只有绅士才佩戴的领结怎么会出现在宝石中？原来是多色性在调皮

互推小编 2023-06-24

珠宝知识302：彩色宝石入门篇（五）：多色性对颜色分布的影响

上一篇文章中为大家简单介绍了宝石的多色性，也正是由于多数的彩色宝石具有多色性，引起在宝石切磨以及设计之处会考虑到宝石的颜色展示，通常为了能够让宝石呈现最美的一面，宝石的正面（台面或者弧面）会留有最好的颜色。下图为一颗成品坦桑石，从台面够可以观察到其颜色为非常漂亮的蓝色，但是从其他两个方向观察，会出现其他类型的颜色。

【多色性引起的领结效应】

宝石的多色性除了对宝石的切割方向有定向的指导意义外，还会对颜色在宝石正面的分布有着一定的影响，下图为一颗具有明显多色性的碧玺，其琢型为圆明亮琢型，台面平行于光轴方向，呈现出了非常明显的领结效应，这种颜色分布特征并不是宝石本身颜色分布不均匀造成的，而是与多色性密切相关。

【朗伯比尔定律】

在物理学中有一个基本的定律"朗伯比尔定律"，该定律的具体内容是：物质对某一波长光吸收的强度与吸光物质的浓度及其液层厚度间的关系呈正比。若将该定律应用在彩色宝石当中，可以这样理解"宝石颜色的深浅与宝石中影响颜色的微量元素组成以及光线在宝石中的传播距离呈正比，即微量元素组成越高，宝石颜色越深；光线在宝石中的传播距离越大，颜色越深"。下图就是同种颜色的宝石，在不同的尺寸之下所呈现的不同外观。

【自然光在一轴晶宝石中的传播性质】

对于一轴晶宝石来讲，当一束自然光沿着光轴方向传播时，不会发生双折射，折射率也不会随着光的振动方向而发生改变，这样的光线我们称之为常光（正常光，折射率不变），与相应的颜色对应，用英文字母o来表示；当自然光与光轴呈斜交时，光线会发生双折射，其中一束光为常光（o光），另外一束偏振光由于折射率是随着振动方向的变化而发生变化的，称之为非常光（不正常的光，折射率发生变化），用英文字母e'表示。当光线与光轴垂直时，此时所发生的双折射率最大，分解成为两束偏振光，非常光用e表示。

刚刚我们讲到，颜色的表现与光线在宝石种的传播距离密切相关，为了方便对比，我们利用常光（O光）和非常光（E光）的传播距离来代替它在整体中的占比，进而评估颜色在宝石中的分布特征；同时，为了方便问题的分析，假设宝石的琢型为一个等腰直角三角形，此时光线的传播更加简单明了。

第一种情况，宝石的台面垂直于宝石的C轴：当光线垂直于台面摄入宝石内部的时候，光线是不会发生双折射的，当光线接触到宝石的亭部时会发生反射，此时，光的传播方向与C轴的位置关系是相互垂直的，因此光线会分解成为两束偏振光，分别为常光和非常光；当光继续传播到亭部的另外一边时，光线发生反射，并且传播方向变为与C轴相平行，因此同为常光。

下图中的A射线是靠近腰棱部位的，光线在宝石中的传播距离为10毫米，但是其中横向传播的六毫米中，有一半为常光，一半为非常光，因此非常光的传播距离可认为是3毫米，整体占比30%；剩余光线全部为非常光，传播距离为7毫米，整体占比为70%。

但是当光线靠近底尖的时候，如下图中的B射线，按照同样的分析原理，非常光的占比为10%，而常光的占比为90%。

通过上面的分析我们可以发现，非常光的占比从宝石的中心处向宝石的边部逐渐增加的，所对应的颜色占比也是逐渐增加的，因此，从理论上分析，即使颜色均匀分布的宝石，成品的颜色分布也有可能是不够均匀的。

第二种情况：宝石的台面与C轴相互平行时：这种情况相对来说比较复杂，我们分别来进行分析：

1、宝石切面的投影与C轴相平行。通过计算可以得出，A光线中常光的占比为80%，非常的占比为20%；但是B光线中常光占比为60%，非常光占比为40%，也就是说，从宝石台面的中心向宝石的腰棱部位，常光的占比是逐渐增加的，而非常光的占比是逐渐减小的。这样的分布规律也导致宝石的颜色分布也是逐渐发生变化的。

2、宝石切面的投影与C轴相垂直。通过计算可以得出，无论是在哪个为位置入射，常光和非常光的占比都是50%，因此这个方向上的颜色则不会发生变化。

因此，从宝石的台面对宝石进行观察时，就会得到颜色是呈领结式对称分布，从宝石的台面观察，平行于光轴的方向，从宝石的中心到腰棱部位，常光的颜色占比逐渐增加，但是在垂直于光轴方向，常光的占比不发生变化。整体上颜色的分布是对称的，也就是前文所观察到的领结效应。

【锆石中的领结】

下图为圆明亮式切工的蓝色锆石所呈现的领结效应，其主要的原因就是宝石的多色性所致。其中常光的颜色为蓝色，非常光的颜色为无色，宝石的台面由于平行于光轴，因此呈现了明显的领结效应，底尖附近（台面的中心）非常光占比较大，颜色最浅，想腰棱处逐渐加深。

【碧玺中的领结】

类似的，颜色较深且多色性明显的碧玺也通常会从台面上观察到领结效应。其余两颗是从亭部的不同方向观察碧玺，会发现肉眼即可察觉到的多色性。

【光线在二轴晶宝石中的传播】

对于二轴晶宝石，例如坦桑石、锂辉石、金绿宝石等宝石，需要考虑的情况更多，其分析过程相对较为复杂，根据宝石不同的切割方向，同样也会存在相类似的领结效应。

不过，由于这种分析过于简单以及理论化，那些多色性比较明显的宝石并没有展现出理论中所呈现的颜色分布样式，这其中的原因除了与宝石本身的颜色有关外，还与宝石的琢型的复杂程度，所使用的光源等条件相关。

下图为刻面型的合成变石分别在日光灯和白炽灯下所展示出来的样式，从做至右台面的方向分别垂直于X轴、Y轴和Z轴，并没有呈现出理论所产生的领结效应。

另外，我们需要强调一点的是，在一些均质体宝石的琢型当中，也有可能看见颜色分布不均匀的现象，例如下图中的沙弗莱石，两边的颜色要深于宝石中心的颜色，但是这种现象并不是由宝石的多色性引起的，因为沙弗莱属于均质体宝石，不会发生双折射，同时该颗宝石也没有颜色的分区分带现象，而这种现象的主要原因与光线在长轴方向的传播路径更长导致对光的选择吸收更明显有关系。