼睛对物体相应产生了不同感知颜色。这就是为什么红宝石在白炽光下会呈现无与伦比的红色调,而在波长较短的绿光下则非常不起眼。这也是为什么坦桑石在荧光下会显得非常,而在白炽灯下会显得更加紫。


即使在一天中的不同时间,随着时间推移,光线的质量也会发生变化,宝石也会改变它的颜色。


从科学层面上来说,用于对宝石进行分级的光线是一个重要的参考因素。保持一致性。但在感性上,我们在挑选宝石时,应该以自己的标准为准,喜欢什么样的颜色,就挑什么样的宝石。