คุณสมบัติของแร่ที่เป็นอัญมณี

คุณสมบัติของแร่ที่เป็นอัญมณี โดย นายโพยม อรัณยกานนท์ และคนอื่นๆ

อัญมณีส่วนใหญ่เป็นแร่ เราจึงสามารถ ศึกษาเรียนรู้และเข้าใจถึงโครงสร้างและคุณสมบัติ ในด้านต่างๆ ของอัญมณีได้อย่างค่อนข้างสะดวกและรวดเร็ว แร่ทุกชนิดจะจัดแบ่งแยกจากกันได้โดยลักษณะโครงสร้างทางผลึก และส่วน-ประกอบทางเคมี ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่สำคัญมากเนื่องจากว่าจะไม่มีแร่หรืออัญมณี ๒ ชนิดใด ที่มีลักษณะโครงสร้างทางผลึกและองค์ประกอบทางเคมีที่เหมือนกันทุกประการ คืออาจมีความแตกต่างในคุณสมบัติทางกายภาพ ทางแสง และทางเคมี ดังนั้น จึงสามารถใช้ความแตกต่างในคุณสมบัติดังกล่าว มาช่วยในการตรวจจำแนกชนิดและคุณค่าราคาของอัญมณีต่างๆ ได้

หัวข้อ

คุณสมบัติทางเคมี (Chemical properties)

คุณสมบัติทางกายภาพ (Physical properties)

คุณสมบัติทางแสง (Optical properties)

คุณสมบัติทางเคมี (Chemical properties)

อัญมณีทุกชนิดมีองค์ประกอบทางเคมีเฉพาะต้ว สามารถแสดงโดยสูตรเคมีซึ่งใช้เป็นหลักเกณฑ์อันดับแรก ที่ใช้ในการจัดแบ่งเป็นประเภท (specie) ของอัญมณีนั้นๆ สำหรับ อัญมณีซึ่งเป็นแร่ประเภทหรือพวกเดียวกัน แต่มีความแตกต่างกันในเรื่องของสี ความโปร่งใสหรือรูปร่างลักษณะภายนอกบางอย่างนั้น ก็จะใช้สีความโปร่งใส และลักษณะภายนอกเหล่านั้นในการจัดแบ่งเป็นชนิด (Variety) ของอัญมณี กลุ่มแร่ที่มีการเกิดเหมือนกัน ในสภาพแวดล้อมเช่นเดียวกัน มีลักษณะโครงสร้างทางผลึก คุณสมบัติทางกายภาพและทางแสงไม่ต่างกัน แต่มีองค์ประกอบทางเคมีแตกต่างกันเพียงเล็กน้อย จะเรียกว่า กลุ่มแร่หรือตระกูลแร่ (group) อัญมณี ส่วนใหญ่จะประกอบขึ้นด้วยธาตุตั้งแต่ ๒ ชนิดหรือมากกว่าขึ้นไป ยกเว้นเพชร ซึ่งประกอบขึ้นด้วยธาตุคาร์บอนเพียงอย่างเดียวเท่านั้น องค์ประกอบทางเคมีของอัญมณีบางชนิด เช่น ไพลินทับทิม และบุษราคัม มีสูตรเคมีคือ Al2O3 (Al=อะลูมีเนียม, O=ออกซิเจน) หมายความว่า ไพลิน ทับทิม และบุษราคัม จัดเป็นแร่ชนิดเดียวกัน ประกอบด้วยธาตุอะลูมิเนียมและออก-ซิเจนเหมือนกัน แต่มีความแตกต่างกันในเรื่องของสีคือ ไพลินมีสีน้ำเงิน ทับทิมมีสีแดง และบุษราคัมมีสีเหลือง ทำให้เรียกชื่อเป็นชนิดอัญมณีต่างชนิดกัน

คุณสมบัติทางกายภาพ (Physical properties)

รูปแบบที่อะตอมต่างๆ ของธาตุที่ประกอบเป็นอัญมณี จัดเรียงตัวเกาะกลุ่มในโครงสร้างของผลึกของอัญมณีนั้นๆ เป็นตัวกำหนดถึงคุณสมบัติทางกายภาพที่แตกต่างกันของอัญมณีนั้นกับอัญมณีชนิดอื่นๆ ที่สามารถนำมาใช้ในการตรวจจำแนกชนิดของอัญมณีได้ โดยวิธีการที่ไม่ทำให้อัญมณีนั้นเสียหายหรือถูกทำลายไปบางวิธีอาจจะใช้การคาดคะเน หรือโดยการใช้เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ หรือเครื่องมือธรรมดาโดยทั่วไปคุณสมบัติทางกายภาพต่างๆ ได้แก่

