宝石的光学性质
宝石学基础：宝石矿物的物理性质(光学性质).
宝石学基础：宝石矿物的物理性质（光学性质）光学性质光和宝石（自然光和偏振光）自然光经宝石（特别是各向异性宝石）反射、折射、双折射或选择性吸收等作用后，可转变成只在一个固定方向内振动的光波，这种光称为偏振光。
偏振光是在单一平面内并只在与传播方向垂直的一个方向上振动的光。
1、光的反射是指落到宝石表面的一部分光由表面折回的现象。
由光的反射而提供的一系列重要的光学效应：光泽：金刚光泽、亚金刚光泽、玻璃光泽、树脂光泽、丝绢光泽、金属光泽宝石的光泽也称反射率，可通过反射率仪来测试。
特殊光学效应：光彩、猫眼效应、星光效应、晕彩。
亮度：是指光从宝石亭部小面反射而导致冠部呈现的明亮和度，取决于宝石的透明度和琢磨比例。
2、光的折射折射：是指光穿过两个不同光密度的介质时（入射线与分界呈900除外），其传播方向发生变化的现象。
全内反射；以临界角（折射角等于900时）为基准，所有小于临界角的角度与分界面相遇的入射光，将离开光密度较大的物质而进入光疏介质中。
所有大于临界角的入射光与分界面相遇时，将发生全内反射（遵守反射定律）并留在光密度较大的物质中。
3、宝石的颜色颜色不是物质固有的特征，它只是光作用于人的眼睛而在人的头脑中产生的一种感觉。
这是颜色的本质。
颜色形成的条件：白光源、改变光的物质（致色元素）、接受残余光的人眼和解释它的人脑。
宝石颜色引起的因素：化学元素（自色元素、他色元素），铬元素致色的重要性。
（红宝石、祖母绿、变石），电荷转移（堇青石），晶体结构缺陷造成电子转移（电子色心和空穴色心，如萤石）主要致色元素（Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu），放射性元素如U、Th。
色散；如钻石干涉与衍射；如欧泊的晕彩。
月长石的光彩。
多色性：一轴晶宝石具二色性，二轴晶宝石具三色性。
4、宝石的透明度透明度就是指宝石矿物透过可见光的能力，主要与宝石矿物对光的吸收的强弱有关。
透明：宝石矿物碎片厚为0.01cm时能透光.半透明：宝石矿物碎片厚为0.01—0.001 cm之间时能透光。
02宝石学基础(光学物理学性质)
7 多色性
宝石晶体在透射光条件下，从不同方向观察呈现出不 同的颜色，这种现象称为多色性。对于有色宝石来讲， 一轴晶一般呈现二色性,二轴晶呈现三色性。
蓝宝石具二色性：垂直光轴方向呈现蓝色、平行光轴 方向呈现绿色。蓝色黝帘石呈现三色性：蓝色、紫色、 黄绿色。
8 光泽
光泽（luster）是宝玉石表面对可见光的反射程度， 是由其反射光的强度所决定的，与宝玉石本身的折射率 和吸收系数有关，折射率愈高、吸收系数愈大，则其光 泽愈强。光泽亦是宝玉石的鉴别特征之一。
(3)二轴晶：在非均质晶体中，有两个方向不发生双折射 的晶体，称为二轴晶。二轴晶包括斜方晶系、单斜晶系 三斜晶系。这三个晶系的晶体，光在三个方向传播速度 均不相同，故属二轴晶的晶体有三个折光率：Ng、Nm、 Np。当Np靠近Ng为二轴晶正光性，当Np靠近Ｎm时为二轴 晶负光性。
5 颜色
宝石的颜色是宝石经济评价的主要 依据。颜色是矿物的重要光学性质之一。 不少矿物有它的特殊颜色，因此它可以 作为矿物的一种鉴定特征。例如孔雀石 的特殊绿色、蓝铜矿的特殊蓝色都是鉴 别这些矿物的重要特征。
