โดย ผศ.ดร. กาญจนา   ชูครุวงศ์

คุณสมบัติประการสุดท้ายที่ใช้ในการการจำแนกชนิดของอัญมณีก็คือ คุณสมบัติทางแสง (Obtical properties)

คุณสมบัติทางแสง (Optical properties)

เมื่อแสงเดินทางผ่านเข้าสู่ตัวกลางที่แตกต่างกันสองชนิด เช่น อากาศและอัญมณี จะเกิดปรากฏการณ์ขึ้น 3 ลักษณะ ได้แก่
1)แสงบางส่วนจะสะท้อนกลับหรือถูกส่งกลับจากผิวของอัญมณีนั้นไปสู่อากาศ
2)แสงบางส่วนผ่านเข้าไปในเนื้อของอัญมณีแล้วเกิดการหักเหของแสงขึ้น และ
3)อัญมณีนั้นจะดูดกลืนแสงบางส่วนไว้
ลักษณะปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นนี้ ไม่จำเป็นจะต้องเกิดขึ้นพร้อมๆกันทั้ง 3 ลักษณะ อาจมีลักษณะหนึ่งแสดงให้เห็นได้เด่นชัดมากกว่าลักษณะอื่นๆ ขึ้นอยู่กับลักษณะตามธรรมชาติ และชนิดของอัญมณีที่แสงมีปฏิกิริยาด้วย เช่น ในโลหะชนิดต่างๆ ที่เป็นวัตถุทึบแสง ลักษณะที่เกิดขึ้นเด่นชัดกว่าลักษณะอื่นๆ คือการดูดกลืนแสง ในขณะเดียวกันก็มีลักษณะของการสะท้อนแสงให้เห็นด้วย ส่วนการหักเหของแสงโดยปกติแล้วจะมองไม่เห็นเลย ในทางกลับกันอัญมณีชนิดต่างๆ ที่เป็นวัตถุโปร่งใสหรือโปร่งแสง ลักษณะการหักเหของแสงจะแสดงให้เห็นได้เด่นชัดกว่าลักษณะอื่น โดยที่มีลักษณะการสะท้อนของแสงและการดูดกลืนของแสง อาจจะเปลี่ยนแปลงไปตามลักษณะและชนิดของอัญมณี จากลักษณะปรากฏการณ์ทั้งสามที่กล่าวมาจะเป็นสิ่งที่ทำให้เกิด สี ความวาว การกระจายแสง การเรืองแสง การเล่นสีประกายแวว ประกายเหลือบรุ้ง และอื่นๆ อีกมากมาย คุณสมบัติทางแสงต่างๆ ได้แก่

 

สี (Color)  สีต่างๆ ของอัญมณีชนิดใดๆ เป็นผลเนื่องมาจากลักษณะธรรมชาติของแสงกับอัญมณีนั้นๆ โดยตรง คือจะมองเห็นสีได้ก็ต่อเมื่อมีแสง แสงที่มองเห็นได้ประกอบขึ้นด้วยแสงสีที่เด่น 7 ส่วน หรือที่เรารู้จักกันดีว่า “สีรุ้ง” ในแต่ละส่วนจะมีสีที่แตกต่างกัน ประกอบด้วยสี ม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลืองแสด แดง การผสมผสานคลื่นแสงที่มองเห็นได้นี้จะก่อให้เกิดเป็นแสงสีขาว คือ แสงอาทิตย์ เมื่อแสงที่มองเห็นได้นี้ส่องผ่านเข้าไปในอัญมณี ก็จะทำให้อัญมณีนั้นมองดูมีสีขึ้นเนื่องจากอัญมณีนั้นได้ดูดกลืนคลื่นแสงบางส่วนเอาไว้ และคลื่นแสงส่วนที่เหลืออยู่ถูกส่งผ่านออกมาเข้าสู่ตาของเรา มองเห็นเป็นสีจากส่วนของคลื่นแสงที่เหลือนั่นเอง จะมองไม่เห็นเป็นสีขาวอีก เช่น ทับทิมมีสีแดง เนื่องจากทับทิมได้ดูดกลืนคลื่นแสงในช่วงสีน้ำเงิน เหลือง และ เขียว เอาไว้ คงเหลือแต่ส่วนที่มีสีแดงให้เรามองเห็น ในอัญมณีบางชนิดคลื่นแสงที่มองเห็นได้นี้จะส่องผ่านทะลุออกไปหมดโดยไม่ได้ถูกกลืนคลื่นแสงช่วงใดๆ เอาไว้เลย อัญมณีนั้นก็จะดูไม่มีสีแต่ถ้าคลื่นแสงถูกดูดกลืนไว้ทั้งหมด อัญมณีนั้นก็จะดูมีสีดำ หรือถ้าคลื่นแสงทั้งหมดถูกดูดกลืนเอาไว้ในสัดส่วนที่เท่าๆกัน อัญมณีก็จะดูมีสีเทาหรือขาวด้านๆ

สีต่างๆ ของอัญมณีนานาชนิดมีกระบวนการหลายอย่างที่ก่อให้เกิดสี สีบางสีอาจเกิดจากองค์-ประกอบสำคัญทางเคมีและทางกายภาพของอัญมณีชนิดนั้นๆ สีบางสีอาจเกิดจากมลทินทางเคมีภายนอกอื่นๆ หรือจากการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างภายในอัญมณี หรือตำหนิมลทินต่างๆภายในเนื้อ เป็นต้น ส่วนใหญ่แล้วสีของอัญมณีมักจะเกิดจากมลทินทางเคมีภายนอกอื่นๆที่เข้าไปอยู่ภายในเนื้อของอัญมณี เช่น เบริล (Beryl) บริสุทธิ์จะไม่มีสี แต่ถ้ามีมลทินของธาตุโครเมียมหรือวาเนเดียมเพียงเล็กน้อย ก็จะทำให้เกิดเป็นสีเขียว เรียก มรกต (Emerald) หรือมีมลทินของธาตุเหล็ก ก็จะทำให้เกิดเป็นสีฟ้าอมเขียวหรือน้ำเงินอมเขียว เรียก อะความารีน (Aquamarine) คอรันดัมบริสุทธิ์ก็จะไม่มีสีเช่นกัน แต่ถ้ามีสีแดงก็เป็นทับทิม เนื่องจากมีมลทินธาตุโครเมียมเพียงเล็กน้อย หรือถ้ามีสีน้ำเงินก็เป็นไพลิน เนื่องจากมีมลทินธาตุไทเทเนียมและธาตุเหล็ก ดังนั้นมลทินธาตุหลายๆ ชนิดจึงก่อให้เกิดสีต่างๆ ได้ในอัญมณีชนิดต่างๆ