ความแข็ง (Hardness)

คือความสามารถของอัญมณีในการต้านทานต่อการขูดขีด ขัดสีสึกกร่อนบนผิวหน้าเรียบ เป็นสิ่งที่พิจารณาได้ว่า อัญมณีชนิดใดมีความสามารถต่อการสวมใส่เพียงใด อัญมณีชนิดสามารถนำมาจัดเรียงลำดับความสามารถต้านทานต่อการขูดขีด จัดเป็นชุดลำดับของความแข็งที่มากกว่าหรือน้อยกว่า ในการวัดหาค่าความแข็งของอัญมณี ทำได้โดยการทดสอบการขูดขีดด้วยแร่ หรือด้วยปากกา

วัดค่าความแข็ง ระดับค่าความแข็งที่เป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในทุกวันนี้ เป็นค่าความแข็งสัมพัทธ์ของโมส์ (Mohs scale) ซึ่งจัดแบ่งเรียงลำดับความแข็งของแร่ที่เพิ่มขึ้นจาก ๑-๑๐ ดังนี้

๑. ทัลก์ ความแข็ง ๑-๒.๕ สามารถขูดขีดได้โดยเล็บมือ

๒. ยิปซัม ความแข็ง ๓-๔ สามารถขูดขีดได้โดยเหรียญทองแดง

๓. แคลไซต์ ความแข็ง ๕.๕ สามารถขูดขีดได้โดยใบมีดหรือกระจกหน้าต่าง

๔. ฟลูออไรต์

๕. อะพาไทต์

๖. ออร์โทเคลส เฟลด์สปาร์

๗. ควอตซ์

๘. โทแพซ

๙. คอรันดัม

๑๐. เพชร

แร่แต่ละชนิดดังกล่าว จะสามารถขูดแร่ พวกที่มีเลขต่ำกว่าได้แต่จะไม่สามารถขูดขีดแร่พวกที่มีเลขสูงกว่าได้ ตัวอย่างเช่น เพชร แข็ง ๑๐ สามารถขูดขีดแร่ได้ทุกชนิด คอรันดัม แข็ง ๙ จะไม่สามารถขูดขีดเพชรให้เป็นรอยได้ แต่สามารถขูดขีด โทแพซ ควอตซ์ ออร์โทเคลส ที่มีความแข็งรองลงมาได้ ดังนี้ เป็นต้น อัญมณีที่มีค่าความแข็งเท่ากันสามารถขูดขีดกันให้เป็นรอยได้ ความแข็งของอัญมณีชนิดเดียวกันอาจจะ มีการเปลี่ยนแปลงไปเล็กน้อยได้ตามส่วนประกอบและลักษณะของการเกาะกลุ่มรวมกันของเนื้อแร่ หรือตามการผุเสื่อมสลายโดยธรรมชาติ ค่าความแข็งดังกล่าวนี้ เป็นค่าความแข็งที่เปรียบเทียบกันเท่านั้น มิใช่เป็นหน่วยวัดค่าความแข็ง ความแตกต่างของค่าความแข็งในแต่ละระดับก็ไม่เท่ากันเช่น ความแตกต่างของความแข็งระหว่างเพชร กับ คอรันดัม จะไม่เท่ากับความแตกต่างของความแข็งระหว่างคอรันดัมกับโทแพซ โดยทั่วไปแล้วอัญมณีที่มีค่าความแข็งตั้งแต่ ๗ ขึ้นไปจะมีความคงทนเหมาะสมต่อการสวมใส่ในชีวิตประจำวัน ในการตรวจสอบชนิดของอัญมณีนั้นจะไม่นิยมใช้การทดสอบความแข็งกัน เนื่องจากจะทำให้อัญมณีที่ถูกทดสอบนั้นเสียหาย และอาจทำลายคุณค่าความสวยงามได้ แต่ในบางครั้งอาจจะใช้ได้ในกรณีจำเป็นสำหรับอัญมณีที่ยังไม่ได้เจียระไนหรือแกะสลัก ซึ่งมีความโปร่งแสงถึงทึบแสง แต่ไม่ควรใช้ทดสอบอัญมณีที่โปร่งใสเจียระไนแล้วเป็นอันขาด

ความเหนียว (Toughness)

