弧面宝石的特殊光学效应
【了解】宝石的特殊光学效应-猫眼效应
宝石的特殊光学效应——猫眼效应某些转动弧面型宝石表现出从一端到另一端的明亮光带，当转动宝玉石或移动光源时，光带会作平行移动，并且光带会发生粗细变化。
这种现象颇似猫的眼晴，故称猫眼效应。
一、猫眼效应产生的条件：1、宝石内部存在大量细小、密集密集、平行排列的纤维状或针状气、液、固相内含物，或晶体在生长过程中留下的空管状负晶，或晶体的一些片理，解理（及愈合的征理，解理）；2、琢磨时，宝石的底面短轴必须平行或垂直于内含物的延伸方向；3、宝石必须琢磨成弧面型。
具有猫眼效应的宝石、往往具有丝绢光泽。
二、猫眼产生的机理：将弧面型宝石中的一丝纤维看作是一根弯贡成弧形的玻璃纤维，当光线照射到这根弧形纤维时，产生一个亮点，十根弧形纤维产生连成一条直线的十个亮点，无数多的密集排列弧形纤维产生连成一条直线的无数多个亮点，这就是亮点带，就是猫眼效应。
三、弧面型宝石的高度与亮线宽度的关系。
一般说来，弧面型宝石的高度愈高，亮线愈细窄而且愈明亮，高度愈低，亮线愈宽粗而且暗谈。
当弧面型宝石的高度内反射线的焦点一致时，亮线最细最亮。
四、亮线的摆动与“眼线”的开合具有猫眼效应的宝石，随着光源的左右移动，“眼线”（即亮线）也作相应的移动，且逆光源方向移动。
当由两个光源照谢宝石时，将形成两条平行的眼线，当这两个源作交叉摆动时，眼线会产生“开、合”的现象。
五、眼线不正的原因弧面型宝石的底面轴线与平行的疑难维状包体群不平行，导致眼线位置不居中。
六、猫眼命名规则能产生猫眼效应的宝石有20多种，但宝石界传统地只将金绿宝石猫眼称之为猫眼（或猫眼石）其他宝石凡具猫眼效应的，均需在“猫眼”一词之前冠以宝石的名称，如石英猫眼、碧玺猫眼、海蓝宝石猫眼、孔雀石猫眼、玛瑙（玉髓）猫眼、磷灰石猫眼，透辉石猫眼等等。
七、猫眼的品质要求1、眼线要求：要求正（居中）、直、细、活、亮。
2、颜色：从最好到较差依次为密黄、黄绿、褐绿、黄褐、褐色。
以蜂密状的密黄色为上品当用聚光手电照射猫眼的右侧时，右侧呈密黄色，左侧呈乳白色；当照射其左侧时，则左侧呈密黄色，而右侧呈乳白色。
宝石的特殊光学效应
宝石的特殊光学效应整理/刘富康一些宝石由于特殊的结构或者包裹体，产生 十分迷人的光学效果，被称为特殊光学效应。
这 些光学效应的存在不仅增加了宝石的美观性以及 价值，还可以在鉴定宝石过程中，缩小判定宝石 品种可能的范围。
(1)猫眼效应猫眼效应是指在平行光照射下，以弧面形切割的珠宝玉石表面呈现一条明亮光带，并且随着 宝石或光线的转动而转动的现象。
这条光带像描 的眼睛一样，所以称为猫眼。
这种现象是由于宝 石内含有一组定向排列的针状、柱状或纤维状包 裹体，排列方向平行于底面。
若切割时宝石的底 面不与包裹体平行，那么眼线就会发生偏离。
常见的可以产生猫眼效应的宝石有：红宝石、蓝宝石、祖母绿、金绿宝石、海蓝宝石、月光石、碧玺、透辉石、磷灰石等。
注意：当“猫眼”作为一种宝石名称出现时，仅指“具有猫眼效应的金绿宝石”，其它具有猫眼 效应的宝石在命名时，必须在“猫眼”二字之前 加上宝石名称，例如“红宝石猫眼”、“合成蓝宝 石猫眼”。
星光红宝石——六射星光(刘富康摄于中国地质博物涫)(2)星光效应星光效应是指在平行光照射下，以弧面形切 割的珠宝玉石表面呈现两条或两条以上的交叉亮 线，并且亮线随宝石或光源的移动而移动的现象。
