審核專家：許建東

中國(guó)地震局火山研究中心主任

大家有聽說(shuō)過(guò)火彩這個(gè)詞嗎？雖然聽起來(lái)可能比較陌生，但其實(shí)大家小時(shí)候就已經(jīng)見(jiàn)過(guò)了。在電視劇《西游記》中，黑熊精偷了唐僧一件袈裟，袈裟上綴滿了寶石，在陽(yáng)光下閃閃發(fā)光，沒(méi)錯(cuò)，這不是5毛特效，而是傳說(shuō)中的火彩！

來(lái)源：《西游記》截圖

什么是火彩

鉆石能反射出五光十色、光怪陸離的彩光，尤其以柔和冷艷的藍(lán)光為主，這種光就叫火彩?；鸩食Ｒ?jiàn)于鉆石，也存在于鋯石、翠榴石等高色散寶石中。

火彩的形成原理

01

色散效應(yīng)

火彩是鉆石色散作用的結(jié)果，色散是復(fù)色光分解為單色光而形成光譜的現(xiàn)象，比如我們所看到的彩虹，就是由光的色散、折射和反射共同形成的現(xiàn)象。

一束陽(yáng)光可被棱鏡分為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七色光，這是由于復(fù)色光中的各種色光的折射率不相同。

當(dāng)它們通過(guò)棱鏡時(shí)，傳播方向有不同程度的偏折，因而在離開棱鏡后便各自分散。當(dāng)光照射在寶石上時(shí)，不同波長(zhǎng)的光在寶石中折射率不同，光也就被分解為光譜色。

02

切割工藝

火彩的形成與寶石的切割工藝密切相關(guān)，切割比例是影響火彩的關(guān)鍵因素，理想的切割比例可以使光線在鉆石內(nèi)部充分反射和折射，優(yōu)質(zhì)的切工通過(guò)精確控制光線的折射、反射路徑，使色散效應(yīng)最大化，從而讓火彩得以充分展現(xiàn)。

鉆石切割后形成的每個(gè)面稱為刻面，頂部最大的平面刻面稱為臺(tái)面，是光線進(jìn)入寶石的主要通道?？堂鎰t像無(wú)數(shù)面小鏡子，控制光線在寶石里怎么“蹦迪”。

冠角是冠部刻面（臺(tái)面周圍的上半部分刻面）與腰圍平面（寶石中間最寬處）之間的夾角，控制光線進(jìn)入寶石后的第一次折射角度，影響光線能否深入寶石。

亭角是亭部刻面（寶石下半部分刻面）與腰圍平面之間的夾角，決定光線在亭部的反射路徑，確保光線能否被“鎖在”寶石內(nèi)制造火彩。

下次看寶石證書時(shí)，如果看到“臺(tái)面53%、冠角34°、亭角40.8°”，就知道這是切割師精心計(jì)算的角度，為了讓你看到最美的彩虹光！

03

拋光工藝

拋光就是給寶石表面“打蠟美容”，讓它光滑如鏡，減少光線的散射損失，從而增強(qiáng)火彩。優(yōu)質(zhì)拋光表面就像手機(jī)屏幕，摸起來(lái)滑溜溜，反光清晰，而劣質(zhì)拋光表面像磨砂玻璃，布滿微小劃痕或凹凸，反光模糊。

火彩需要光線在寶石內(nèi)部“絲滑走位”，而拋光決定了光線行駛的道路是否順暢無(wú)阻，好的拋光能夠使95%以上的光被精準(zhǔn)反射，且光線分解成彩虹色后能集中射出，不會(huì)被粗糙表面“打散隊(duì)伍”。

判斷拋光工藝的優(yōu)劣，可以在燈光下觀察寶石表面，優(yōu)質(zhì)拋光會(huì)映出銳利的光點(diǎn)（如針尖），而劣質(zhì)拋光光點(diǎn)則會(huì)擴(kuò)散成一片。

04

切割形狀

不同的切割形狀就像給光設(shè)定了不同的游樂(lè)場(chǎng)，決定著光的游走路線，具體的切割形狀大致可分為以下幾種：

圓形明亮式切割

這種切割方法使鉆石內(nèi)部像一座精密的光線工廠，堪稱火彩王者！鉆石被切割成57-58個(gè)刻面，光線在刻面間瘋狂折射、反射，最終形成耀眼奪目的火彩。

祖母綠切割

祖母綠切割法源于祖母綠寶石的結(jié)構(gòu)。祖母綠是最難切割的寶石之一，切割方向的細(xì)微差別，都可能讓最終成品有著天壤之別。在眾多切割方式中，階梯形切割是較為常見(jiàn)的選擇。

雖然這種切割方式在光線反射方面略顯遜色，光線往往直進(jìn)直出，少了些靈動(dòng)閃爍的火彩，但通過(guò)切割所形成大臺(tái)面和干凈的刻面，可以讓寶石內(nèi)部的純凈與色彩毫無(wú)保留地呈現(xiàn)出來(lái)。

水滴形切割

水滴形切割，國(guó)內(nèi)俗稱“吊膽”，這種形狀使寶石兩端尖角處刻面密集，容易聚集火彩，最終呈現(xiàn)出火彩從兩端噴出、中間是閃耀的白光走廊的視覺(jué)效果。

枕形切割

這種切割方法形成的火彩雖然不如圓形明亮式那樣耀眼，其大圓角和小刻面的形狀特點(diǎn)使得火彩像柔光濾鏡下的彩虹，復(fù)古又夢(mèng)幻。

心形切割

寶石的心形切割是一種花式切工，一般有59個(gè)切面，是以梨形切割（Pear-cut）為基礎(chǔ)，在頂部細(xì)致地打磨出傾角，火彩容易聚集在“心尖”或“船頭”，對(duì)切割比例、對(duì)稱性有嚴(yán)格的要求。

下次當(dāng)你轉(zhuǎn)動(dòng)寶石，看見(jiàn)虹光從棱角迸射時(shí)，請(qǐng)記住——這是光與自然博弈的產(chǎn)物，是理性與浪漫的結(jié)晶。

來(lái)源： 數(shù)字北京科學(xué)中心