寶石的顏色變化是一個有趣的現(xiàn)象。

作為寶石界的“神奇存在”，會變色的寶石就像大自然的"黑科技"，十分稀少且神秘。

關(guān)于那些會“變色”的寶石，我們寫過很多文章：

具有“變色效應(yīng)”的亞歷山大變石、變色藍(lán)寶石、變色石榴石：《6月生辰石里最貴的一種：老牌五大寶石之一，買一送一的變石》。

低溫?zé)嶂伦兩赡妫┑匿喪骸?a href="http://m.admirer.cn/dy/article/H0D8JKTR0518JH1H.html" target="_blank" data-link="163outLink">變色寶石中的戰(zhàn)斗機(jī)！絕大多數(shù)人都沒見過的罕見熱變色寶石》。

因為色心不穩(wěn)定產(chǎn)生可逆光致變色的“紫方鈉石”：《一曬就“黑”，一捂就“白”？這3種寶石紫外光下會變色》。

光感應(yīng)變色、熱感應(yīng)變色的變色龍鉆石：《說點(diǎn)你不知道的：變色龍鉆石？那是什么東西？》。

雖然都是變色，但是造成寶石變色的原因五花八門，今天要講的是一種聽起來洋氣又高級的：“烏桑巴拉效應(yīng)（Usambara effect）”。

兩個疊加的含鉻綠碧璽晶體，展現(xiàn)烏桑巴拉效應(yīng)。

什么是烏桑巴拉效應(yīng)（Usambara effect）

烏桑巴拉效應(yīng)（Usambara effect）—— 第一次聽這個學(xué)名，是不是感覺它的名字就像念咒語一樣非?！澳Щ谩鼻摇吧衩亍?？

雖然聽起來這個名字“深不可測”，但其實(shí)“烏桑巴拉效應(yīng)”是一種十分罕見的光學(xué)效應(yīng)。

它以坦桑尼亞烏姆巴山谷的烏桑巴拉山脈命名（該地區(qū)近幾十年來一直產(chǎn)出豐富的變色寶石）。

寶石學(xué)中對“烏桑巴拉效應(yīng)（Usambara effect）”的定義是指：隨著光線通過寶石的路徑長度的增大，寶石的色調(diào)發(fā)生變化的特殊現(xiàn)象。

說人話就是：烏桑巴拉效應(yīng)與光路的長度——即寶石的厚度有關(guān)。擁有烏桑巴拉效應(yīng)的寶石，寶石的厚薄不同，顯現(xiàn)的顏色也不同。

烏桑巴拉效應(yīng)產(chǎn)生的原理

烏桑巴拉效應(yīng)的出現(xiàn)，是寶石中鉻元素玩的魔法，寶石的可見光光譜在紅區(qū)和藍(lán)綠區(qū)存在兩個明顯的透射窗。

寶石的厚度越大，那么通過寶石的光的路程就更長，也就是光程更長。

隨著光程的增加，透光能力總體上是逐漸減弱的，而綠區(qū)透光率減小的速度大于紅區(qū)。

而觀察者視網(wǎng)膜上接收彩色畫面的紅、綠、藍(lán)三色視錐細(xì)胞的數(shù)量并不均等，綠色的視錐細(xì)胞最多，紅色次之，所以人眼對于綠光的敏感度大于紅光。

隨著寶石厚度的增加，人眼看到的色調(diào)從綠色變?yōu)榧t色。

下圖就是兩片具有烏桑巴拉效應(yīng)（Usambara effect）的鎂電氣石，分開觀察顏色均為藍(lán)綠色，但重疊在一起時，由于厚度增加了，肉眼看上去就變成了紅色。

烏桑巴拉效應(yīng)的寶石有哪些

烏桑巴拉效應(yīng)（Usambara effect）最早是由挪威寶石學(xué)家Asbj?rn Halvorsen等人在1997年提出的。

上世紀(jì)90年代初，Asbj?rn Halvorsen在坦桑尼亞Usambara山脈東部 Umba Valley發(fā)現(xiàn)一批具有與獨(dú)特光學(xué)效應(yīng)的鉻碧璽。
經(jīng)過數(shù)年的研究，在1997年Asbj?rn等人在《寶石學(xué)雜志》上第一次闡述了這種特別的變色現(xiàn)象，并為它定名為"Usambara effect" 。

但實(shí)際上，具有烏桑巴拉效應(yīng)（Usambara effect）的寶石并不僅有碧璽這一種，具有桑巴拉效應(yīng)的寶石產(chǎn)地也不單單局限于某一地區(qū)。

具有烏桑巴拉效應(yīng)的碧璽，反射光和透射光的鏡像。

早在1849年，Haidinger在使用二色鏡觀察具有三色性的金綠寶石時，就發(fā)現(xiàn)了在燈光下的秘密：該寶石較薄的部分為帶有紫色調(diào)的綠色，在寶石較厚的部分為紅紫色。

2000年1月，法國地質(zhì)學(xué)家Cedrik Simonet在《寶石學(xué)雜志》中描述了來自肯尼亞的碧璽中的烏桑巴拉效應(yīng)，后在肯尼亞產(chǎn)地的石榴石中看到了同樣的效應(yīng)。

除此之外，柱晶石、堇青石、綠簾石、紅柱石等寶石也可具有烏桑巴拉效應(yīng)。

當(dāng)“烏桑巴拉效應(yīng)”遇到“變色效應(yīng)”

你認(rèn)為一顆寶石具有“烏桑巴拉效應(yīng)”已經(jīng)足夠“魔幻”了？

還有比“魔幻”更魔幻的事情就是：同一顆寶石上，烏桑巴拉效應(yīng)可與變色效應(yīng)互相作用。

上圖為一顆同時具有烏桑巴拉效應(yīng)和變色效應(yīng)的柘榴石，從日光（棕綠色）到白熾燈（紅色）的顏色變化。其中，日光下腰圍周圍的紅棕色刻面反射是烏桑巴拉效應(yīng)的結(jié)果。

擁有一顆具有這樣雙重光學(xué)效應(yīng)的寶石，對于寶石愛好者來說，簡直是疊加buff的雙倍快樂。

J先生說：
讀完文章，寶石中神奇的烏桑巴拉效應(yīng)（Usambara effect）你get到了嗎？
如果你是寶石礦物標(biāo)本收藏愛好者，不妨入手這樣一顆與眾不同“玩具”吧~
還想了解哪些寶石中“神奇”的特性，歡迎評論區(qū)留言哦~

（注：本文部分圖片源于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系小編刪除~）

參考文獻(xiàn)：

《烏桑巴拉效應(yīng)》劉富康

《The Usambara Effect and other colour-change Effects in Gemstones》

趙梓彤 . 寶石內(nèi)部的光路長度對其顏色呈現(xiàn)的影響 [J]. 中國寶玉石 , 2020, 158: 67-72

Asbjorn H. The Usambara effect and its interaction with other colour change phenomena[J]. The journal of Gemmology, 2006, 30(1): 1-21.

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