星光效应的形成原理与猫眼效应相似，但是星光 效应是因为宝石内部含有两组或两组以上定向排 列的针状、柱状或纤维状包裹体。
根据星线的数量, 又可以分为四射星光、六射星光和十二射星光。
常见的可以产生星光效应的宝石有：红宝石、蓝宝石、石榴石、尖晶石、水晶、透辉石等。
在 给这些宝石命名时，需在宝石名称之前加上“星光”二字，例如“星光红宝石”。
闲趣(3)变色效应变色效应是指在不同光源下，宝石会呈现不 同颜色的现象。
例如变石，它在白炽灯下呈紫红色，在日光下呈现绿色，因此它拥有“白天的祖母绿，夜晚的红宝石”之称。
常见的具有变色效应的宝石有：变石、蓝宝 石、石榴石、碧玺等。
在给这些宝石命名时，需 在宝石名称之前加上“变色”二字，例如“变色 蓝宝石”。
宝石的各种效应
宝石的各种效应璀璨的宝石绚丽多彩，是通过宝石的颜色、光泽、透明度、折光和琢型等衬托出来。
由于宝石结晶时其内部常含有包裹体、双晶纹、晶格结构缺陷等，造成光的干涉、衍射、散射等现象，在光照下会出现一些特殊的光学效应，使宝石更美，同时也提高了宝石的价值。
常见的特殊光学效应有星光效应、猫眼效应、变色效应、月光效应、游彩效应、金星效应、发光效应等。
(1)星光效应又称星彩效应或星状图形效应。
弧形凸面宝石在光的照射下，宝石表面呈现交会的四射、六射和最多十二射星状光芒的光学现象，似夜空中的星光。
(2)猫眼效应弧面宝石在光线照射下，宝石表面呈现的明亮的光带，转动宝石时，光带移动，似猫眼细长的眸子，称猫眼效应或游彩效应。
(3)变色效应宝石在日光或灯光（富于红光的灯光）等不同光源下，呈现不同的颜色，称为宝石的的变色或变彩效应。
(4)游彩效应游彩效应又称游色效应。
即在白光照射下，同一宝石戒怖上同时显示出多色变换闪光的一种现象。
当转动宝石或光源时，可见宝石色彩不断游动变换，闪闪迷人，出现红、橙、黄、绿等的多种色谱。
(5)月光效应月光石是具格子状双晶的微斜长石，两组相互近似垂直的双晶纹，对入射光散射，密集的散射光线集中在一起，呈朦胧的晕色，如同月光，所以称为月光效应。
具月光效应的微斜长石称为月光石。
(6)金星效应透明、半透明的宝石，当内部含有许多不透明的微小固体包体时，在光照射下，经反射而闪闪发光，这种现象称金星效应，又称砂金效应，如金星石英等。
(7)发光效应有荧光或磷光现象的宝石称为发光宝石，其中磷光强的宝石，俗有“夜明珠”之称。
如红宝石的红色荧光，白钨矿的蓝色荧光，金刚石的蓝色磷光等。
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现在让我们了解五行相生相克的定律，找出相生的水晶。
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灵性宝石：猫眼石
101悦读猫的眼睛美丽、灵动，独具特色，难以忘怀。
而神奇的自然界竟也存在这类宝石，当把它加工成弧面后，在其弧面上出现一条明亮并具有一定游动性的光带，宛如猫眼的长眸，这就是猫眼石。
当你看向它，它表现出的光现象与猫的眼睛一样，灵活明亮，能够随着光线的强弱而变化，这种光学效应称为“猫眼效应”。
其实自然界具有“猫眼效应”的宝石不少，如海蓝宝石、电气石、碧玺、月光石等，但是宝石学界只把具有猫眼效应的金绿宝石称之为猫眼石，所以一般说的猫眼石指的是金绿猫眼宝石，并因稀少而非常名贵，主要产地是斯里兰卡、巴西等地，关于斯里兰卡猫眼石还有一个传说，古代斯里兰卡白胡山中，居住着一位养猫的老人，老人与猫相依为命，猫死后，老人很伤心。