สำหรับการดูดกลืนแสงของอัญมณีชนิดต่างๆ นั้น อาจมีได้ไม่เท่ากันและอาจเปลี่ยนแปลงได้ ขึ้นอยู่กับลักษณะธรรมชาติและความหนาของอัญมณีนั้นๆ อัญมณีชนิดหนึ่งๆ ถึงแม้จะมีการเจียระไนจนมีความบางมากแล้ว แต่ก็ยังคงดูดกลืนแสงไว้หมดโดยไม่ให้ส่องทะลุผ่านได้เลยจะเรียกว่า ทึบแสง (Opaque) ส่วนอัญมณีชนิดที่ยอมให้แสงส่องทะลุผ่านไปได้หมดแม้ว่าจะมีความหนามากจะเรียกว่า โปร่งใส (Transparent)  ส่วนอัญมณีที่ดูดกลืนแสงในระหว่างลักษณะสองแบบที่กล่าวมาและยอมให้แสงส่องผ่านได้บ้างมากน้อยแตกต่างกันไปในอัญมณีแต่ละชนิด จะเรียกว่า โปร่งแสง (Translucent)  ดังนั้น ช่างเจียระไนจึงอาจยึดหลักนี้ไว้เป็นประโยชน์ในการพิจารณาตัดและเจียระไนอัญมณีชนิดต่างๆ ด้วย อัญมณีที่มีสีอ่อนจึงมักจะตัดและเจียระไนให้มีความหนาหรือความลึกมากหรือมักจะมีการจัดหน้าเหลี่ยมเจียระไนต่างๆ ที่ทำให้แสงมีระยะถูกดูดกลืนมากขึ้น จะทำให้ดูมีสีเข้ามากขึ้นตามไปด้วย ในทางกลับกันอัญมณีที่มีสีเข้มดำหรือมีสีค่อนข้างมืด มักจะตัดและเจียระไนให้มีความบางหรือตื้นมาก เช่น โกเมนชนิดแอลมันไดต์ ซึ่งมีสีแดงเข้มอมดำ มักจะตัดบางหรือคว้านให้เป็นโพรงอยู่ภายในเนื้อ ไพลินจากบางแหล่งที่มีสีเข้มออกดำมักจะเจียระไนเป็นรูปแบบที่บางกว่าปกติ เป็นต้น

ส่วนใหญ่แล้ว ความเข้มและความสดสวยของสี จะมีความสัมพันธ์โดยตรงควบคู่ไปกับคุณค่าและราคาที่สูง นอกจากนี้ แสงที่ใช้ในการมองดูอัญมณีก็มีความสำคัญและมีผลต่อความสวยงามของสีเช่นกัน แสงอาทิตย์ในเงาร่มหรือแสงแดดอ่อน มีความเหมาะสมมากในการมองดูสีของอัญมณี แสงจากแสงเทียนหรือแสงจากหลอดมีไส้ จะมองดูสีน้ำเงินของไพลินได้ไม่สดสวย แต่จะมองดูมรกตและทับทิมมีสีสวยสด ดังนั้น แสงที่ใช้ส่องมองดูอัญมณีที่ดีและเหมาะสมควรจะมีส่วนผสมที่สมดุลกันระหว่างแสงจากหลอดมีไส้และแสงจากหลอดไฟฟลูออเรสเซนซ์

อัญมณีบางชนิดอาจจะแสดงการเปลี่ยนสีได้ เมื่อมองดูด้วยแสงต่างชนิดกันหรือมีช่วงคลื่นของแสงที่ต่างกัน เช่น เจ้าสามสี จะมองดูมีสีเขียวหรือน้ำเงินในแสงแดดหรือแสงไฟฟลูออเรสเซนซ์และมีสีแดงหรือม่วงในแสงเทียนหรือแสงจากหลอดมีไส้ อัญมณีบางชนิดมีการแสดงลักษณะสีที่แตกต่างกัน หรือสีที่มีความเข้ม-อ่อนต่างกันเมื่อมองดูในทิศทางที่ต่างกัน ทั้งนี้เนื่องจากความแตกต่างในลักษณะของการดูดกลืนแสงในทิศทางต่างกันของอัญมณีนั้นๆ ลักษณะปรากฏนี้เรียกว่า สีแฝด ซึ่งอาจจะมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าหรือมองเห็นได้ง่ายมากด้วย "ไดโครสโคป" (Dichroscpoe)

ภาพ Dichroscope จาก Gram Faceting

อัญมณีหลายชนิดที่แสดงสี แฝดได้ 2 สีต่างกันเรียกว่า มีสีแฝด 2 สี (Dichroic) เช่น ทับทิม ไพลิน คอร์เดียไรนต์ ฯลฯ และ
อัญมณีที่แสดงสีแฝดได้ 3 สีต่างกันเรียกว่ามีสีแฝด 3 สี (Trichroic) เช่น แทนซาไนต์ แอนดาลูไซต์ ฯลฯ

ภาพ Green Tourmaline ที่แสดงคุณสมบัติ Dichroic คือ เมื่อมองตามแนวแกน c (c รูปที่ 2) จะเห็นสีเขียวอมเหลือง และตามแนวแกน a/b (รูปที่ 3) จะเห็นสีเขียวอมฟ้า
ภาพจาก Gram Faceting

