揭秘宝石的色彩奥秘：探索五彩缤纷的宝石世界

可见光是电磁波谱中人眼可以感知的部分,人的眼睛可以感知的电磁波波长一般在400到700纳米之间，在这个波长段都有相对应的宝石颜色，将不同色系的宝石放在一起就是一个五彩光谱图。

颜色是当白光光源进入到宝石中，经不同波长选择性吸收、色散和衍射等综合作用后，通过眼睛和大脑接收光线进行解读后色彩。

解读后的颜色由色调、饱和度、明度构成。它永远是光线、大脑、眼睛、宝石四者之间的一个综合体，任何变化都会导致颜色发生变化，而且受不同环境的色温、紫外线等影响，甚至视锥细胞的不同，每个人对颜色的感觉都会不一样，但不管如何，它的成因永远是相同的。

光的吸收

光谱图

多彩的宝石

为什么宝石的颜色会有如此多样，大致有以下几点

1.金属离子分散

当宝石受到电磁辐射时，电子可能会被激发，可见光谱中被吸收的波长由此转换为电子能量，如果能量级大的话就会从一个基态跃迁到更高能级，当激发的电子回到基态时，要有能量释放，少量的化学元素与光能量发生相互作用并产生吸收，从而导致对其体色的感知，也就是我们所说的致色元素对宝石颜色的影响。

这些致色元素是宝石材料体色形成的原因，比如铬可致红色或绿色，铬可致红宝石呈现红色，但却使祖母绿呈现绿色，那是因为铬原子所在的电子键合环境不同，造成了能级不同，跟白光的相互作用自然也就不同。这些颜色的变化还与它在晶体结构中的位置，原子的类型、数量排列和价态都有影响。

另外宝石的变色效应和发光也是金属离子分散而致

电子跃迁

如果致色元素是材料原子结构中的重要组成部分，那称为自色的，如果是以杂质形式存在，那称为他色的。

下面二个图表就是元素对宝石颜色的影响，以及宝石颜色的自色和他色。

致色表

体色与他色

2.电荷转移

在某些宝石中，电子通过吸收特定波长的光，电子获得能量 从一个离子转移到另一个离子，它与分散的金属离子相比，其吸收更强导致更强的颜色。

比如蓝宝石的加热处理就是利用了这个道理，有些颜色淡的蓝宝石也称为古达石经过热处理后发生电荷转移，成为深蓝。

蓝宝石加热

3.色心

晶体结构中缺陷导致能量极的变化，形成空位，破坏了原有的吸收带产生了其他强吸收线，比如钻石的绿色就是色心缺陷导致，高速原子颗粒将钻石晶体结构中的碳原子撞离了原来的位置，就形成了空位，破坏了光谱红区的吸收带，在741NM外有强吸收线，从而产生绿色。

色心除了空位，还有空穴、电子色心和振动色心等。

绿钻

4.带隙理论

这个涉及到电子键合以及电子轨道价带和导带之间的关系，比较复杂，不再叙述。

比如IB型的黄钻

5.物理光学

有色散，衍射，薄膜干涉，散射，包裹体等。

色散这个名词用最通俗的话就是光通过物体发生了折弯，比如雨滴折射阳光产生的彩虹色，色彩也形成刻面宝石的火彩 ，如钻石的火彩。

色散

衍射也是一种光学现象，这是光波通过微小的缝隙时产生的光学现象，也使宝石呈现不同的颜色。

衍射

欧泊

所以宝石的颜色呈多种多样原因很复杂，中间涉及到许多物理和光学理论，所以不一一加以描述，大致知道就可以了。

最后让我们来看一看宝石的颜色基本大类色系

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