后来，猫托梦给老人。
老人去掘猫观看，只见猫的眼睛坚硬如珠，中间还有一条亮带，很美丽。
于是，老人将一只猫眼埋入了白胡山中，另外一只食之，老人因此成仙，山中后来以产猫眼宝石而著名。
市场上卖的猫眼石价格也不平民化。
官方报价猫眼石根据颜色划分等级和价格：最好的颜色褐黄色最为名贵，每颗都在9万元以上，黄绿色、褐绿色在7万元以上，其他依次为蜜黄色6万元，褐色为3万元，虽然价格如此之高，但人们依然趋之若鹜。
猫眼石的优劣不单以颜色划分，还包括因为光学原理产生的猫眼效应的眼线，好的猫眼石眼线平直、均匀，连续而不断线，清晰而不混浊，明亮而不灰暗。
宝石重量也是关键，重量越大，价值越高，在市场上猫眼石的直径大于5厘米的也很少见了。
由于猫眼石的稀有，价格攀高，利益也十分诱人，使得人工猫眼石也出现在市场上。
人工猫眼石是用玻璃纤维制成的，有红色、蓝色和褐黄色，人工猫眼石在弧形顶端同时出现2~3条亮带，而天然猫眼石的光带仅1条。
当用放大镜观察人工猫眼石的两侧，可见六边形蜂窝状结构，同时人工猫眼石比天然猫眼石的硬度低。
区别人工猫眼石和天然猫眼石要仔细斟酌，切勿上当受骗。
猫眼石被认为是具有灵性的宝石，常用来消灾辟邪。
在东方的许多国家里，猫眼石常被用来当作护身符，起到转运作用。
宝石学——名词解释
宝石：光轴：光沿此方向入射时不发生双折射对称轴：为一假想直线穿过晶体结构的一个方向，当晶体围绕此轴转动一周时，相出现几次即是几次对称轴。
多色性:二色性：一轴晶材料中有两个主振动方向，可发生差异选择性吸收并产生两种颜色的多色性。
三色性：二轴晶材料中有三个主震动方向，但对于穿过晶体结构的任一光线，同一时间内的振动方向不会多于两个。
由于光学二轴晶材料取决于所观察的振动动方向可显示三种颜色变化，所以它们被称为三色性。
荧光：材料在电磁波激发下发射可见光的现象。
磷光：激发源撤除后具荧光性物体在较短时间内继续发光的现象。
乳光：(蛋白光)由微细结构或微细包裹体对光的散射形成的半透明浑浊质感则称之为乳光效应。
变彩：是一种干涉及衍射效应，指光从薄膜或欧泊所特有的结构中反射出，经过干涉或衍射作用而产生的颜色或一系列颜色，也称晕彩。
晕彩：当光波因从薄膜、裂隙反射或因衍射而发生干涉作用致使某些颜色被去除而另一些被加强时所看见的颜色效应。
火彩：白光照射下转动透明无色或浅色的刻面宝石，某些刻面会显示明亮的颜色闪烁效应。
星彩（砂金效应、日光石效应）：光从宝石材料所含规则及不规则排列的赤铁矿和其他铁矿小片或云母小片以及铜片晶等反射而产生的星闪效应。
闪烁：宝石因光源移动，或观察角度变化，引起刻面对光源的反射成敏感交替现象。
临界角：如果折射线是沿两个介质的界面，那么折射角必定是90°当这种情况出现时，入射角被称为临界角。
全内反射:色散:当白光进入物体时，由于每种波长光都以不同角度折射而导致白光分解为可见光谱成色的现象。
吸收光谱:当白光在进入分光镜之前先穿过一个有色宝石，因宝石中含有上述致色离子，一定颜色或波长可被宝石所吸收，导致该白光光谱中有一处或几处间断，并以暗线或暗带的方式出现，其完整样式被称为“吸收光谱”选择性吸收：所有的有色物体具体有吸收（捕获）可见光中某些波长的物理技能。
月光效应:星光效应:宝石内部定向排列两组或两组以上平行纤维状或管状包裹体反射所造成。
宝石的物理性质：光学性质.