อัญมณีที่มีสีแฝดเมื่อเจียระไนแล้ว อาจจะแสดงเพียงสีเดียวหรือมากกว่า 1 สีนั้น ขึ้นอยู่กับการจัดทิศทาง การวางตัวของเหลี่ยมหน้ากระดานของอัญมณีที่จะแสดงให้เห็นสีนั้นๆ นอกจากนี้ ยังมีอัญมณีบางชนิดที่อาจมีสีหรือแสดงสีได้หลายสีแม้เป็นผลึกเดี่ยวและมองดูในทิศทางเดียว เช่น โอปอ ทัวร์มาลีน ลักษณะเช่นนี้เป็นลักษณะตามธรรมชาติของรูปแบบของแร่หรือของผลึกชนิดนั้น ไม่ใช่สีแฝด

สีเป็นลักษณะที่มองเห็นได้ง่ายชัดเจนเป็นสิ่งสะดุดตาและดึงดูดสายตามากที่สุดในเรื่องของอัญมณี และเป็นปัจจัยที่มีความสำคัญมาก ในการพิจารณาถึงคุณค่าและราคาของอัญมณี สีอาจทำให้เกิดความแตกต่างของราคาได้มากจากตั้งแต่ 250-250,000 บาทต่อกะรัตในอัญมณีชนิดเดียวกันแต่มีสีสวยงามแตกต่างกันมาก โดยทั่วไปแล้วสีจะไม่ถือว่าเป็นคุณสมบัติลักษณะสำคัญที่ช่วยในการตรวจจำแนกชนิดอัญมณี เพราะมีอัญมณีต่างชนิดกันแต่มีสีเหมือนกันได้และก็มีอัญมณีชนิดเดียวกันที่สามารถเกิดขึ้นได้หลายสี นอกจากนี้ชื่อลักษณะของสีก็เป็นที่นิยมใช้กับอัญมณีบางชนิดมานานแล้ว เช่น สีเลือดนกพิราบใช้กับทับทิม สีแสดใช้กับแพดพาแรดชา (Padparadcha) สีเหลืองนกขมิ้นและสีแชมเปญใช้กับเพชร เป็นต้น ชื่อลักษณะสีเหล่านี้ในบางครั้งจะกำกวมไม่ชัดเจน ให้ความหมายของสีไม่ตรงกับความจริงหรือเป็นลักษณะสีที่ไม่มีความแน่นอน แม้ว่าจะมีความบกพร่องดังกล่าวชื่อสีเหล่านี้ก็ยังเป็นที่นิยมใช้กันอยู่โดยทั่วไปในตลาดอัญมณี อย่างไรก็ตามในปัจจุบันนี้ได้มีการประดิษฐ์เครื่องมือที่สามารถวัดหาชนิดและเรียกชื่อของสีของอัญมณีต่างๆ ได้อย่างเที่ยงตรงแม่นยำมากขึ้น เครื่องมือนี้มีขายทั่วไปในตลาดอัญมณี  อาจเป็นวิวัฒนาการใหม่ในอุตสาหกรรมอัญมณีและเครื่องประดับของโลกก็ได้

ค่าดัชนีหักเหของแสง (Refractive index) เมื่อมีแสงส่องผ่านเข้าไปในอัญมณีใดๆ แล้วแสงส่วนหนึ่งจะมีความเร็วลดลงและอาจจะถูกบังคับให้เปลี่ยนทิศทางหรือเกิดการหักเหแสงขึ้น ซึ่งแล้วแต่คุณสมบัติของผลึก ระดับความเร็วของแสงที่ลดลงในอัญมณีนั้นเมื่อเปรียบเทียบกับความเร็วของแสงในอากาศจะเรียกว่า ค่าดัชนีหักเหแสงของอัญมณี  คือเป็นอัตราส่วนระหว่างค่าความเร็วของแสงในอากาศกับค่าความเร็วของแสงในอัญมณี เช่น ค่าความเร็วของแสงในอากาศเท่ากับ 300,000 กิโลเมตรต่อวินาที และค่าความเร็วของแสงในเพชรเท่ากับ 125,000 กิโลเมตรต่อวินาที ดังนั้นค่าดัชนีหักเหแสงของเพชรจะเท่ากับ 2.4 หรือหมายถึง ความเร็วของแสงในอากาศมีความเร็วเป็น 2.4 เท่าของความเร็วของแสงในเพชร อัญมณีที่มีค่าดัชนีหักเหสูงมากเท่าใด ความเร็วของแสงในอัญมณีนั้นๆ จะลดลงมากตามไปด้วย ค่าดัชนีหักเหของแสงของอัญมณีจะเป็นค่าที่คงที่ อัญมณีแต่ละชนิดจะมีค่าดัชนีหักเหที่แตกต่างกัน อาจมีเพียงค่าเดียว สองค่า หรือ สามค่า ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของผลึกและทิศทางที่แสงผ่านเข้าไป ส่วนใหญ่จะมีค่าอยู่ระหว่าง 1.2 และ 2.6 ดังนั้นจึงสามารถนำไปช่วยในการตรวจจำแนกชนิดของอัญมณีได้ เครื่องมือสำหรับใช้ในการวัดหาค่าดัชนีหักเหแสงของอัญมณีได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำเรียกว่า เครื่องรีแฟรกโตมิเตอร์ (Refractometer) แต่เครื่องมือนี้มีขีดจำกัดอยู่ที่สามารถวัดหาค่าได้สูงสุดเพียง 1.86 เท่านั้น และจะต้องใช้กับอัญมณีที่เจียระไนแล้วหรือพวกที่มีผิวหน้าเรียบด้วย บางครั้งสามารถประมาณค่าได้ในอัญมณีที่เจียระไนแบบโค้งมนหลังเบี้ยหรือหลังเต่า และในบางครั้งค่าดัชนีหักเหแสงของอัญมณีที่เจียระไนแล้ว อาจประมาณได้จากประกายวาวหรือความสว่างสดใส หรือรูปแบบของการเจียระไน