(2) 当 自 然 光 进 入 非 均 质 宝 石 后 ， 原来是在任意方向振动的自然光便 分解成相互垂直的两条偏振光，传 播速度除特殊情况外(光轴方向)也 不相等，呈现了两条折光率不同的 光波，此种现象称为双折射。最大 折光率值和最小折光率值间的差值， 称为双折射率。双折射及双折射率 是识别宝石的主要特征之一。
(2) 非晶质：有些貌似固态的物质，有一定的化学组成， 但质点只按短程有序排列，不具格子状构造，称为非晶 质，如玛瑙、火山玻璃、琥珀和人造玻璃等。
2.晶系
按照晶体中质点的对称程度将晶体划分为三个晶族 七个晶系。
宝石双折射率
宝石双折射率宝石双折射率概述宝石是一种常见的珠宝材料，也是一种重要的光学材料。
它具有许多特殊的光学性质，其中之一就是双折射率。
本文将详细介绍宝石双折射率的相关知识。
什么是双折射？当光线通过某些晶体时，会发生折射现象。
在普通折射中，入射光线和出射光线在同一个平面内，并且两者之间的角度相等。
但是，在某些晶体中，入射光线会被分成两个方向的偏振光线，这种现象被称为双折射。
如何测量双折射？为了测量一个晶体的双折射率，需要使用一个称为波片的装置。
波片可以将入射光线分成两个方向的偏振光线，并且可以控制这两个偏振光线之间的相位差。
通过测量在不同相位差下出射光线的偏振状态和强度，可以计算出该晶体的双折射率。
什么是宝石双折射率？宝石是一种具有双折射性质的晶体。
它的双折射率取决于入射光线的波长、入射角度和晶体的结构。
在宝石中，双折射率通常被表示为两个值，一个是快轴方向上的双折射率，另一个是慢轴方向上的双折射率。
不同种类宝石的双折射率不同种类的宝石具有不同的双折射性质。
下面列出了一些常见宝石的双折射率数据：1.钻石：快轴方向上为0.004，慢轴方向上为0.0082.红宝石：快轴方向上为0.0085，慢轴方向上为0.0093.蓝宝石：快轴方向上为0.0078，慢轴方向上为0.00824.祖母绿：快轴方向上为0.0056，慢轴方向上为0.0061应用由于其特殊的光学性质，宝石被广泛用于各种光学应用中。
例如：1.光学仪器：由于其高透明度和双折射性质，宝石被广泛用于光学仪器中，如激光器、显微镜和望远镜。
2.宝石珠宝：由于其高硬度和美丽的外观，宝石被广泛用于珠宝制作中。
3.天然宝石：许多天然宝石，如红宝石和蓝宝石，都具有双折射性质。
这些天然宝石可以通过测量其双折射率来进行鉴定。
总结本文介绍了宝石双折射率的相关知识。
通过了解不同种类宝石的双折射率数据以及其应用领域，可以更好地理解这种特殊的光学现象。
蓝宝石材料的光学性能及其应用研究
蓝宝石材料的光学性能及其应用研究蓝宝石，即铝氧化钻石，是一种常见的宝石材料，拥有高度的光学透明度及优异的物理化学性质，因此在近几年被广泛研究并应用于光学器件、激光技术、微电子学等领域。
本文将就蓝宝石材料的光学性能及应用进展做一简要介绍。
蓝宝石材料是一种具有特殊晶体结构的材料，其晶格常数与钻石十分接近，因此具有极高的硬度和高温抗性，也可在高温或强酸强碱环境下保持稳定性。
由于蓝宝石材料光学质量好、透光性高、折射率低、温度系数小，在光学器件、激光技术、微电子学等领域中具有良好的应用前景。
一、蓝宝石的物理化学性质蓝宝石材料的化学分子式为AL2O3，其硬度为9，居于经典矿物硬度表的第二位，理论密度为3.98g/cm3。
