火彩和色散,老是听说,那有啥区别?

当一枚宝石学专家谈论色散时,从科学角度来讲可以其对应的现象可以对应到每一颗钻石身上。钻石的折射率是固定的,导致了光的分散。虽然每一颗钻石的形状和切工会影响色散的展现效果,但色散这个名词本身指的是一个物理常数。
然而,当一个珠宝商谈到火彩时,描述的则是动态的视觉效果,比如“这颗钻石比那颗火彩更好”。事实上,火彩的视觉效果是动态的,不仅仅是两颗不同的钻石,同一颗钻石在不同的环境中火彩的呈现也有所不同。同时,根据每个人视觉识别能力、视力和年龄的不同,火彩的视觉效果会因观察者而异
简单的说:色散属于物理层面,发生在钻石内部火彩属于生理层面,发生在我们的眼中
什么是色散?
可见光谱中的光是由彩虹般的颜色组成的。而这些光一起射入我们的眼睛,我们就认为光是白色的。
色散发生在不平行的透明表面之间,比如玻璃棱镜或钻石的切面。“白光”进入钻石后,可见光谱中的不同颜色开始以不同的速度传播,彼此分散开来。
波长短的(近紫外)比波长长的(近红外)传播得更慢。

钻石的色散

作为一种透明材料,钻石的高折射率促使了强烈的色散。话虽如此,还有其他因素会影响钻石的色散输出。

比如切割比例的影响。当进入钻石冠部的光线以低于钻石临界角的角度进入亭部刻面时,光线将离开亭部,无法返回观察者的眼睛。但如果该角度高于钻石的临界角,光线则会经由钻石内部反射回观察者眼中。

过浅或过深的钻石切割比例会导致光的“行为缺陷”,从而抑制亮度和色散。

切割成比例的钻石则会将光线返回到观察者的眼睛,提高亮度和色散。

光源对于色散的影响

小角度的强直射光源可以激发色散。这也是为什么珠宝店经常在头顶上安射灯的原因。

漫射光源则可以提高亮度,但同时抑制色散。

在最常见的实际应用中,钻石(宝石)色散在阴天(漫射光下)受到抑制,但在艳阳天(强光直射下)会得到极大提升

比如下图中,一颗0.76克拉的圆形明亮式钻石,在阳光直射下的色散输出。右边的图像显示了离钻石冠部20-40厘米的扇形色散效果,清晰地展现了组成颜色。

什么又是火彩呢?

简单点儿说,火彩就是人眼对色散的感知

当彩虹色的色散光扇面穿过我们眼睛时,有两个因素决定咱们是否将这种色散识别为火彩。

(1)色散扇面的尺寸

(2)接收到色散光扇面时,瞳孔的收缩或扩张

如果扇面到达我们的眼睛且只有其中的红色进入瞳孔时,我们的大脑就只能识别到红色的光。同样,如果绿色进入,我们会看到绿色;如果蓝色进入,会看到蓝色等等。但是,如果色散扇面的物理尺寸小于我们眼睛瞳孔的直径,则所有颜色都会同时进入并重新组合,这时,我们的大脑只会看到白色闪光。

下图的人看到了一道蓝色的火焰。那是因为只有蓝色进入瞳孔。火彩扇面的红色、黄色和绿色部分出现在虹膜上。他们没有进入瞳孔,所以是看不见的。

如果那个色散扇从左到右移动过眼睛,那我们将会依次看到蓝、绿、黄和红色。

总结

如果色散扇面经过我们眼睛且比瞳孔直径更宽,我们将看到彩色闪光。如果色散扇面经过我们眼睛但小于瞳孔直径,则光线会重新组合,我们则只会看到白色闪光。如果扇面太小或太弱,我们则什么都看不到。在最佳情况下,整个扇面依次通过瞳孔,我们则可能会看到一系列不断变化的火彩。

在有利的照明条件下,切割良好的钻石能够同时产生数百个尺寸不同的色散扇面。当到达我们眼睛时,那些比咱们瞳孔直径更宽的则会被我们的大脑识别为火彩。

所以色散不是火彩。我们能否看到钻石的火彩,能看到多少,取决于钻石切割的好劣、光照条件和我们本身的生理机能强弱
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