การกระจายแสงสี (Dispersion or fire) แสงสีขาวที่มองเห็นได้ในธรรมชาติจะเป็นแสงที่เกิดจากการผสมผสานของคลื่นแสงต่างๆ ในแต่ละคลื่นแสงก็จะมีค่าดัชนีหักเหของแสงเฉพาะตัวเมื่อมีลำแสงสีขาวส่องผ่านเข้าไปในอัญมณี แสงนี้จะเกิดการหักเหเป็นมุมที่แตกต่างกัน และแยกออกเป็นลำแสงหลากหลายสี แล้วสะท้อนออกทำให้เห็นเป็นสีต่างๆ สีที่มองเห็นจะเป็นลำดับชุดของสีรุ้ง เช่นเดียวกับลักษณะของการเกิดรุ้งกินน้ำลักษณะปรากฏการณ์เช่นนี้ เรียกว่า การกระจายแสงสี  หรือ ไฟ ซึ่งสามารถสังเกตเห็นได้ง่ายมากในอัญมณีที่มีค่าดัชนีหักเหของแสงสูง มีความโปร่งใสและไม่มีสี
ระดับความมากน้อยของการกระจายแสงสีจะแตกต่างกันไปในแต่ละชนิดของอัญมณี เนื่องจากมีค่าดัชนีหักเหแสงที่แตกต่างกันนั่นเอง ดังนั้น การกระจายแสงสีจึงเป็นคุณสมบัติที่สำคัญอีกประการหนึ่ง ที่อาจช่วยในการตรวจจำแนกชนิดอัญมณีได้  นอกจากนี้ยังมีความสำคัญต่อความสวยงามของอัญมณีหลายๆ ชนิด โดยเฉพาะในชนิดที่โปร่งใสแต่ไม่มีสีสวยที่จะดึงดูดใจ เช่น การกระจายแสงสีของเพชรซึ่งทำให้เพชรเหมือนมีสีสันหลากหลายสวยงามกระจายทั่วไปในเนื้อหรือ เรียกว่า ประกายไฟ  ในอัญมณีที่มีสีก็สามารถมองเห็นการกระจายแสงสีได้เช่นกัน เช่นในโกเมนสีเขียวชนิดดีมันทอยด์ (Demantoid) และสฟีน (Sphene) การกระจายแสงสีของอัญมณีชนิดหนึ่งๆ อาจสามารถทำให้มองเห็นสวยงามมากขึ้นได้โดยการเจียระไนที่ได้สัดส่วนถูกต้อง โดยพื้นฐานทั่วไปแล้วถ้าคลื่นแสงมีการแบ่งแยกออกได้ชัดเจนมากเท่าใดการกระจายแสงสีก็จะมีมากเพิ่มขึ้นเท่านั้น พร้อมกับจะให้สีที่มีความเข้มสวยมากเช่นกัน

ความวาว (Luster)  ความวาวของอัญมณีชนิดหนึ่งๆเป็นผลมาจากคุณสมบัติทางแสงของอัญมณีซึ่งเกิดจากการสะท้อนของแสงจากผิวนอกของอัญมณีนั้นๆ ความวาวจะขึ้นอยู่กับค่าดัชนีหักเห และลักษณะสภาพของผิวเนื้อแร่ ไม่เกี่ยวข้องกับสีของอัญมณีเลย ถ้าอัญมณีนั้นมีค่าดัชนีหักเหแสงและมีความแข็งมากเท่าใด ก็จะยิ่งแสดงความวาวมากขึ้นเท่านั้นลักษณะธรรมชาติ สภาพผิวเนื้อแร่ที่ขรุขระไม่เรียบก็จะมีผลทางลบต่อความวาวของอัญมณีที่ยังไม่เจียระไน ในขณะที่อัญมณีที่เจียระไนแล้ว การขัดมันผิวเนื้อแร่จะมีผลดีต่อความวาว ความวาวของอัญมณีที่มีความสวยงามเป็นที่ต้องการมากคือความวาวเหมือนเพชร ส่วนความวาวที่พบเห็นได้ในอัญมณีทั่วไป ได้แก่ ความวาวเหมือนแก้ว (Vitreous)  ส่วนความวาวที่พบได้ยากในอัญมณี ได้แก่ความวาวเหมือนโลหะ (Metallic) เหมือนมุก (Pearly) เหมือนยางสน (Resinous)  เหมือนน้ำมัน (Oily) เหมือนเทียนไขหรือขี้ผึ้ง (Waxy) เป็นต้น แต่สำหรับอัญมณีที่ไม่แสดงความวาวเลยจะเรียกว่า ผิวด้าน (Dull)

Resinous Luster	Dull or Earthy Luster
Vitreous Luster	Metallic Luster
Pearly Luster	Waxy Luster

ประกายวาว (Brilliancy)  ประกายวาวของอัญมณีชนิดหนึ่งๆ เกิดจากการที่มีแสงสะท้อนออกมาจากภายในตัวอัญมณีเข้าสู่ตาของผู้มองอัญมณีที่เจียระไนได้เหลี่ยมมุมที่ต้องการทำให้แสงที่ส่องผ่านเข้าไปในอัญมณีนั้น เกิดการสะท้อนอยู่ภายในหน้าเหลี่ยมต่างๆ และสะท้อนกลับออกมาเข้าสู่ตาของผู้มองเป็นประกายวาวของสีของอัญมณีนั้น การเกิดลักษณะแบบนี้ได้เนื่องจากลักษณะการสะท้อนกลับหมดของแสงนั่นเอง ดังนั้นรูปแบบของการเจียระไนและเหลี่ยมมุมที่หน้าเหลี่ยมต่างๆ ทำมุมกัน จึงมีความสำคัญมากในการเกิดประกายวาว ถ้าเหลี่ยมมุมต่างๆ ไม่เหมาะสมพอดีกับค่าดัชนีของการหักเหแสงของอัญมณี แสงที่ส่องผ่านเข้าไปก็จะไม่สะท้อนกลับออกมาสู่ตาผู้มอง แสงอาจจะส่องทะลุผ่านออกไปทางด้านล่างหรือสะท้อนเบี่ยงเบนออกไปทางด้านข้าง มีผลทำให้อัญมณีนั้นดูไม่สว่างสดใส หรือไร้ประกาย