蓝宝石通过晶体生长技术生产出来的蓝宝石晶体通常不大，因而可以应用在一些微型设备上，例如制造MEMS器件和深紫外LED。
此外，蓝宝石晶体抵御强酸、高温、高压、真空等多种恶劣环境的能力比较强。
二、蓝宝石的光学性能蓝宝石的透明度非常高，通常在UV（紫外线）到IR（红外线）波长范围内具有极高并且表现稳定的透明度，同时反射率低。
这种透明度以及对光的反射能力被广泛地利用于光学器件中，例如光学器件透镜（Linear），也可以应用在激光器和LED器件上。
三、蓝宝石的应用进展1. 蓝宝石激光器蓝宝石材料具有双折射性，且具有高光学质量（Homogeneity、refractive uniformity、特殊晶体结构），能输出近似于100%的线偏振光，能够提供高功率输出。
蓝宝石激光器可以应用在医学领域激光治疗，检测金属和塑料零件的紫外线辐射等领域。
2. 蓝宝石透镜由于蓝宝石透光性高且相对固有的物理化学性质，蓝宝石透镜在紫外线成像、光学测量等领域具有很好的应用前景。
由于蓝宝石能够将光分离为线偏振光和非线偏振光，这种性质被广泛利用于光学传感器、无线电和雷达器件等领域。
3. 蓝宝石硅制品各种个样的硅制品，包括耐磨装置、轴瓦、轴承、高性能梭子块和各种滑动零件等，使用了蓝宝石的优异硬度和高温抗性的特性。
论宝石的光学效应
论宝石的光学效应摘要：本文介绍了宝石的特殊光学效应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。
宝石的特殊光学效应是光的折射、反射、干涉、衍射等，作用在宝石中引起的猫眼效应、星光效应、变彩效应、变色效应、彩虹效应等。
宝石是一种光学性质非常优异的矿石,它们能够吸收各种光线，因此产生了颜色、色散、光泽、透明度等一系列的光彩耀人的光学效果。
其和宝石的化学成分、晶体结构、集合体结构等有着重要的关系。
关键词：猫眼，星光，变彩，变色，彩虹，青白光彩，砂金1、猫眼效应猫眼一词的含义大致有三种： (1)指具有“猫眼”效应本身； (2)泛指具有猫眼效应i的任何宝石； (3)专指具有猫眼效应的金绿宝石。
目前只有金绿宝石的猫眼无需注明矿物种而直称为猫眼。
能产生猫眼效应的其他一些宝石包括石英、碧玺、绿柱石及磷灰石等等，不应将这些宝石直称为“猫眼”，但可以在猫眼前加矿物名称如：石英猫眼、绿柱石猫眼。
具有猫眼效应的宝石很多，但以金绿宝石猫眼最为珍贵。
它产量稀少，坚固耐久，外表美观。
它既具有8．5的高硬度，又具有相当好的韧性，是制作饰品的理想材料。
为显示出猫眼效应，一般原石都是琢磨成半球形素身石，切割时要求猫眼的亮线应位于宝石弧面的中央，要使眼线细窄而界线清晰移动灵活。
猫眼主要产地为斯里兰卡，近年虽然在巴西和东非也有发现但仍然非常稀少。
金绿宝石猫眼的颜色有绿黄、蜜黄及黄棕等，以深色且具有蜂蜜一样的外观和色调为最佳，因为在这种颜色背景下的宝石经琢磨后，猫眼效应特别强烈灵活。
当宝石受到阳光照耀时，由宝石内部反射出一条聚集的耀眼活光，其形态酷似猫的眼睛，当光线的强弱有所变化时，猫眼的光线也随光的强弱或粗或细。
当微微摆动宝石时，那闪烁的光线也灵活变动。
当把猫眼宝石放在两个聚光灯束下，随着宝石的转动，眼线将会出现张开与合上的现象。
