之前在洗車看到彩虹，我們的生活真是與光譜好貼近！
真正意義上對光譜的研究是從牛頓（Newton）開始的。
牛頓（Newton）證明一束白光可分為一系列不同顏色的可見光
1666年，牛頓（Newton）證明一束白光可分為一系列不同顏色的可見光，
而這一系列的光投影到一個屏幕上出現了一條從紫色到紅色的光帶
牛頓（Newton）使用“光譜（spectrum ）”一詞來描述這一現象，
是光譜科學開端的標誌。
顏色是決定寶石名貴和價值高低的基本和首要因素。
是眼睛對光波的感應而在大腦中產生的感覺。可見光經物體選擇性吸收後，
其殘餘光的混合色即是該物體的顏色。
對寶石顏色的感覺取決於：
1) 白光源
2) 反射、散射及改變這種光的物體
3) 接受光的人的眼睛和解釋它的大腦。
三個條件缺一不可，否則就無顏色。
吸收光譜：
利用分光鏡觀察寶石的殘餘色時，某些致色元素吸收了特定波長的光而產生的光譜間斷，
在可見光譜中出現的垂直黑帶（吸收帶）或垂直黑線（吸收線），根據吸收帶或吸收線的位置和寬度，
可以幫助確定寶石的致色元素，有助於區分寶石和瞭解寶石的致色成因。
可見光是電磁波譜中很窄的區段
可見光是電磁波譜中很窄的區段，波長範圍為780-380nm，由一系列顏色混合而成白色，
大致波長如下：（紅：780-630橙：630-590 黃:590-550 綠：550-490藍:490-440紫：440-380）。
光之光學性質
A. 光的本質：
1) 波粒二象性，電磁波—橫波
2) 波長—λ光譜色 （400-700nm 可見光）
3) 振幅—A光的強度
4) 粒子性 E=1240/λnm
5) 可見光波長 3.26-1.59ev
B. 可見光顏色
（400-430 紫）（430-490藍）（490-550綠）（550-590黃）（590-630橙）（630-700紅）
單位：1nm=10-9m
自然光：在垂直光波傳播方向的平面內，沿各個方向振動且振幅相等的光
平面偏光：在垂直光波傳播方向的某一固定的平面內，沿一固定的方向振動的光波
平面偏光：在垂直光波傳播方向的某一固定的平面內，沿一固定的方向振動的光波
C折射，折射定律，折射率
1) 折射：是從一種介質進入另一種具有不同光密度的介質時，
傳播方向發生改變現象。當光線從光疏介質進入光密介質時，
光線偏向法線折射，折射角小於入射角。
2) 折射定律：入射線，法線，折射線在同一平面內，
對於給定的任何2種相接觸的介質及給定波長的光來說，
入射角的正弦與折射角的正弦之比為一個常數。
3) 折射率=Sin入射角/Sin折射角
4) 折射率也可表示為光在空氣中的速度與某材料中的速度之比
5) RI:光在空氣中的速度除以光在某材料的速度
D反射，反射定律，反射率
1) 反射：光在遇到不同介質的分介面時補折回的現象
2) 入射線：反射線與法線在同一平面
3) 入射角=反射角
4) 反射率：指光在垂直介質分介面入射時，
反射光的強度與入射光強度的百分比
5) R=（RI-1）2/（RI+1）2 鑽石：17%
在寶石學上通常會使用分光鏡來觀察寶石的光譜：
用棱鏡組合或衍射光柵將白光分解成紅，橙，黃，綠，青，藍，紫的邊續光譜色，
寶石中的致色元素（主要元素或者雜質離子）對光譜中特定的位置產生吸收，
由此形成不同的吸收譜線或譜帶。檢測某些人工處理的寶石，
尤其是對具有典型光譜的寶石種類，可以用來確定寶石的名稱。
利用分光鏡觀察寶石的殘餘色時，某些致色元素吸收了特定波長的光而產生的光譜間斷，
在可見光譜中出現的垂直黑帶（吸收帶）或垂直黑線（吸收線），
根據吸收帶或吸收線的位置和寬度，可以幫助確定寶石的致色元素，
有助於區分寶石和瞭解寶石的致色成因。
主要色素離子吸收光譜
工作原理：
1.利用色散元件（三棱鏡或光柵）便可將白光分解成不同波長的單色光，
且構成連續的可見光譜。
2．寶石中所含的各種色素離子（過渡族元素、某些稀士元素、放射性元素），
對可見光光譜具有不同程度的選擇性吸收。
3. 寶石的光譜中的吸收帶、吸收線都具有固定的吸收位置，這一特點可用來鑒定寶石品種，
幫助指出寶石致色的原因。如翡翠的吸收光譜是在紫區437nm處有強的吸收線。
分光鏡類型，結構，特點
可見光光譜：400nm-700nm
紅光：700-630nm
橙光：630-590nm
黃光：590-550nm
綠光：550-490nm
藍光：490-440nm
紫光：440-400nm