การเรืองแสง (Fluorescence and Phosphorescence)  การที่อัญมณีมีการเปล่งแสงหรือแสดงความสว่างที่มองเห็นได้ออกจากตัวเองภายใต้การฉายส่องหรืออิทธิพลของแสง หรือรังสีบางชนิด หรือจากอิทธิพลของปฏิกิริยาทางกายภาพหรือทางเคมีบางอย่าง ปรากฏการณ์การเรืองแสงที่ถือว่ามีความสำคัญและมีประโยชน์ใช้ในการตรวจสอบอัญมณีได้คือ การเรืองแสงของอัญมณีภายใต้รังสีอัลตราไวโอเลตซึ่งเรียกว่า การเรืองแสงปกติ (Fluorescence)  การเรืองแสงแบบนี้ หมายถึง การที่อัญมณีมีการเรืองแสงที่มองเห็นได้ภายใต้การฉายส่องรังสีอัลตราไวโอเลตและจะหยุดทันทีที่ไม่มีการฉายรังสีอัลตราไวโอเลตกระทบกับอัญมณีนั้นๆ แต่อัญมณีใดที่ ยังเรืองแสงอยู่อย่างต่อเนื่องไปอีกชั่วขณะหนึ่งถึงแม้ว่าจะหยุดการฉายส่องรังสีอัลตราไวโอเลตแล้ว ลักษณะการเรืองแสงแบบนี้เรียกว่า  การเรืองแสงค้าง (Phosphorescence)  โดยทั่วไปแล้วจะมีเพียงอัญมณีพวกที่แสดงการเรืองแสงปกติเท่านั้น ที่จะแสดงการเรืองแสงค้างได้ และมีจำนวนไม่น้อยที่แสดงทั้งการเรืองแสงปกติและการเรืองแสงค้าง

สาเหตุของการเรืองแสงในอัญมณีนั้นเป็นผลมาจากความสัมพันธ์เกี่ยวข้องกับสภาวะของการถูกกระตุ้นโดยแสงอัลตราไวโอเลต ภายในระดับอะตอมของธาตุต่างๆ ที่มีผลต่อการเกิดสีของอัญมณีนั้นๆ ด้วยเหตุที่อัญมณีชนิดต่างๆ มีมลทินธาตุต่างๆ แตกต่างกันไป ดังนั้น การเรืองแสงจะไม่เกิดขึ้นในอัญมณีทุกชนิด หรืออาจมีการเรืองแสงให้สีที่เหมือนกันหรือแตกต่างกันกับสีของอัญมณีได้ การทดสอบการเรืองแสงของอัญมณีใดๆสามารถกระทำได้ภายใต้รังสีอัลตราไวโอเลต ทั้งคลื่นยาว (365 นาโมมิเตอร์) และคลื่นสั้น (254 นาโนมิเตอร์) อัญมณีบางชนิดอาจเรืองแสงได้เฉพาะในชนิดคลื่นสั้นบางชนิดอาจเรืองแสงได้ในชนิดคลื่นยาวหรืออาจจะเรืองแสงได้ในคลื่นทั้งสองชนิด หรือไม่แสดงการเรืองแสงเลย อัญมณีบางชนิดปฏิกิริยาของการเรืองแสงในคลื่นสั้นแสดงให้เห็นได้ชัดเจนหรือสว่างมากกว่าในคลื่นยาว บางชนิดอาจแสดงในทางกลับกัน บางชนิดอาจมีปฏิกิริยาการเรืองแสงเท่าๆ กัน การเรืองแสงของอัญมณีมีประโยชน์ช่วยในการตรวจจำแนกชนิดอัญมณีได้ และในบางครั้งก็มีประโยชน์ช่วยในการตรวจแยกอัญมณีธรรมชาติออกจากอัญมณีสังเคราะห์ ส่วนใหญ่แล้วอัญมณีสังเคราะห์ต่างๆ มักจะมีการเรืองแสงสว่างมาก ในขณะที่อัญมณีธรรมชาติจะไม่ค่อยเรืองแสง เช่น สปิเนล สังเคราะห์สีฟ้าอ่อน ซึ่งทำเทียมเลียนแบบอะความารีน จะแสดงการเรืองแสงสีแดงในรังสีอัลตราไวโอเลตชนิดคลื่นยาวและเรืองแสงสีน้ำเงินอมเขียวในชนิดคลื่นสั้น โดยที่อะความารีนจะไม่เรืองแสงเลย ไพลินสังเคราะห์จะเรืองแสงสีน้ำเงินอมเขียวนวลในชนิดคลื่นสั้นเท่านั้นซึ่งไพลินธรรมชาติมักจะไม่เรืองแสง คุณประโยชน์และความได้เปรียบในการทดสอบอัญมณีโดยทดสอบการเรืองแสง คือทำได้รวดเร็ว ง่าย และไม่ทำให้ตัวอย่างเสียหาย

 

ข้อมูล : วิชาปฎิบัติการวิเคราะห์อัญมณี สาขาวิชา วัสดุศาสตร์ (อัญมณีและเครื่องประดับ) คณะวิทยาศาสตร์   มหาลัยศรีนครินทรวิโรฒ, About.com
ภาพประกอบ : Khulsey.com, About.com, Gram Faceting

 

หัวข้อที่เกี่ยวข้อง

คุณสมบัติของแร่ที่เป็นอัญมณี - คุณสมบัติทางกายภาพ

คุณสมบัติของแร่ที่เป็นอัญมณี - คุณสมบัติทางเคมี

โดย ผศ.ดร. กาญจนา   ชูครุวงศ์

คุณสมบัติทางเคมี (Chemical properties)