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。
宝石的光学性质
１）变彩效应：是由于特殊的结构（如宝石内部有微裂隙、结构空隙、双晶面、解理面以及晶体离溶的微晶片等）使光发生干涉、衍射作用而产生一种漂浮的五彩缤纷游动的色晕。
随着光源或观察的角度的变化，颜色也发生变化。
最典型的例子是欧泊欧泊的特殊结构决定了其变彩的能力和变彩特点：当二氧化硅的大小大于可见光波长时，可见光直接通过，不具有变彩效应，即普通的蛋白石。
当二氧化硅的大小小于可见光波长时，大部分的可见光被挡在欧泊外，仅发生瑞利散射，形成一种淡淡的蓝色乳光。
当二氧化硅的大小与可见光的波长相近或略大于时，会产生各种颜色的色斑。
（色斑的存在应理解为堆积小球直径的不均匀分布）（１）具有变彩效应宝石：欧泊，拉长石（由于聚片双晶的片状构造引起）合成蛋白石，塑料，玻璃，玛瑙，珠母，贝壳大理石等（２）分类单变彩：如月光石多色变彩：欧泊，拉长石（３）评价对变彩效应的宝石，应顾及其种类、石质、变彩的式样以及变彩的颜色。
最珍贵的变彩是红色，其次为紫色，橙色，黄绿色，蓝色。
颜色越鲜艳、浓、明亮，越受人喜爱。
２）月光效应：半透明乳白色弧面型的宝石表面，随着宝石的转动，在一定的角度范围，可见到白色至蓝色的似朦胧的乳光，胜似夏夜的月光，这种现象称为月光效应。
原因：是由于折射率稍有差异的正长石和钠长石呈薄的互层生长，这种互层结构对光的散射作用以及解理面对光的反射和干涉作用的综合效果使宝石表面产生漂浮状的光彩。
颜色取决于薄层的厚度：层厚：为白色层薄：为蓝色或淡蓝色。
３）砂金效应：在透明或半透明的宝石内部含有大量的定向排列的赤铁矿、针铁矿或其他金属矿物薄片，随着宝石的转动能反射出红色或金色的反光，这种性质称为沙金效应。
常见宝石：日光石和人造砂金石。
４）猫眼效应：在光线的照射下，以弧面形切磨的某些宝石，表面呈现一条明亮的光带，当转动宝石时，光带随之移动或出现光带张合现象，犹如猫眼瞳孔收缩成的一条狭缝，这种效应称为猫眼效应。
（１）产生的条件：一组密集的定向排列的包裹体或相似结构，包括：气液包体，纤维状、针状晶体，晶体生长过程中留下的管状负晶，或一些片晶，定向的解理等，他们对光的反射、折射形成。
05.1 光的基本性质及宝石的光学性质
现代科学证实，光具有波粒二像性，只有将 光的波动理论与光的量子理论结合起来，才能对
光的本质进行完整的解释。
第二节
自然光与偏振光
1.自然光 一切从光源直接发出的光波，统称为自然光，如 太阳光、灯光等。
2.偏振光 在垂直光波传播方向的某一固定平面内沿一固 定方向振动的光波称为平面偏振光，简称偏振光 或偏光。如图1—3—4所示，偏振光的振动方向 与传播方向构成的平面称振动面。
一轴晶宝石，在平行光轴或平行光轴面 的面内，多色性表现最明显（二色性），垂 直光轴的平面则不显多色性；其它方向的平 面的多色性的明显程度介于上述二者之间。
二轴晶彩色宝石可以有三个主要颜色（三 色性），它们分别与光率体三个主轴ng 、 nm 、 np相对应。 在平行光轴面的切面中多色性最明显，它 的两个颜色分别与ng和np相当，在垂直光 轴的切面上只显示一种颜色，此颜色与nm 相对应。
