宝石的光学效应：猫眼，星光，变色，砂金，变彩

宝石的光学效应是因为内部保存着结晶过程中遗留下来的某些痕迹，如包裹体、双晶、微细球状结构等。

当光线与这些特殊的内在因素相互作用时，会引起光的干涉、散射、衍射等现象，从而使宝石呈现出特殊的光学效应，增加了宝石的奇特感，提高了宝石的价值。

常见的特殊光学效应包括猫眼效应、星光效应、变彩效应、砂金效应和变色效应等。其它还有荧光、彩虹色，薄膜干涉效应等效应。

一，猫眼效应

其中，猫眼效应是一种在平行光线照射下，以弧面形切磨的某些珠宝玉石表面呈现出的明亮光带，并随样品或光线的转动而移动的现象。猫眼效应是由长形、定向且平行于一个方向的包裹体反射光线所致。具体来说，这些包裹体通常是其他矿物的针状体或纤维状体，也可以是管状孔洞。

为了显示猫眼效应，宝石通常必须切磨成弧面型，它有一个平滑的抛光的拱顶，并且必须具备以下条件：

（1）包裹体的形态应为长而细的针状体；

（2）包裹体应平行排列；

（3）包裹体数量足够丰富；

（4）宝石被切磨成顶部是弯曲的，而底部平行于包裹体所在的方向。

猫眼效应的产生与包裹体的平行排列及加工有关。由于反射出的光线呈线状垂直于包裹体方向，类似的效应也可在缝纫用的丝或棉线卷筒上观察到。

许多天然宝石都具有猫眼效应，其中猫眼石是特指具有猫眼效应的金绿宝石。其他具有猫眼效应的宝石需要在“猫眼”前冠以相应的宝石名称，例如石英猫眼、石榴石猫眼、蓝晶石猫眼等。

二，星光效应

星光效应是一种在平行光线照射下出现的光学现象，某些珠宝和玉石表面会呈现出两条或两条以上交叉亮线的形象。

这种效应是由于宝石内部存在着平行晶面排列的管状、纤维状气态、液态、固态包体，或管状空隙等物质，当这些物质以特定的方向排列时，入射光线会发生定向的反射，并在宝石表面交汇产生星光效应。

常见的珠宝石包括星光红宝石、星光蓝宝石、星光芙蓉石等呈现六射星光的宝石；星光透辉石、星光铁铝榴石、星光尖晶石等呈现四射星光的宝石；还有星光红宝石、星光蓝宝石等呈现十二射星光的宝石。

值得注意的是，不同的加工方向和包体排列方式也会影响星光效应的表现形式。例如，通过不同的切割和打磨方式，可以获得星光蓝宝石和扩散星光蓝宝石两种不同的效应。

三，变彩效应

      宝石的特殊结构对光的干涉、衍射作用产生颜色，且颜色随着光源或观察角度的变化而变化，这种现象称为变彩，也称晕彩。有变彩的宝石有欧泊、拉长石、月光石、珍珠、斑彩石等。

 （1）欧泊的变彩效应

     宝石的特殊结构可以通过光的干涉和衍射作用产生颜色，这种现象被称为变彩或晕彩。欧泊、拉长石、月光石、珍珠和斑彩石等宝石都具有变彩效应。

欧泊宝石的变彩效应是由含水的二氧化硅球粒聚集而成。球粒的粒径和空隙大小相等，并有规律地排列形成孔洞，类似于三维光学衍射光栅。球粒之间常常充满空气和水等物质。当白光进入球粒间的空隙时，会发生衍射并出现各种颜色的闪光，从而使欧泊宝石呈现出艳丽的变彩效应（见图5）。

欧泊宝石的变彩效应最为丰富，颜色多样。按照变彩的颜色数量，可以将欧泊宝石分为五彩、三彩和单彩等几种类型。其中，“五彩”指同一块宝石在旋转时可以呈现红、黄、蓝、绿、褐、紫等多种颜色，其中红色变彩最为珍贵。由于颜色丰富且变化独特，欧泊宝石也被称为“七彩宝石”。另外，“三彩”指同一块宝石在旋转时可以呈现三种不同的颜色组合，如红、蓝、绿或绿、蓝、黄。

“三彩”指同一块宝石在转动时出现红、蓝、绿或绿、蓝、黄等三种彩色。单彩指同一块宝石上只有一种色彩，且色彩单调，变彩不显著或根本不变彩。

   （2）月光石的月光效应

      月光效应是宝石内部的极微小的包裹体或特殊结构对光所产生的一种漫反射效应。

四，砂金效应

      砂金效应是由于透明宝石内含有许多不透明的固态包体，如细小云母片、黄铁矿、赤铁矿和小金属片等，当观察宝石时，这些包体对光的反射作用呈现许多星点状反光点，宛若水中的砂金，因此称之为砂金效应（如图7）。其中，日光石（长石的一种亚种）最为著名，具有明显的砂金效应。

五，变色效应

宝石在日光或日光灯等不同光源下呈现出不同的颜色。这称为宝石变色效应。被称为“白天是翡翠，晚上是红宝石”。具有变色作用的金绿宝石称为变石。其他具有变色效果的宝石还有变色蓝宝石。

金绿宝石的变色效应是一种非常有趣的光学现象，但需要注意的是，金绿宝石和变色宝石并不是同一种宝石。金绿宝石是绿色的矿物质，通常指绿色柱石英的一种变种，而变色宝石是一类具有变色效应的宝石，包括上述提到的哥伦比亚含钒蓝宝石、泰国绿色蓝宝石、立方氧化锥变石、人造刚玉变石、人造尖晶石变石等。

除了金绿宝石以外，还有一些宝石也具有变色效应，例如蓝锆石、矽锰钙宝石等。变色效应的原理是宝石中的杂质离子可以吸收某些波长的光线并反射出其他颜色的光线，从而呈现出不同的颜色。不同的光源下，波长和颜色的分布不同，因此宝石的颜色也会随之变化。