变色|欧泊——备受世人喜爱，可以变色的“神奇”宝石！

和氏璧是中国历史上著名的玉石，被称为“岁星之精，坠于荆山，化而为玉，侧而视之色碧，正而视之色白”这意味着如果你从不同的角度看，你会看到不同的颜色。这个著名的和氏璧是什么矿物？遗憾的是，和氏璧下落不明。我们只能根据古人的描述来推断它的成分。有学者认为和氏璧应该是一块白色的蛋白石。

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色彩之王名不虚传欧泊，也被称为蛋白石，是由英文名“Opal”音译而来。它因其变幻莫测的色彩而受到世界的喜爱。古罗马的一位自然科学家曾称赞欧泊“红宝石般的火焰，紫晶般的斑点，翠绿的大海”。因此，有学者认为和氏璧不是欧泊，因为它的颜色变化一般局限于浅绿色和白色。当宝石旋转时，颜色只会在深度上改变。然而，蛋白石更为独特。它可以在各种颜色之间来回变换，如浅蓝色、深蓝色、深绿色和厚紫色。它是宝石家族中名副其实的“色彩王”。

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人们称赞欧泊为“魔石皇后”、“色彩交响曲”和“魔幻世界的访客”。自古以来，它被视为彩虹的化身，象征着希望和幸运，给人们带来浪漫的爱情。如今，人们把欧泊视为十月的诞生石，热爱欧泊的澳大利亚人赋予它很高的地位，并将其视为“国家之石”。变彩效应卓尔不群【 变色|欧泊——备受世人喜爱，可以变色的“神奇”宝石！】

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宝石的颜色是五颜六色的。它们有的是由自身矿物成分引起的，称之为“自色”；有的是矿物中其他微量物质混合而成，称为“其他颜色”；有的是由于光的干涉、衍射等物理光学过程引起的，属于一种“假色”。在矿物学和宝石学中，欧泊的特殊变色现象被称为“变色效应”，属于假色的一种形式。自然界中，很少有矿物在晶格中定向排列着细小的包裹体，从而引起光的变化。从不同的方向看，它们的颜色会不同。具有这种特殊光学特性的宝石是罕见的。它们主要是长石宝石，如月光石，和蛋白石宝石，如欧泊。

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变色效果的原理是什么？那些学过物理学的人应该记住在光学中有一种典型的现象叫做衍射。简单的实验如下：在光源和观察屏中间放置一个小孔的障碍物，当光线沿直线传播时，我们可以看到观察屏上有一个亮点。如果小孔直径不断减小，观察屏幕上就会出现一个明暗交替的圆形光晕。这是由于光波在遇到障碍物时偏离原直线而引起的。这种利用衍射效应调制光的仪器是光栅。欧泊的矿物学名称叫“蛋白石”它的主要成分是水合二氧化硅，化学式为SiO2·nH2O，即硅原子的四个价电子与四个氧原子形成四个共价键。硅原子位于四面体的中心，四个氧原子位于四面体的四个顶角。在蛋白石的结构中，这些二氧化硅球体像紧密堆积的球体一样有序地排列在三维空间中；这些球体的直径约为150-300nm，球体之间有许多间隙，充满了水和空气；这种结构就像一个天然的三维光栅。当白光照射蛋白石时，不同波长的单色光会随着入射角的变化而不断衍射，因此我们可以看到五颜六色的光。

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当然，不同的蛋白石具有不同的变色能力，这主要取决于蛋白石中空洞的大小，而空洞的大小则取决于球体的直径。球体的直径越大，它们之间的空间就越大，产生的颜色也就越多。回想一下，当年我们拿起一张CD或DVD光盘，来回改变观看角度时，我们会在光盘表面看到彩虹般的颜色吗？这是因为圆盘表面均匀地排列着一系列光迹，形成一种光栅，从而产生光的衍射。蛋白石的变色效果其实是一样的。