光的量子理论 普朗克在1900年提出了光的量子理论，认为 各种频率的光只能不连续地被发射和吸收，即光具 有粒子性，能量是不连续的，是量子化的。 爱因斯坦进一步提出，光的辐射场也是量子化 的，光在空间传播也具有粒子性，即一束光是一束 以光速运动的粒子流，这些粒子称为光量子，或光 子，不同频率的光子具有不同的能量。 光的粒子性很好地解释了光的直线传播、光的 折射和反射，能解释宝石的颜色成因，以及荧光、 磷光等现象。
3.光的散射 散射是指由传播介质的不均匀性引起的光线 向四面八方射去的现象。
若散射中心非常小，即引起散射的粒子小于光的波 长（d<λ）时，这种散射称为瑞利散射。 在瑞利散射中，散射强度与光的波长成反比。 所散射的高能光波为蓝紫色光，橙红色光大多不被 散射，因此所见侧光多呈浅蓝色。
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3、宝石加工中，多色性对于宝石工匠很重要。具 有多色性的宝石加工中必须正确取向。如红、蓝宝石加 工中必须顶刻面垂直C轴方向，方可显示最好的颜色
六．多色性
宝石名称 光性 基本体色 多色性颜色
红宝石
蓝宝石 祖母绿 红柱石 堇青石
U（－）
U（－） U（－） B（－） B红色蓝色 绿色绿褐色 蓝色红色和橙色
八．发光性
宝石的发光性可用来鉴定宝石 ：
1、帮助区分某些天然宝石的人造宝石：天然蓝宝石无荧光， 合成蓝宝石发红色荧光；
2、帮助区分群镶钻石及钻石仿制品：群镶钻石LW下发出的荧 光强度和荧光的颜色有差异，群镶钻石仿制品发出均匀性荧光
3、帮助鉴别某些人工处理宝石：翡翠在紫外光下发出浅色荧 光，B货翡翠在紫外光下注胶的地方发出不均匀性荧光 4、X-射线下天然珍珠不发荧光（除淡水或某些澳大利亚海珍 珠发出浅黄色光外），人工养殖珍珠X-射线下发出强的荧光和 磷光。
以红宝石为例，常光线方向为红色，非常光线方向为橙 色。因为这两条光线振动方向不同，平行于这两个方向晶体 的原子结构有所不同，并以不同方式影响这两条光线，影响 着折射的路径，也就决定了两条光线中每一条的残余色。
六．多色性
三色性：为双折射的二轴晶宝石，通常具有三个方 向性的颜色 ，常称为三色性。 多色性的作用： 1、某些宝石种显示不同的多色性，对鉴定有帮助； 2、显示多色性的宝石，必定具有双折射
第二章 宝石的基本性质
宝石的光学性质 宝石的力学性质
一、颜色
颜色是决定宝石名贵和价值高低的基本和首要因素 颜色是光作用于人眼而在头脑中产生的一种感觉 激发人的眼睛与大脑的颜色感觉要具备三个条件：
1、（白）光源； 2、反射、散射及改变这种光的物体；
3、接受光的人眼和解释它的大脑
1、颜色的形成机理
1）、晶体场理论认为：
1、颜色的形成机理
2）、分子轨道理论认为：
能够影响宝石矿物颜色的一种机理是电子电荷从 一种离子到另一种离子的转移，称电荷转移。如蓝色 蓝宝石，它是一种含铁和钛杂质的透明刚玉矿物，它 可以有两个能态： Fe2+和Ti4+；Fe3+和Ti3+ ，当吸收 光时，一个电子从铁跃迁到钛上时，铁失去一个电子 为正价，钛得到一个电子为负价。激发这种电荷转移 大约需要两个电子伏特的能量，这种跃迁形成一个宽 的从黄伸展到红区的吸收带，于是蓝宝石呈现为深蓝 色。
七．折射与反射
异常双折射 等轴晶系和非晶质体宝石中，常常在正 交偏光下出现波状消光，旋转宝石360°出现 明暗相间条纹或斑点、黑十字、黑色弯曲带， 这种现象是由宝石内部应变产生，显示异常 双折射的有色宝石不具有多色性。
