红宝石

红宝石是一种粉红色至血红色的宝石，是矿物刚玉（氧化铝）的一种。 红宝石是最受欢迎的传统首饰宝石之一，非常耐用。 其他品种的宝石级刚玉被称为蓝宝石。 红宝石是与紫水晶、蓝宝石、祖母绿和钻石并列的传统主要宝石之一。 ruby 这个词来自 ruber，拉丁语是红色的意思。 红宝石的颜色是由铬元素决定的。

一些通俗或历史上被称为红宝石的宝石，例如英国皇冠上黑王子的红宝石，实际上是尖晶石。 这些曾经被称为 Balas 红宝石。

红宝石的品质由其颜色、切工和净度决定，这与克拉重量一起影响其价值。 最明亮和最有价值的红色，称为血红色或鸽血红色，比其他类似品质的红宝石要价高得多。 颜色跟随净度之后：与钻石类似，一颗透明的宝石将获得溢价，但没有任何针状金红石内含物的红宝石可能表明该宝石已经过处理。 红宝石是七月的传统生日石，通常比石榴石更粉红色，尽管一些红榴石石榴石与大多数红宝石具有相似的粉红色调。 在拍卖会上出售的世界上最有价值的红宝石是日出红宝石。

红宝石的莫氏矿物硬度为 9.0。 在天然宝石中，只有莫桑石和钻石更硬，钻石的莫氏硬度为10.0，莫桑石的硬度介于刚玉（红宝石）和钻石之间。 蓝宝石、红宝石和纯刚玉是 α-氧化铝，它是 Al2O3 最稳定的形式，其中每个铝离子有 3 个电子离开，加入由六个附近的 O2- 离子组成的正八面体组； 在纯刚玉中，所有铝离子都具有非常稳定的构型，没有不成对的电子或未填充的能级，晶体完全无色，除了瑕疵外是透明的。

当铬原子偶尔取代铝原子时，它也会失去 3 个电子，变成铬离子以维持 Al2O3 晶体的电荷平衡。 但是，与铝相比，Cr3+ 离子更大并且电子轨道方向不同。 O2- 离子的八面体排列被扭曲，并且由于 O2- 离子的方向，这些 Cr3+ 离子不同轨道的能级略有改变。 这些能量差异对应于光谱中紫外线、紫色和黄绿色区域的吸收。

如果红宝石中百分之一的铝离子被铬取代，黄绿色吸收会使宝石呈现红色。 此外，上述任何波长的吸收都会激发 694 纳米波长红光的荧光发射，从而增加其红色和可感知的光泽。 可以将人造红宝石中的铬浓度（在晶体生长过程中）调整为比天然宝石低 10 到 20 倍。 Theodore Maiman 说，由于这些晶体中的铬含量低，它们呈现出比宝石红宝石更浅的红色，被称为粉红色红宝石。

吸收短波长光后，红宝石的晶格在荧光发生之前有一段很短的时间间隔处于激发态。 如果 694 纳米的光子在此期间穿过晶体，它们可以激发更多的荧光光子与它们同相发射，从而增强红光的强度。 通过安排反射镜或其他方式使发射光反复通过晶体，红宝石激光器以这种方式产生非常高强度的相干红光。

所有天然红宝石都存在缺陷，包括颜色杂质和称为丝状的金红石针状内含物。 宝石学家使用天然红宝石中发现的这些针状内含物将它们与合成品、仿品或替代品区分开来。 通常，原石在切割前会被加热。 如今，几乎所有红宝石都经过某种形式的处理，其中热处理是最常见的做法。 未经处理的优质红宝石价格不菲。

一些红宝石显示出三点或六点星光或星星。 这些红宝石被切割成凸圆形以正确显示效果。 星群在单一光源下最为清晰可见，并且随着光线的移动或宝石的旋转而在宝石上移动。 当光线以某种方式从丝绸（结构定向的金红石针状内含物）反射时，就会发生这种效果。 这是一个例子，其中内含物增加了宝石的价值。 此外，红宝石可以显示颜色变化（尽管这种情况很少发生）以及猫眼效应。

通常，各种红色（包括粉红色）的宝石级刚玉都称为红宝石。