宝石的物理性质：光学性质光学性质概述宝石矿物的光学性质在宝石鉴定、评价以及设计加工中均具有极其重要的意义。
首先，宝石的颜色、光泽以及所具有的一些特殊的光学效应都是光与宝石相关作用的结果，因此，光与宝石间相互作用产生的效应是评价宝石价值高低最重要的依据；第二，对宝石（特别是成品）的鉴定，一般要求无损伤鉴定，所依据的主要是宝石的光学性质，如折射率、双折射率等，因此，光学性质对宝石鉴定至关重要；第三，为了最大限度地体现宝石的美，必须将宝石所能产生的最吸引人的效果显示出来，为此，加工中必须充分了解宝石的光学性质。
因此，光学性质对于宝石的重要性体现在评价、鉴定与加工等方面（见图1-5-1）。
图1-5-1 光与宝石的关系示意图光的本质光的本质很早就引起人们的注意。
但直到近代，人们才认识到光是一种电磁波，它既具有波动性又有粒动性。
波动性说明光是按波的形式以30万km/s的速度在真空中传播；电磁波的振动方向垂直于传播方向，即光波是横波，并可用波长、波幅来表示（见图1-5-2）。
其图1-5-2 光的波动特性示意图中波长表示电磁波的能量大小，波幅表示电磁波的强度。
整个电磁波是一个广阔的领域，它包括了波长极长的无线电波（波长1000-2000m之间），到极短的宇宙射线（波长小于10-4nm）。
电磁波从无线电波到红外线、可见光、紫外线、X-射线、r•射线，最后到宇宙射线，依次按波长顺序排列，组成一个完整的电磁波谱。
由电磁波谱可知，可见光只是整个电磁波谱中极窄的小段，其波长约为780nm-380nm。
这小段电磁波能引起人的视觉反映，即能为人眼所看见，故称可见光。
不同波长的可见光可呈现不同颜色。
当波长由大到小，相应的颜色由红（780-630nm）、橙（630-590nm）、黄（590-550nm）、绿（550-490nm）、蓝（490-440nm）、紫（440-380nm）。
普朗克和爱因斯坦经研究证明，光不但具有波动性，而且具有粒动性。
猫眼效应
有些宝石不以颜色、透明度称雄，但具有特殊的光学效应，如星光效应、猫眼效应、变彩效应、月光效应等。
这是由于某些宝石具有特殊的结构或包含一些特殊的包裹物，进而对光反射、干涉、衍射而产生的特殊光学现象。
有了这些特殊效应；可以增强一些本不起眼宝石的美感，平添了几分姿色、几分神秘，因而使其身价倍增。
这些特殊的效应要求特殊的加工才能凸显出来。
如山东的一种黑褐色蓝宝石，最初被作为废石丢掉，后因发现其弧面形宝石的表面具有明显的六射星线，而被重新定为宝石。
光照下一些弧面形宝石的表面呈现一条闪亮的光带，犹如猫的眼睛，故而得名。
随着光源或宝石的摆动或观察角度的改变，光带在宝石表面作反方向平行移动。
产生机理：猫眼效应的产生是宝石及其内部定向包裹体或定向结构对可见光的折射和反射作用引起的。
宝石具备以下条件时便可产生显著的猫眼效应：具有一组平行且密集的内含物，通常是管状或针状包裹体；弧面形宝石的底面与针状包体平行。
评价眼线是否窄细、明亮；游动是否灵活；是否居中。
猫眼效应的产生与平行排列的针管状包裹体和加工有关。
具有猫眼效应的宝石有金绿宝石、碧玺、绿柱石、磷灰石、石英、方柱石、红柱石等，其中以金绿宝石产生的猫眼效果最佳，导致猫眼成为金绿宝石猫眼的专用名称。
光照下一些弧面形宝石的表面呈现一组放射状闪动的亮线，形如夜空中闪烁的星星，称为星光效应。
随着宝石的转动或光源的转动，星光将在宝石表面作反向转动。
产生机理：同猫眼效应的形成机理，所不同的是含有两组或两组以上的定向包裹体或定向结构。
种类：四射星光、六射星光、12射星光（二套六射星光）评价：各亮带是否清晰、细窄、完整；亮带交叉点是否位于弧面中心。
