宝石光学：颜色

颜色是宝石的一个十分重要的光学性质。一种宝石给人的第一感觉就是它的颜色。例如，红宝石的鲜红色、蓝宝石的蔚蓝色、祖母绿的翠绿色等。宝石的颜色，对它的价值有巨大影响。例如翡翠，显示纯翠绿色者就极其珍贵，一个小小的优质翡翠戒指就可能面值若干万元。而白色的或杂色的翡翠价格则十分低廉。宝石的这些颜色是怎样产生的呢?

颜色及其产生

颜色是可见光进入人眼刺激视神经在头脑中产生的一种感觉。它与进入眼睛的光的波长有关。可见光是一种电磁波，波长范围为400～700nm。不同波长的光在人的眼中可产生不同的颜色，如630～700nm时波长的光在人眼中将产生红色，而波长为400～440nm的光则产生紫色。

除了单一波长的光可在人眼中产生不同的颜色外，不同波长的光混合也可产生各种颜色。例如，黄色与红色混合产生橙色。另外所有波长的光均匀混合则形成白色，因此，当白光照在宝石上时，若宝石对白光均匀吸收，则根据吸收的程度，产生白-灰-黑系列的颜色。

颜色特性

颜色分为非彩色系列（白黑系列）和彩色系列两类。每一种颜色的特性都可用色调、饱和度和亮度三个要素来表征。

（1）色调：色调指彩色的类别，如红、绿、蓝等。色调与光的波长有关，不同波长的光具有不同的颜色，所以色调可以用光的主波长来表示。如主波长为589nm的光，其色调为橙黄色。宝石颜色的色调取决于光源的光谱组成和宝石对光的选择性吸收。

（2）饱和度：饱和度也称为色彩的纯净度或鲜艳度。可见光光谱中各种单色光饱和度最高，也最鲜艳。通常以色光与白光的比例来度量，如主波长为650nm的色光占60%，即表示该色光的饱和度为60%，还有40%为白光。彩色宝石的饱和度取决于宝石对可见光谱选择性吸收的程度，当宝石仅对可见光谱中的某一很窄波段的光反射或透射时，产生的颜色饱和度就高。

（3）亮度：亮度也称明度，指色彩的明亮程度。宝石颜色的亮度取决于宝石对光的反射和透射能力。