火彩和色散,老是听说,那有啥区别?



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。