การที่แร่ชนิดต่าง ๆ มีสารประกอบทางเคมีและโครงสร้างผลึกแตกต่างกัน ทำให้แร่แต่ละชนิดมีสมบัติทางกายภาพและทางแสงที่คงที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัว ซึ่งในสาขาวิชาวิทยาแร่จะจำแนกประเภทลักษณะที่เหมือนกันของแร่ไว้เป็นกลุ่มเดียวกัน เช่นเดียวกับนักชีววิทยาที่จำแนกพืชและสัตว์ออกเป็น genera, species และ varieties นักอัญมณี ศาสตร์และนักวิทยาแร่จำแนกแร่เป็น ตระกูล (group) , ประเภท (species) และชนิด (varieties)  ซึ่งในทางวิทยาแร่จะมีแร่มากกว่า 2000 ชนิด (varieties) ซึ่งจำแนกเป็นตระกูล (group) และประเภท (species)ต่าง ๆ

แร่อัญมณีส่วนใหญ่จะมีส่วนของสารประกอบเคมีอยู่ในกลุ่ม silicates ซึ่งได้แก่ beryl, topaz, quartz, tourmaline, zircon, garnets ทั้งหมด และ feldspars
กลุ่ม oxides ได้แก่ corundum อันได้แก่ ทับทิมและไพลิน chrysoberyl และ spinel
กลุ่ม phosphates ได้แก่ turquoise และ apatite
กลุ่ม corbonates ได้แก่ malachite, azurite, rhodochrosite และ calcite
ทั้งนี้กลุ่มของสาร ประกอบทางเคมี 4 กลุ่มนี้จะรวมอัญมณีเกือบทั้งหมดที่มีในวงการอุตสาหกรรมอัญมณีและเครื่องประดับ ยกเว้นเพชรซึ่งประกอบ ด้วยธาตุเพียงชนิดเดียว คือคาร์บอน

ตระกูล (Group)
แร่อัญมณีสองกลุ่มหรือมากกว่ามีโครงสร้างและคุณสมบัติตล้ายคลึงกัน แต่จะมีสมบัติทางเคมีที่แตกต่างกันเพียงเล็กน้อย สมาชิกในตระกูลเดียวกันจะเรียกว่าประเภท (species) และชนิด(variety) ในอัญมณีชนิดเดียวกันจะมีโครงสร้างผลึกและสารประกอบทางเคมีเหมือนกัน จะแตกต่างกันที่สีของอัญมณี ซึ่งสีที่แตกต่างกันนี้เนื่องมาจากธาตุผ่านหรือสารเจือปน เช่น ทับทิม และไพลินเป็น varieties ที่มีสีแตกต่างกันของอัญมณีประเภท (species) corundum

นอกจากชนิด (varieties) ของอัญมณีจะแตกต่างกันที่สีแล้ว ยังจำแนกตามลักษณะของการกระจายสี (color distribution) การยอมให้แสงผ่าน (transparency) และปรากฏการณ์ทางแสง (optical phenomena)

ตระกูล (group) ของแร่จะประกอบด้วย แร่ประเภท (species) ต่าง ๆ ที่มีสมบัติใกล้เคียงกัน เช่น ตระกูล garnet เป็นตระกูลของแร่ที่มีแร่ประเภทต่าง ๆ เป็นจำนวนมาก tourmaline อยู่ในตระกูล tourmaline และ spinel ก็เป็นแร่ ประเภทหนึ่งใน spinel group แร่ประเภทต่าง ๆ ในตระกูล garnet, tourmaline และ spinel จะมีโครงสร้างผลึกเหมือนกันแต่มีสารประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันเพียงเล็กน้อย แต่ในตระกูล feldspar แร่ประเภท (species) จะมีสูตรทางเคมีเหมือนกันแต่มีความแตกต่างกันเล็กน้อยในผลึกโครงสร้าง

อัญมณีในตระกูลเดียวกัน มีสารประกอบทางเคมีที่ผสมกันในระหว่างอัญมณีประเภทต่าง ๆ ของตระกูลนั้น สารประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันอาจแทนที่กันในโครงสร้างผลึกโดยยังคงรักษาลักษณะภายนอกไว้ได้ กล่าวคือมีการเปลี่ยนแปลงอะตอมภายในโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง ทำให้ยังคงมีรูปผลึกเหมือนกัน แต่ส่วนประกอบต่างกันเล็กน้อย การแทนที่ในลักษณะเช่นนี้เรียกว่า isomorphous replacement หรือ isomorphous substitution ผลที่เกิดขึ้นจะได้ผลึกผสม mixed crystal หรือ solid solution การจำแนกอัญมณีในรูปแบบเช่นนี้ จึงเป็นไปได้ยากมากทำให้ในบางกรณีจึงจำเป็นต้องจำแนกลำดับของสารประกอบทางเคมีต่าง ๆ เป็น series

ตัวอย่างเช่น

ตระกูล garnet มี 2 series คือ Pyrope-almandite-spessartite series และ Grossular-andradite-uvarovite series

Pyrope
Mg₃Al₂(SiO₄)₃
Almandite
Fe₃Al₂ (SiO₄)₃
Spessartite
Mn₃Al₂(SiO₄)₃

Grossularite
Ca₃Al₂(SiO₄)₃
Andradite
Ca₃Fe₂(Sio₄)₃
Uvarovite
Ca₃Cr₂(Sio₄)₃

Pyrope, Almandite และ Spessartite จะอยู่ใน series เดียวกัน ในขณะที่ Grossulsrite, Andradradite และ Uvarovite อยู่ใน series เดียวกัน

ประเภท (Species)  
สารประกอบทางเคมีและโครงสร้างผลึกจะเป็นเครื่องชี้ลักษณะเฉพาะของแร่ และเป็นลักษณะเฉพาะของประเภทแร่ (Species) นั้น ๆ ด้วย แต่ละประเภทของแร่จะมีชื่อเรียก เช่น Quartz เป็นต้น หากมีการเปลี่ยนแปลงไม่ว่าจะเป็นสารประกอบทางเคมีหรือโครงสร้างผลึก ก็จะได้ Species ของแร่ใหม่ ๆ ซึ่งมีชื่อเรียกแตกต่างกัน เช่น

