【天然石 / 礦物 / 寶石科普】
《何為「火光」？(Fire / 火彩)》

Diamond Fire Comparison at 2 frames per second

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當寶石學家談論「色散」時，所描述的現像在科學上都是可測量的物理常數。 儘管寶石的切工會影響色散輸出，但材料自身都具有固定不變的折射率，可以可靠地分散光。

但是，當珠寶商談論「火光」時，是在描述一種可變量的感觀。不僅僅是因為不同材質有不同的性質；同一顆寶石在不同的環境中，也會呈現出不同的火光。根據不同的觀察者視力甚至年齡也會有不一樣的感覺。

所以「火光」是在條件充足的情況下，人類大腦視覺能觀察到色散的一種感觀

產生條件：
＊寶石材料有高色散值（透光、高折射率）
＊寶石有良好切割比例（有助全內反射）
＊照明的影響

寶石色散值

白光（可見光）進入透明介質後，不同頻率受到了不同程度的偏折。短波長的紫光傳播比長波長的紅光慢，進入介質後減速較多，因此偏折也比紅光大。

應該還記得小時候做過的這個三菱鏡實驗吧：當白光通過具有一定幾何外形的介質例如三棱鏡或寶石的切面，波長不同的光線會因出射角的不同而發生色散現象，投影出連續或分離的彩色光譜。而有越高折射率的寶石材料色散值就越高。

寶石的切割比例

切割比例越符合折射率，就會達到全內反射且不會漏光。當所有光線都能反射回光源方向，就越有利產生明亮色散。

以火光聞名的鑽石有著獨特的圓形明亮式切割，就是根據鑽石的折射率常數計算出來的切割比例。深度與角度能夠完美地產生全反射現象——混合「火光」和「明亮度」，從而達到最大值的「閃爍度」。


（上圖：圖像示範為何完美切割能造就全反射）

照明的影響

角度較小的強直光源可促進色散。 這就是為什麼珠寶店經常在展示櫃採用這種照明。

擴散光可以提高亮度，但抑制色散。

人類生理學

最後，當寶石和環境滿足以上各條件，還需要接收的對象才能完整整個「火光」的現象

分散的白光穿過瞳孔時，色散光譜範圍的大小決定大腦是否將這種分散視為「火光」。

情況一：色散光譜扇形範圍大於瞳孔的直徑：若果只有紅色光波進入瞳孔，大腦就會看到紅色閃爍。如果是綠色光波進入瞳孔，則看到綠色閃爍。如果是藍色光波，就會看到藍色閃爍（等）。

情況二：色散光譜扇形範圍小於瞳孔的直徑：所有顏色同時進入瞳孔並重新組合，大腦則看到白光，或者根本什麼都沒看到。


（圖左：情況一；圖右：情況二）

所以情況一為最佳情況，晃動寶石，切面不同的角度會產生數百種不同尺寸的色散光譜，全套光譜的七彩變化被人眼接收，就成為「火光」。

因此結論——
任何透光寶石材料都有色散效應，但並非每種透光石材都能製造出「火光」

除了鑽石，色散值高的寶石還有 CZ（方晶鋯石）、Sphene（榍石）、Syn. Moissanite（合成莫桑石）、zircon（鋯石）、demantoid garnet（翠榴石）很多時候晶體的顏色也會遮蓋到色散輸出而影響火光的產生。

透光，無色，高色散的寶石材料少之又少。

其中純淨的 Rutile（金紅石）折射率比鑽石還要高，色散值（約0.280）是鑽石（0.044）的接近6倍。但因雙折射現象所以明亮度大減，硬度也比不上鑽石，所以沒那麼有名。在CZ流行之前就是 Strontium Titanate 鈦酸鍶、YAG和GGG的帝國，但都被淘汰了

最後的最後，問：為什麼藍寶石沒有火光？

答：藍寶石折射率低所以色散值也低 (0.018)，色散也被自體顏色遮蓋。就算有根據折射率而設計的完美切割也沒辦法產生人類肉眼能看見的火光作用。

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補充一下：蛋白石的「遊彩現象」「乳光」、拉長石的「拉長石暈彩」、珍珠的「暈彩光澤」、月光石的「青白光彩」、人工鍍膜、礦石内部解理面所見的暈彩...都不能稱為火光喔！！！！這些虹色暈彩也各有不同的成因！千萬不要亂用

翻譯得好痛苦希望語法沒有太奇怪，就算看中文維基條目有些專有名詞都很不統一丫，跟英文的詞彙對不上。用中文唸理科的噗友們也會遇到這種情況麼？

中文太多一詞多義搞得很複雜

旅人唸生物的，完全放棄用中文，讀中文資料還要找有附英文原文單字的

克雷爾格德 : 天啊聽起來也太難了 原來真的是通病

雖然不是理科
不過這邊以前念哲學，西哲方面中文翻譯也都不一樣很痛苦。
中文翻譯需要一個秦始皇統一字彙

阿墨墨❤️開心學習 : 天啊也是很混亂的感覺辛苦了
覺得翻譯的學者也本來不是中文系，所以更加混亂（？

這個在Reddit解答而衍生出來的的科普環節，好像多了點粉絲，這樣吧，來安價下一個題目
有空就寫寫
沒有安價的話就寫多色性如何影響切割

謝謝您的解說，很清楚

非(◐‿◑)白 : 能幫上忙是我的榮幸