八．发光性
发光性：一些宝石矿物能在 X-射线或紫外线照射下发 射出并呈现一定颜色的可见光的现象。 宝石的发光性是由于宝石矿物的原子或离子受激发因 素的激发时，外层电子发生跃迁过程引起的物理效应， 矿物学上称荧光。 荧光：在激发因素消失时，某些宝石发光现象也随之 消失； 磷光：在激发因素消失时，某些宝石能保持较长一段 时间内继续发光。
产生猫眼的条件： 1、一组针管状包体密集而平行的排列； 2、琢磨的宝石使其底面平行于包体的方向； 能产生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。
三）、变彩效应
变彩效应，也叫晕彩效应，实际上是一种干涉效 应，指光线从薄膜或从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。
六．多色性
多色性是描述某些双折射彩色透明宝石中看到不同方向性颜 色的通用术语，它包括二色性和三色性。 二色性：为双折射的一轴晶宝石，当光线进入一轴晶宝 石中分解成振动方向相互垂直的两条平面偏振光，其中一条 光线为常光线垂直C轴振动；另一条光线为非常光线平行C轴 振动。如果双折射有颜色伴随，这两个方向出现不同的颜色。
通常以折射率的大小把光泽分成四级：
1、折射率>3 2、折射率2.6—3 金属光泽 半金属光泽 如：金、银、铜 如：乌刚石（针铁矿）
3、折射率1.9--2.6
4、折射率1.3--1.9
金刚光泽
玻璃光泽
如：金刚石、锆石
绝大多数宝石属于此类光泽
三、透明度
透明度：指物质透过光的强弱的一种表现量。吸收性强， 透明度弱；吸收性弱，透明度强。透明度分为四个级别：
七．折射与反射
3、双折射率：各向异性宝石的双折射率，用最大折射 率值和最小折射率的差值来表示： RI（大）－RI（小）=DR（双折射率）
如水晶1.553－1.544=0.009
4、光轴：所有具有双折射的宝石晶体都有一个或两个 不发生双折射的方向，这些方向称为光轴。一轴晶宝石 （三方、四方、六方）有一个方向不发生双折射，有一 个光轴方向，称为一轴晶；二轴晶宝石（斜方、单斜、 三斜）有两个方向不发生双折射，有两个光轴方向，称 为二轴晶。
蓝色和蓝绿色 绿色和黄绿色 红、绿和橙褐色 紫蓝、淡蓝和黄褐色
变石
B（＋）
绿色、红色 红色、绿色和黄色
七．折射与反射
折射与反射
光从一种介质进入另一种具有不同光密度的介质时， 在两种介质的分界面上将发生分解（其传播方向发生改 变），产生折射和反射现象。折射光按折射定律进入另一 介质，反射光按反射定律返回介质中。 1、当光线从光疏介质进入光密介质时，光线偏向法线 折射，折射角小于入射角 2、当光线从光密介质进入光疏介质时，光线偏离法线 折射，折射角大于入折角；当光线的入射角继续增大，折 射光线沿两介质中通过，折射角等于90°为全反射临界角
2、宝石中的致色元素
大多数宝石含有能引起光的选择性吸收的元素， 它们既可以是微量元素，也可以是宝石中的主要化学 成分。宝石中最常见的致色元素有八种：钛、钒、铬、 锰、铁、钴、镍、铜。这些致色元素在每种宝石中所 占据位置不一样。