ความแตกต่างแม้เพียงสารเคมีหรือธาตุเพียงตัวเดียวก็จะให้แร่ต่างประเภทกัน เช่น สูตรทางเคมี Al₂O₃ คือ species Corundum แต่หากมีสูตรทางเคมี Fe₂O₃ ก็จะได้ specie  Hematite เป็นต้น

ความแตกต่างในสัดส่วนของสารประกอบทางเคมีและมีโครงสร้างผลึกเหมือนกันให้แร่ต่างประเภทกัน เช่น สูตรทางเคมี Cu₂(CO₃)(OH)₂ ได้ species Malachite หากสูตรทางเคมีเป็น Cu₃(CO₃)₂(OH)₂ จะได้ species Azurite เป็นต้น

ความแตกต่างของโครงสร้างผลึกแต่มีสารประกอบและสูตรทางเคมีเหมือนกัน เช่น สูตรทางเคมี C มีเพชร และ graphite ที่ต่างกัน

ตัวอย่างของ group แร่ต่าง ๆ ที่เป็นแร่อัญมณีและ species ใน group ต่าง ๆ เหล่านี้ได้แก่

-Garnet group:
Almandine, Andradite, Grossulsr, Hydrogrossulsr, Kimzeyite, Goldmanite, Pyrope, Schorlomite, Spessartine,Uvarovite, Knorringite และ Yamatoite

 

- Spinel group :
Chromite, Franklinite, Gahnite, Galaxite, Hercynite, Magesiochromite, Magnetite และ Spinel

- Tourmaline group :
Buergerite, Dravite, Uvite, Elbaite, Schorl, Liddicoatite, Ferridravite, Chromdravite และ Tsilaisite

 

ชนิด (Varieties)
อัญมณีที่อยู่ในประเภท (species) เดียวกันมักจะต่างกันในเรื่องของรูปลักษณ์ภายนอกที่มองเห็น ตัวอย่างเช่น มีสีต่างกัน การยอมให้แสงผ่านหรือความโปร่งต่างกัน หรือมีปรากฎการณ์ต่างกันซึ่งทำให้จำแนกเป็นอัญมณีชนิดต่าง ๆ กัน นอกจากนี้พบว่า แม้กระทั่งมลทินหรือตำหนิ (inclusion) ก็อาจทำให้เกิดชนิดของอัญมณีต่าง ๆ กันด้วย เช่น quartz ที่มีตำหนิเป็นผลึก rutile ทำให้เกิดชนิดของ quartz ที่เรียกว่า rutilated quartz และชนิดของอัญมณีมีการเรียกชื่อแตกต่างกันไป บางกรณีเรียงตามสีของอัญมณี บางกรณีเรียกตามลักษณะปรากฏการณ์ หรือเรียกชื่อเฉพาะ

ภาพ Rutilated quartz จาก Freewebs.com

ตัวอย่าง ชนิดของ (varieties) ของอัญมณีได้แก่

Variety	species	ลักษณะ
Alexandrite	chrysoberyl	มีปรากฏการณ์การเปลี่ยนสี (color change)
Amethyst	quartz	สีม่วง
Aquamarine	beryl	สีฟ้าถึงฟ้าแกมเขียว
Citrine	quartz	สีส้มถึงสีเหลือง
Emerald	beryl	สีเขียว
Ruby	corundum	สีแดง
Sapphire	corundum	สีต่าง ๆ ยกเว้นสีแดง
Tiger’s-eye	quartz	ทึบแสง สีเหลืองถึงสีน้ำตาล มีปรากฏการณ์ตาแมว (cat’s eye effect)

อัญมณีที่ไม่มีลักษณะเด่นชัดไม่มีชื่อเรียก varieties ก็จะใช้ชื่อ species และบอกชนิดของอัญมณีโดยใช้สีหรือปรากฏการณ์ เช่น red spinel, yellow beryl, blue topaz, cat’s eye chrysoberyl และ star diopside
ในอัญมณีบางประเภทจะไม่มีชื่อของ varieties เฉพาะ แต่ใช้ชื่อเรียกตามสี เช่น spinel, topaz และ zircon
อัญมณีบางประเภทใช้เรียกลักษณะสีเปรียบเทียบ เช่น quartz ที่มีสีน้ำตาลใกล้ดำโปร่งใสว่า smoky quartz หรือ quartz ที่มีลักษณะถึงโปร่งใสถึงโปร่งแสงชมพูว่า rose quartz

ภาพ Smoky quartz quartz จาก crystalage.com	ภาพ Rose quartz จาก ebay.com

 
อัญมณี opal ที่มีลักษณะโปร่งใสมีเนื้อสีเหลืองส้ม หรือแดงซึ่งไม่มีการ เล่นสี เรียกว่า fire opal
ในบางครั้งเราเรียกชนิดของอัญมณีด้วยสีและปรากฎการณ์เพื่อให้เห็นลักษณะเด่นชัดเช่น ruby หรือ sapphire ที่มีสาแหรก (star) ว่า star ruby หรือ star sapphire หรือเรียก aquamarine ที่มีปรากฏการณ์ตาแมวว่า cat’s eye aquamarine เป็นต้น

 
ภาพ Star ruby จาก Palagems.com

นอกจากนี้บางชื่อเรียก varieties ตามแหล่งของอัญมณีชนิดนั้น ๆ เช่น Tanzanite ซึ่งเป็นชื่อเรียก zoisite สีน้ำเงินแกมม่วงที่พบในประเทศ Tanzania เป็นต้น

 

ข้อมูล : วิชาปฎิบัติการวิเคราะห์อัญมณี สาขาวิชา วัสดุศาสตร์ (อัญมณีและเครื่องประดับ) คณะวิทยาศาสตร์   มหาลัยศรีนครินทรวิโรฒ

ภาพประกอบ : Khulsey.com

 

