紫外和可见荧光效应变色钻石

由紫外和可见荧光所引起变色的钻石几乎没有，著者所研究过的著名的5607ct“塔维涅”钻石是唯一经详细研究的由紫外和短波可见荧光导致变色的钻石。法国的塔维涅在西方国家与意大利的马可波罗齐名。马可波罗到中国旅行居住，给意大利带回了许多中国的珠宝香料和技术知识，并向西方国家以游记的形式介绍了中国。在17世纪法国的旅行探险家塔维涅多次到印度，将自己的旅行探险经历写成书，向西方介绍了印度。人们对塔维涅的印度旅行探险最为印象深刻的是他从印度带回许多世所罕见和价值非凡的钻石，这颗5607ct“塔维涅”钻石就可能是其中的一颗。由于这颗“塔维涅”钻石的颜色为棕色，过去并没有引起广泛的兴趣。

这颗5607ct“塔维涅”钻石在白炽灯下呈现棕色，在日光下变为棕粉红色，颜色变化相当明显。由于这颗钻石的光谱透射率曲线在可见光范围为典型的棕色钻石光谱，光谱透射率随波长增加而逐渐增加，根本不具有亚历山大效应的典型双峰或多峰曲线特征，可以断定其颜色变化与亚历山大效应的颜色变化原因是不同的。

这颗“塔维涅”钻石在近紫外辐射下发出很强的蓝色荧光。著者利用一台专门测量宝石颜色的实验分光系统测量了这颗钻石在白炽灯和D 65日光模拟光源照射下的透射光谱。结果发现这颗钻石具有很强的由日光所激发的蓝色荧光。正是日光所激发的蓝色荧光使得这颗钻石颜色发生了明显的改变，从而解释了这颗“塔维涅”钻石变色的真正原因。

图3-16为室温下间接测量获得的“塔维涅”钻石的可见光激发荧光光谱，并绘有N 3色心声子的荧光光谱以供比较。在室温下由于原子的热振动强烈使N3色心的荧光辐射不具有线光谱和辐射峰，成为连续辐射光谱。测量获得的可见光激发荧光的辐射光谱的强度分布与理论计算的N3色心的荧光辐射光谱的平均值基本吻合，光谱波长范围一致，间接证明了“塔维涅”钻石的可见光激发荧光就是由N 3色心所辐射。图3—17所示为“塔维涅”钻石分别在白炽灯下和氙灯模拟日光源下的透射光谱。“塔维涅”钻石在白炽灯下的透射光谱与Ⅰa型棕色钻石的相似。日光下的透射光谱在短波范围叠加N3色心的荧光辐射，因而产生变色现象。

这颗“塔维涅”钻石为ⅠaA< B型，具有较强的N 3色心，缺乏A型氮聚合体，可以在日光下辐射很强的蓝色荧光。日光下的蓝色荧光叠加随波长增加而逐渐增加的光谱反射产生了紫红色调的粉红色成分，使得“塔维涅”钻石在日光下呈现棕粉红色。由于白炽灯的短波光谱功率分布很低，所产生的蓝色荧光不足以补偿N3色心对蓝光的吸收，因此，“塔维涅”钻石呈现棕色。

图3-16 “塔维涅”钻石的荧光光谱

室温下N3色心的紫外荧光光谱为连续分布，不具有特征辐射峰；虚线所示为N3色心的荧光光谱分布；“塔维涅”钻石的荧光光谱与理论计算所得N3色心的平均值吻合，波长范围一致，间接证实了蓝色荧光由N3色心产生

图3-17 “塔维涅”钻石的透射光谱

1－炽白灯下的透射光谱；

2—灯氙模拟日光光源下的透射光谱日光下的透射光谱为白炽灯下的透射光谱与 N 3色心的荧光辐射的叠加；“塔维涅”钻石在白炽灯下呈现棕色，在日光下呈现紫红色调的棕粉红色（Brownish Pink）

       钻石作为一种昂贵的宝石受到无数人的热捧，而我们能看到的大多数钻石都是透明无色的，在阳光下晶莹剔透。同样也有一些钻石是存在彩色的，一些特殊颜色的钻石更是价值连城。

        钻石，又称金刚石或金刚钻，在世界上享有“宝石之王”的美誉。钻石的化学成分为纯碳（C），硬度是10，在以“莫氏硬度表”为标准来衡量物体硬度的比较中，钻石是最硬的，如常见的玻璃就只有5或6。钻石的硬度高、折光率高、色散力很强，再经过精心雕琢后更是光彩夺目。

       通常情况下，钻石呈透明状，彩钻指具有显著颜色，或者是罕见的天然至色钻石，它的颜色必须要达到一定的色度。现代钻石颜色分级体系大多以字母表示钻石的颜色级别，以“D”为最高级别，顺序为D至Z，依次代表较低色级。在国际鉴定分级制度GIA分级体系中，只有深于Z色的钻石才能称之为彩钻。

       彩钻为什么会有颜色呢？

       钻石颜色的主要成因是无色钻石结构或微量成分的细小变化，表现的方式有很多种，如杂质元素、辐射或放射致色、塑性变形致色、内含物致色等众多因素。

       1致色元素。仅就钻石晶体而言，它由碳（C）元素组成。所以，当钻石晶体结晶格内含有其他元素时，钻石的颜色就会被改变。如：钻石含有微量硼元素会形成体色稍微显蓝的彩钻；含有微量氮元素会使钻石呈现**，如果氮元素过多，就会形成符合GIA标准的**钻石。

       2晶格扭曲。在钻石晶体形成过程中，晶体如果受到外部压力的强烈挤压，就会造成晶体格子错位或扭曲，这也会使钻石体色改变。粉色钻石和褐色钻石的颜色成因就属于这一种。

       3辐射线照射。天然辐射线照射同样会对钻石的体色产生影响，使之颜色产生变化。如绿钻石毛坯在形成过程中，就是受到外界自然辐射线照射而导致体色改变。

       4内含物。钻石毛坯里的共生晶体因微裂、细裂等内含物的关系也会使钻石体色变化。例如黑钻因为含有石墨等黑色内含物，再加上内部裂缝造成光线无法穿透传递，使钻石颜色变化。

       很多带颜色的物品在使用后或时间长了之后都会变色，那么，美丽的彩钻是否也会变色呢？

       绝大部分的天然彩钻颜色很稳定，但不可否认的是确实存在会变色的钻石。例如变色龙钻石，平常呈现罕见的橄榄绿色，光线暗淡时呈深**，强光条件下，数分钟内会变为祖母绿色。除此之外，温度也会引起变色龙钻石颜色改变。但究其变色原因，目前仍有争议。