具有星光效应的宝石：红宝石、蓝宝石、铁铝榴石、尖晶石、透辉石、芙蓉石等。
丝光如果红、蓝宝石含有的针状包体数量不足，但是还能显示出较弱的不完整的光带，称之为丝光。
丝光影响红宝石的品质，需要通过热处理来消除。
由于宝石的特殊结构对光的干涉、衍射作用产生的颜色，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。
宝石琢型的分类及演化
亭深比例 （%） 43.1 46
42.5-51.5 49 35
45-51
A、百日红琢型
B、向日葵琢型
C、大丽花琢型
D、金盏花琢型
E、火玫瑰琢型
③心箭琢型
邱比特琢型在“心和箭观察仪” （FireScope目镜）镜下的图象
④ 千禧切工凹面形琢型
巴西千禧切工水晶
（4）混合琢型
• 混合琢型是指同一颗宝石的冠部和亭部切磨成不同 类型的款式。
• 其腰棱为垫形，共有34个刻面，包括16个冠部刻面、 16个亭部刻面、1个台面和1个底尖。
• 该琢型有下面两种变形： • ①英国方形琢型 • ②英国星形琢型
①英国方形琢型
• 该琢型有一个八边形的台面，四周有8个三角形的 刻面，其间夹有另外8个三角形的刻面；在亭部同 样有8个三角形刻面和4个大的五边形刻面相交于一 个小的底尖，总共有28个刻面。
• 对于钻石，圆形明亮琢型已有了几种被认为是能最 好地显示亮度、火彩并保持重量的理论比例，如美 国理想琢型、艾普洛琢型、国际钻石委员会琢型及 斯堪的纳维亚琢型等。
①美国理想琢型
• 也称“美国明亮琢型”或“托尔可夫斯基理论明亮 琢型。
• 目前，一般认为美国明亮琢型或托尔可夫斯基明亮 琢型的标准比例为：台宽为53%，冠高16.2%，冠角 34°30′,亭深43.1%，亭角40°45′。
• 该琢型常用于0.05ct 以下的钻石和较小的宝石。
3）老单（明亮）琢型
• 老单（明亮）琢型也称八边琢型，具八边形腰棱。 冠部有8个斜刻面和1个台面，亭部有8个斜刻面， 偶尔有底尖。
• 常用于小钻。
4）双明亮琢型
• 双明亮琢型大约在1615年出现，是应马扎林的要求 而设计出来的，故又称为马扎林琢型。
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宝石琢型设计与加工实训课程学习报告
一、学习目的
天然的珠宝玉石有很多不同的种类，然而这些美丽的宝石在打磨加工之前，珠宝玉石的外表都十分质朴，只有经过人工的琢磨才能呈现出珠宝玉石内部的璀璨和光华。
彩色宝石的绚丽多彩是通过宝石的颜色、光泽、透明度、折射和琢型等衬托出来的。
不同的宝石有着不同的颜色、光泽等，也正是由于其独特的物理构造，宝石在光照下会出现一些特殊光学效应。
宝石的素面有素面朝天的意思，也就是几乎没有任何修饰的宝石，经过人工简单的打磨抛光加工之后而产出的宝石成品，呈现出弯曲，弧度表面的外观，也被称作光面、蛋面、弧面等。
素面宝石特别适合具有特殊光学效应的宝石，能充分弥补宝石在火彩、透明度和瑕疵等方面的不足。
在光照下，所出现的一些光学效应，使得宝石更美丽动人。
比较常见的光学效应有星光效应、猫眼效应、变色效应、变彩效应、月光效应、砂金效应等。
二、学习时间与地点
家庭网络授课
三、学习内容及过程
星光效应
弧形凸面宝石在点光源的照射下，宝石表面呈现交会的四射、六射或十二射星状光芒的光学现象，似夜空中的星光，被称为星光效应。
当垂直纤维状包裹体长轴方向切割打磨后，二组或三组平行排列的包裹体以不同角度相交就会产生闪亮的放射状光带。
在红(蓝)刚玉的晶体中，含有针状的金红石矿物包裹体，它们平行地伸向六角柱状晶体,在各个面上密集地排列在一起。