หัวข้อที่เกี่ยวข้อง

คุณสมบัติของแร่ที่เป็นอัญมณี - คุณสมบัติทางกายภาพ

อความารีน (Aquamarine) เป็นพลอยในตระกูล Beryl (เบริล) มีสีเขียวแกมน้ำเงิน จนถึงน้ำเงินแกมเขียว สีฟ้า สีฟ้าน้ำทะเล สีฟ้านั้นเรียกว่า Brazillian Aquamarine สมกับชื่อที่มาจากภาษาลาติน ว่า "aquamarina" แปลเป็นภาษาอังกฤษ ว่า "water of the sea" หรือ หยาดน้ำแห่งท้องทะเล เนื่องจากมีเฉดสีฟ้าหลายเฉดไม่ว่าจะเป็น สีฟ้าจาง สีฟ้าอมเขียว และสีฟ้าเข้ม แต่เนื่องจากสีฟ้าเข้มหายากกว่าสีอื่นๆจึงมีราคาสูง และกลายเป็นที่ต้องการมากที่สุดในปัจจุบัน

ในอดีตประเทศบราซิลเคยเป็นผู้ผลิตอความารีนรายใหญ่ที่สุดของโลก แม้ว่าอความารีนนั้นจะมีส่วนประกอบทางเคมี อันได้แก่ เบอริลเลียม อะลูมิเนียม และ ซิลิเกต เหมือน อัญมณีอีกชนิดหนึ่งที่มีชื่อเรียกคุ้นหูว่า มรกต แต่เนื้อของอความารีนกลับกระจ่างใสกว่ามรกตมากจึงทำให้มีสีสันที่ผิดแผกแปลกตา อะความารีนพบเกิดในหินเพกมาไทต์ (Pegmatite) และในหินแกรนิต (Granite) ส่วนแหล่งที่พบอความารีนเป็นจำนวนมากนั้นอยู่ในเขตพื้นที่แถบประเทศ อเมริกา เม็กซิโก อินเดีย ไอร์แลนด์ ซิมบับเว อาฟกานีสถาน ไนจีเรีย ยูเครน บราซิล มาดากัสการ์ แซมเบีย โมแซมบีค และ ปากีสถาน

สมบัติของอความารีน

สูตรเคมี Be₃Al₂Si₆O₁₈
ธาตุให้สี ธาตุเหล็ก (Fe)
ค่าความแข็ง ประมาณ 7.5 – 8
ค่าความถ่วงจำเพาะ ประมาณ 2.72

ตำนานและความเชื่อเกี่ยวกับอความารีน

นักเดินเรือในสมัยโบราณเชื่อว่าอความารีนเป็นของนำโชคที่นางเงือกหรือเมอร์เมดรังสรรค์ขึ้นจากนํ้าตาของพวกนาง ดังนั้นพวกเขาจึงมักจะนำอความารีนติดตัวไปด้วยเสมอเวลาออกทะเล เพราะพวกเขาเชื่อว่ามันจะช่วยให้เดินทางปลอดภัย นอกจากนั้นเขายังเชื่ออีกว่าถ้านำอความารีนมาวางไว้ใต้หมอนเวลานอนจะทำให้หลับฝันดี ส่วนสาเหตุที่ทำให้นักเดินเรือสมัยนั้นเชื่อเช่นนั้น ก็อาจเป็นเพราะได้รับอิทธิพลมาจากตำนานของพวกกะลาสีชาวกรีกสมัยโบราณที่เล่าขานสืบต่อกันมาว่า ถ้าพกอความารีนติดตัวเวลาเดินทางจะช่วยให้คลื่นลมสงบและรักษาอาการเมาคลื่นเวลาออกเดินเรือในทะเล นอกจากตำนานที่ได้กล่าวไปแล้วยังมีเรื่องราวที่เล่าถึงสรรพคุณอันน่าอัศจรรย์ของความารีนอีกมากมาย ที่เสริมส่งให้มันกลายเป็นที่ต้องการของมนุษย์ในทุกยุคทุกสมัย ยังมีเรื่องราวของชาวโรมันที่เชื่อว่าอะความารีน จะทําให้สงครามสงบและนำสันติสุขกลับคืนมาสู่อาณาจักรอีกด้วย หรือบ้างก็ว่าถ้านําอความารีนไปแกะเป็นรูปกบนำติดตัวเป็นเครื่องรางจะช่วยให้ศัตรูกลายมาเป็นมิตร ซึ่งก็สอดคล้องกับความเชื่อที่ว่าถ้าฝันถึงอความารีน ไม่นานก็จะได้พบเพื่อนใหม่ที่นำสิ่งดีๆ มามอบให้ และยังเชื่ออีกด้วยว่าหากใส่ตุ้มหูอความารีนจะสามารถนำคนรักและความรักมาให้ หากใส่เป็นสร้อยคอ พลังอำนาจเร้นลับ จะช่วยปกป้องผู้สวมใส่ ช่วยให้เกิดความสงบและความสันติสุข

คนบางกลุ่มเชื่อว่าอความารีนเป็นสัญลักษณ์ของความงาม ความหวัง ความซื่อสัตย์ และความจงรักภักดี บ้างก็ว่าเป็นตัวแทนของความอ่อนวัยของหนุ่มสาว (Aquamarine symbol of Everlasting Youth) อความารีนจึงกลายเป็นผลึกนำโชคที่ชาวราศีมีน(Pisces)ควรมีไว้ในครอบครอง นอกจากนั้นแล้วมันยังช่วยทําให้ชีวิตสมรสมีความสุข และนําความปรองดองกลับคืนมาใหม่อีกด้วย อความารีนจึงกลายมาเป็นของขวัญอีกชิ้นหนึ่งที่คู่รักมักจะนำมามอบให้กันในวันครบรอบแต่งงานปีที่16 และปีที่19

การดูแลรักษาอความารีน

- เวลาสวมใส่ต้องระวังการขูดขีดของของแข็งที่อาจทําให้เป็นรอย
- เก็บให้ห่างจากแสงสว่าง เพราะแสงแดดจ้ามากๆอาจจะทําให้ซีดได้
- การล้างควรล้างด้วยนํ้าสบู่อ่อนๆและใช้แปรงอ่อนๆขัดเบาๆ ล้างด้วยนํ้าอุ่นแล้วปล่อยให้แห้ง

ข้อมูลจาก Iyawan jewelry, GIT

ภาพประกอบจาก lanka.com