根據分光鏡所利用的色散元件不同，
分為棱鏡式和光柵式。
1. 棱鏡式分光鏡：
棱鏡式分光鏡
特點：光譜的藍紫區相對擴寬，紅光區相對壓縮；
透光性好，可產生一段明亮光譜；紅光區分辮率要比藍光區差。
2. 光柵式分光鏡：
光柵式分光鏡
特點：所產生光譜各色區大致相等；
紅光區分辮率比棱鏡式要高；
透光性差，需要強光源照明。
注意事項
① 光源的類型及光源的強度
② 樣品的大小，形狀和琢形
③ 樣品的透明度及顏色的濃度
④ 寶石過熱譜線變現不清晰
⑤ 注意寶石是否拼合石
適用範圍
① 分光鏡主要適用于有色寶石，
無色寶石除鋯石、鑽石、頑火輝石外無明顯的吸收光譜。
② 鑒定中僅適用於具有典型光譜的寶石。
③ 顯典型光譜的寶石， 可作為診斷性鑒定特徵
操作方法及步驟
使用方法
1．透射法：適用于透明到半透明的寶石。
a． 擦淨寶石，將寶石置入冷光源上方，使光透過寶石
b． 將分光鏡對準透過寶石光源部分進行觀察
c． 調整分光鏡角度（或狹縫）、焦距直至看清光譜為止
2. 內反射法：適用於顏色淺、顆粒小的透明寶石。
a． 擦淨寶石，將光線從寶石斜上方的某一位置射入，
並使之從寶石的另一側面反射出來
b． 將分光鏡直接對準反射光
c． 調整分光鏡角度（狹縫或焦距），
直至看清光譜為止
3. 表面反射法： 適用於不透明或透明度差的寶石。
a． 擦淨寶石，使光線從樣品表面反射出來
b． 將分光鏡對準反射出來的光線
c． 調整分光鏡角度（狹縫或焦距），
直到看清光譜為止
主要用途及局限性
1．可幫助確定具有典型光譜的寶石名稱。
如：鋯石 653.5nm典型吸收線具有鑒定意義；
鑽石415.5nm典型吸收線具有鑒定意義
2．幫助區分某些天然寶石與合成寶石。
如：天然藍色尖晶石顯複雜的鐵譜；
合成藍色尖晶石顯典型的鈷譜
3 説明區分某些天然寶石與人工處理寶石。
如：天然綠色翡翠紅光區630-690nm處顯三條階梯狀吸收譜；
染色翡翠（人工處理）紅光區顯模糊吸收帶
4 幫助區分某些寶石與仿寶石。
如：紅寶石顯鉻譜、紅玻璃顯稀土譜；
祖母綠顯鉻譜、綠色釔鋁榴石顯稀土譜
5 幫助確定寶石中的致色離子。
如： 紅寶石顯鉻譜、橄欖石顯鐵譜、
合成藍色尖晶石顯鈷譜、鋯石顯稀土譜
6 不能區分某些天然寶石與合成寶石。
如：天然紅寶石與合成紅寶石具有相似的光譜
7 觀察光譜時需要強光照明
在大自然存在著各種色彩繽紛晶瑩透明、金光閃爍的礦物晶體。
不管是地殼礦物還是地幔礦物或是宇宙礦物( 隕石) 。
本文只介紹分光鏡應用因其只是其中一種簡便的工具，
在研究上各大實驗室均投入了大量的人力物力和精密儀器來分析各種礦物。
以後有空會陸續介紹和解說。
全因寶石礦物晶體的特殊物理性能決定於其晶體的微觀結構和化學鍵的本質，
而不僅需要化學工作者研究化學反應，
也需要物理工作者研究其寶石礦物特殊性能的理論基礎研究礦物內部結構、
成分和性能及成 因之間關係揭示物質結構本質的不可缺少的理論基礎。
研究原子分子和晶體的電子層結構、化學鍵理論和分子間相互作用的科學。
特別是近幾十年來，由於現代物理實驗方法 (光譜、波譜、能譜 ) 在寶石學礦物學上廣泛深人地應用，
使礦物研究日益從宏觀向微觀， 從定性到定量，從靜態向動態，從簡單體係向複雜體係發展。
使對複雜的分子作出較為嚴格的量子化學計算成為可能。
因此， 使量子化學的理論計算和先進的實驗技術相結合。
從而得到礦物內部構造及電子結構方面的可靠訊息; 從而對認識和理解礦 物的結晶化學特點，
礦物的物理性質，元素在各種地質過程中的運動和產生的內在原因有了深入的認識。
所有光譜學分支的發展都是密切的與固體電子結構理論（晶體場理論，分子軌道理論，能帶理論）的發展聯繫在一起的。
以下為我們收集的一些寶石分光鏡可見光光譜參數。
鑽石可見光光譜
藍寶石藍色可見光光譜
紅寶石可見光光譜
祖母綠可見光光譜
金綠寶石黃綠色可見光光譜
亞歷山大變色石可見光光譜
尖晶石紅色可見光光譜
尖晶石藍色可見光光譜
磷灰石藍色可見光光譜
磷灰石黃色綠色可見光光譜
橄欖石可見光光譜
鋯石可見光光譜
頑火輝石可見光光譜
托帕石粉紅色可見光光譜
錳鋁榴石黃橙色可見光光譜
石榴石錳鋁榴石紅橙色可見光光譜
石榴石鈣鋁榴石可見光光譜
石榴石鈣鐵榴石可見光光譜
石榴石鎂鋁榴石可見光光譜
#台灣中央珠寶鑑定所
#部分資料相片來自網路
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