这些气体、液体包裹体或微细矿物包裹体具有的条带丝状构造,使光的反射以一定角度交汇于一点,产生星状光芒。
四射星光如星光透辉石、星光尖晶石;六射星光如星光红宝石和蓝宝石、星光芙蓉石，十二射的如星光红宝石。
以刚玉宝石(红、蓝宝石)的星光效应最好。
猫眼效应
在平行光线照射下，以弧面切磨的某些宝石玉石表面会呈现一条明亮的光带，该光带随样品或光线的移动而移动，称为猫眼效应。
自然界中具有纤维状结构或针状包裹体的质矿物,都可以磨出猫眼效应来。
具有猫眼效应的宝石,其内部含有密集向平行排列的针状或棒状的矿物晶体包裹物,它们在宝石中产生同方向的条状反射。
若要使其呈现猫眼效应，必须要将宝石琢磨成半球状，且使纤维结构与猫眼光带为90度角。
好的金绿猫眼宝石,在蜂蜜色的弧面正中有一条笔挺的细光线贯穿始终,如果在它的两边还有两条乳白色勒光。
高档的金绿猫眼，其“宝气”深凝内敛，在不同光源下或光线强弱变化的情况下，宝石表面会闪烁奇异且层次丰富的光彩，底气深蕴。
变色效应
在不同光源的照射下，如自然光线和照明光线，同一块宝石的颜色会发生变化，称为变色效应。
这一效应以亚历山大石最具代表性，所以人们称它为“变石”。
具变色效应类宝石的吸收光谱介于红宝石和绿宝石之间。
在视觉上它们的颜色取决于入射光，比如亚历山大石在阳光下呈绿色，而在白炽光下则呈红色，即产生变色效应。
变彩效应
由于宝石的特殊结构，对光的干涉、衍射作用产生的颜色，颜色随着光源或观察角度的变化而变化，这种现象称为变彩效应。
这种光学效应常出现在二氧化硅类宝石。
如欧泊，是典型的具有变彩效应的宝石。
月光效应
月光石是具格子状双晶的微斜长石，两组相互近似垂直的双晶纹，对入射光散射，密集的散射光线集中在一起，可见宝石表面呈现蓝色、白色的浮光，看似朦胧的月光，所以称为月光效应。
具月光效应的微斜长石称为月光石。
砂金效应
砂金效应又称金星效应，日光石等透明、半透明的水晶，当内部含有许多不透明的微小固体包体时，在光照射下，经反射而闪闪发光的现象。
原因
是日光石内含有大量的薄片状赤铁矿或针铁矿包裹体。
这些包裹体呈现出火红色或褐红色，在光的照射下反射能力强，而显出一种金黄色到褐色色调的火花闪光。
四、总结
弧面型宝石的加工工艺较简单，分为八道工序：画线、下料、圈形、上杆、预形、细磨、抛光和后期处理。
在画线的工序里包含着设计的过程。
画线前如果在原料上发现上面有很多细小的微裂纹，则原料就无法利用。
如发现有包体、瑕疵或质软的小点，应及时圈出，以免画在弧面型宝石的轮廓内。
另外可根据花纹的形状设计出不同腰形的弧面型宝石。
在画线时要注意原料两面的花纹是否一样，要考虑弧面宝石经磨削成形后，原有花纹的增减或隐没情况。
一块原石拿来后，首先要对它进行审查，尽量从原石外皮分析到里面的颜色、透明度、有无特殊光学效应。
了解宝石的外部特征：包括形状、重量、宝石原料的颜色，外表有无大的裂隙和包体。
通过了解掌握的已知情况，推断出未知情况。
如颜色是否均匀，裂有多深，里面的裂纹有多少，是否存在特殊光学效应等等。
对于小粒原石，加工设计可直接参照款式设计。
对于大块原石，就应选择设计方案，例如对于同一原石有不同设计方案，选用哪种方案，要视其价值的大小而定。
至于原石磨成哪种弧面型，这要视情况而定。
一般具猫眼效应的宝石选用高凸面琢型，因为这样更能体现它的猫眼效应，使猫眼变得更细、更亮；欧泊石多采用扁豆型，这与欧泊原石的形状有关；星光红、蓝宝石多采用双凸面琢型，因为这样既可以有效地显示星光效应，又可保重；空心凸面型多用于深红色的铁铝榴石，因为这样可减轻色彩浓度。