보석의 광학적 성질

 

보석의 광학적 성질로 중요하게 여기는 것은 색, 광택, 파이어, 발광, 유색효과, 이리데슨스가 있는데 보석 감정에서 더욱 중요한 부분이다.

 

보석의 색

보석의 색은 보석의 가장 중요한 특징이나 보석의 감별에 있어서 색이 어떤 보석이다라는 확증의 증거가 되기는 어렵다. 여러 광물이 동일한 색을 나타내거니와 하나의 광물이 여러가지 색으로 나타나기도 하기 때문이다. 우리눈으로 느낄 수 있는 색의 범주인 가시광선은 적색,오랜지색,황색,녹색,청색,자색 이렇게 6가지로 나뉘는데 이 가시광선의 파장이 모두 합쳐지면 백광색이 되고 이중 어떤 파장이 흡수되고 나머지 파장들이 합쳐지면 특정한 색이 되는 것이다. 가시광선의 모든 파장이 통과되면 투명한 무색이 되고 모두 흡수하면 검은색이 되는 것이다. 보석의 경우 크롬, 철, 코발트, 바나듐, 구리, 망간, 니켈 같은 금속 원소에 의해 백색광이 특정색을 흡수하여 색을 띠게 되는 것이다. 이 원소들은 극미량으로 존재해 광물의 화학식에도 포함되지도 못하지만 색을 좌우한다. 지르콘이나 연수정은 광물결정 내부에 있는 원자의 구조가 파괴되고 대기속의 단파장이 선택적으로 흡수되어 색이 생기가 된다.

빛은 보석의 색에 많은 영향을 미치기 때문에 보석연마사들은 이를 잘 고려하여야 한다. 엷은 색의 보석은 두껍게 연마하고 흡수가 잘되도록 면을 배치시키면 색이 짙어질 수 있다. 반대로 짙은 색의 보석은 얇게 연마해야 한다. 인공조명을 비추면 사파이어는 색이 나빠지고 에메랄드나 루비는 반대로 색이 좋아 보인다. 알렉산드라이트는 자연광에서는 녹색, 인공조명에서는 적색으로 보인다. 다이아몬드를 제외하고 나머지 유색보석에서는 색이 굉장히 중요한데 객관적인 등급이 아직 확립되지는 않았다.

 

조흔색

보석을 조흔판에 그었을 때 남는 색을 조흔색이라고 한다. 경도가 조흔판보다 높은 광물은 줄로 긁어 분말을 조흔판에 문질러서 확인한다. 원석수집가들이 주로 사용하는 보석감별방법으로 보석에 상처가 날 수 있으므로 연마된 보석에는 사용하지 않는다. 적철석의 조흔색은 적색, 황금색의 황철석의 조흔색은 검은색, 청색의 소달라이트의 조흔색은 백색이다. 이렇게 눈으로 보이는 색과 조흔색은 상이할 수 있다.

 

변색

보석에 따라 시간의 경과에 따라 색이 변하기도 하는데 자수정이나 군자나이트 석영은 직사광선을 쬐면 옅어지기도 한다. 자연적으로 색이 변하는 일 보다는 보석 색의 향상을 위해 일부러 과학적으로 열처리를 하는데 자수정의 경우 수백도로 가열하면 색이 연황생, 적갈생, 녹색, 유백색 등으로 변한다. 대부분 판매되는 황수정, 프레지올라이트는 이렇게 열가공을 한것이다. 녹색빛의 아쿠아마린은 가열시 해청색으로 바뀌고 어두운 전기석은 엷어지고 청색전기석은 녹색으로 바뀐다. 무색 지르콘과 아쿠아마린색의 지르콘도 히야신스를 가열해서 얻어낸다. 라듐이나 X선을 통해서도 색이 향상된다. 천연색과 유사하여 구별이 어려워 특수장비로만 식별이 가능하고 변색된 색은 영구적이 아니다. 터키석이나 진주, 마노는 색소를 주입하여 색을 향상시킬 수 있다. 이렇게 인위적으로 변색한 보석은 열처리와 착색마노를 제외하고 반드시 판매할 때 구매자에게 알려야한다.

 

굴절율

빛이 다른 매질로 통과할 때 일어나는 현상으로 물이 담긴 유리컵에 막대를 넣었을 때 수면에서 굽어보이는 것을 굴절이라고 한다. 보석은 종류별로 굴절률이 일정하기에 보석감별에서 사용할 수 있다. 공기중의 빛의 속도와 보석안에 빛의 속도의 비로 계산해볼 수 있다. 굴절계로 특정하는데 굴절계로 측정 가능한 굴절율을 최대 1.81이다. 평평한 면이나 소평면을 가진 보석에만 사용가능하나 숙련자라면 캐보션도 수치를 알아낼 수 있다. 침액법을 사용하면 쉽게 굴절율을 판단할 수 있다.

 

복굴절

등축정계(오팔,유리)에 해당하는 보석을 제외한 보석에서는 빛이 통과하면서 두개의 광선으로 나누어지는 것을 복굴절이라고 한다. 지르콘, 스핀, 페리도트, 아이슬란드 스파에서 쉽게 관찰가능하다. 연마사는 복굴절이 심하게 나오지 않게 연마방향을 잘 조정해야한다.  대부분 복굴절이 크지 않아복굴절은 보석감별에서 아주 중요하다. 최대굴절율과 최소굴절율의 차이인 복굴절율로 나타낸다.