以宝石的主要成分出现使宝石致色的元素称为自 色宝石矿物，如菱锰矿（MnCO3）的粉红色是由成分 中的Mn元素致色; 橄榄石（(Mg Fe)2SiO4）绿色由成分 中Fe元素致色。 以微量元素的形式出现使宝石致色称为它色宝石 矿物，如刚玉Al2O3，当它纯净时无色，当含微量元素 Cr时形成红宝石；当含微量元素Fe、Ti时形成蓝宝石。
蓝锥矿
蓝宝石 绿色绿柱石
红宝石、红尖晶
蓝色
蓝色 绿色 红色 绿色 红、绿 绿色 粉红 蓝和绿 绿和褐 蓝色 绿色
祖母绿 变石 玉髓、翡翠 红色绿柱石 海蓝宝石 电气石 蓝尖晶石 绿玉髓
Cu
注意： Cu在它色宝石中 极少作为致色元素出现。
Co
Co
蓝尖晶（极纯)
合成蓝色尖晶
蓝色
蓝色
二、光泽
光泽：是指矿物表面对光反射的能力。反射能力越大，光泽 越强。光泽实质上是一种表面光彩，它在很大程度上取决于 宝石的折射率大小，同时也取决于宝石的抛光程度。
七．折射与反射
1、等轴晶系和非晶质结构的宝石，允许光线朝各个方 向以相同的速度通过，这类材料在任意方向上均表现 出相同的光性（各向同性），只有一个折射率值。 2、三方、四方、六方、斜方、单斜、三斜等六个晶系 的宝石均表现出定向的光性（各向异性）光线通过这 类非均质体宝石时，入射光线将分解为彼此完全独立 的、传播方向不同、振动方向相互垂直的平面偏振光， 不同的平面偏振光的传播速度不同，即有不同的折射 率值，两个折射率之间的差值称为双折射率值。
当两条光线（A、B）在相同方向上传播时，频率 相同、位相相同并沿同一条光路传播，两光波的电矢 量加强，波峰与波谷均重合时，它们相互增强，A、B 两光线相加，合成光波 C ，以至光强度增大。反之则 彼此间相互抵消，A、B两光线发生相消干涉，合成直 线C，合成波消失，光便完全消失。
三）、变彩效应
宝石中所见到的干涉色是发生在无数条白光 光线受到干涉的情况下，而白光又是由无数不同 波长的波（颜色）所组成。当某些波长的波（颜 色）被破坏，某些在强度上减弱或加强就会产生 一系列干涉，出现变彩效应。 变彩可分多色和单色变彩：
七．折射与反射
3、当光线的入射角继续增大，大于临界角时， 入射光不再发生折射，而是全部反射回到入射介质 中，且遵循反射定律：反射角=入射角。这一现象称 为光的全反射 4、当光线进入两种介质具有完全相同的光密度， 这时没有折射发生，因为这时的光速没有变化
七．折射与反射
折射率和双折射率 折射定律指出：对于给定的任何两种相接触的介质及 给定波长的光来说，入射角的正弦与折射角的正弦之比为 一个常数。 这个比值称为折射率，折射率是一个固定的比值，也 可表示为光在空气中的速度与某材料中的速度之比。即： 折射率（RI）= 光在空气中的速度 光在某材料中的速度
透明：能完全清晰地透视其它物体。如钻石、红宝石、蓝宝石 等能 允许绝大部分的可见光透过晶体。 半透明：一般厚度下，能模糊地透视其它物体的轮廓。如：玛 瑙、芙蓉石等能允许部分光透过晶体。
微透明：一般厚度下，能透过光，但看不清透过的物象。如： 软玉、独山玉、岫玉等。
不透明：宝石的晶体或块体基本上不透光。如：青金岩、绿松 石、珊瑚等。
自 色 宝 石
致色元素
它 色 宝 石
颜 色 致色元素 宝 石 颜 色
宝 石
Cr
Mn Mn Mn Fe Fe Cu Cu
钙铬榴石
锰铝榴石 菱锰矿 蔷薇辉石 橄榄石 铁铝榴石 绿松石 孔雀石 硅孔雀石