คือ ความสามารถของอัญมณีในการต้านทานต่อการแตกหักแตกร้าว การเกาะเกี่ยว เกาะกลุ่มอยู่ติดกันแน่นมาก แต่ก็มีปัจจัยหลายอย่างที่มีบทบาทในการลดค่าความเหนียวของอัญมณี เช่น การมีแนวแตกเรียบ (cleavage) เป็นการแตกอย่างมีทิศทางแน่นอน ขึ้นกับลักษณะโครงสร้างของผลึกแร่การแตกมีระนาบเรียบตามโครงสร้างอะตอมในผลึกแร่อาจเป็นแนวเดียวหรือหลายแนวก็ได้ การแตกแบบขนาน (parting) เป็นการแตกที่เกิดขึ้นในแนวโครงสร้างของแร่ที่ไม่แข็งแรงมักเป็นรอยต่อของผลึกแฝด รอยแตกร้าว (fracture) เป็นการแตกที่เกิดขึ้นโดยไม่มีทิศทางที่แน่นอน มักมีลักษณะแตกต่างกันไปและเป็นลักษณะเฉพาะของแร่ เช่น แบบโค้งเว้าเหมือนก้นหอย หรือแบบเสี้ยนไม้ เป็นต้น ความเหนียวไม่จำเป็นต้องมี ความสัมพันธ์เกี่ยวข้องกับความแข็ง ตัวอย่างที่เห็นได้ง่ายและชัดเจน ได้แก่ เพชร ซึ่งเป็นวัตถุธรรมชาติที่มีความแข็งมากที่สุดในโลก สามารถขูดขีด ตัดสลักวัตถุหรืออัญมณีใดๆ ได้ แต่เพชร มีเนื้อแร่ที่ค่อนข้างเปราะและอาจแตกหักกระจายได้โดยง่าย เมื่อได้รับแรงกระทบกระแทกในทิศทางบางทิศทาง ดังนั้นในการตำหรือบดเพชรให้ละเอียดเพื่อนำเอาผงเพชรมาทำเป็นผงขัดหรือประลงในผิวใบเลื่อยต่างๆจึงใช้เหล็กซึ่งมีความเหนียวมากกว่าเป็นตัวตำให้ละเอียดลงไปในขณะที่หยกเจไดต์หรือเนไฟรต์ ซึ่งเป็นอัญมณีที่มีความเหนียวมากเป็นพิเศษ สามารถที่จะนำมาเจียระไนตัดเป็นแผ่นบาง หรือแกะสลักในรูปแบบที่ซับซ้อนได้โดยไม่มีการแตกร้าว นำมาทำเครื่องประดับได้อย่างคงทนสวยงามดี การจัดแบ่งระดับความเหนียวของอัญมณีโดยทั่วไปแบ่งได้ดังนี้ เหนียวมากเป็นพิเศษได้แก่หยกเจไดต์หรือเนไฟรต์ เหนียวมาก ได้แก่คอรันดัน เหนียว ได้แก่ ควอตซ์เนื้อผลึกและสปิเนล เหนียวพอใช้ ได้แก่ ทัวร์มาลีน และ เปราะ ได้แก่ เฟลด์สปาร์และโทแพซ

ความถ่วงจำเพาะ หรือ ความหนาแน่นสัมพัทธ์ (Specific gravity)

เป็นอัตราส่วนระหว่างน้ำหนักของวัตถุกับน้ำหนักของน้ำที่มีปริมาตรเท่ากัน (ในอุณหภูมิ ๔ °ซ) ตัวอย่างเช่นทับทิมที่มีน้ำหนัก ๕ กะรัตและน้ำที่มีปริมาณเท่ากันมีน้ำหนัก ๑.๒๕ กะรัต ค่าความถ่วงจำเพาะของทับทิมจะเท่ากับ ๔.๐๐ หรืออัญมณีใดๆ ที่มีค่าความถ่วงจำเพาะเท่ากับ ๓ อัญมณีนั้นๆก็จะมีน้ำหนักเป็น ๓ เท่าของน้ำหนักของน้ำที่มีปริมาตรเท่ากันนั่นเองโดยทั่วไปแล้วค่าความถ่วงจำเพาะของอัญมณีแทบทุกชนิด จะมีค่าอยู่ในช่วงระหว่าง ๑-๗ อัญมณีที่มีค่าต่ำกว่า ๒ ถือว่าเป็นชนิดเบา เช่น อำพัน พวกที่มีค่าอยู่ระหว่าง ๒ และ ๔ เป็นชนิดปกติ เช่น ควอตซ์ พวกที่มีค่ามากกว่า ๔ เป็นชนิดหนัก เช่น มณีดีบุก สามารถนำค่าความถ่วงจำเพาะมาใช้เป็นข้อมูลเสริม ช่วยในการตรวจจำแนกชนิดของอัญมณีได้ โดยเฉพาะพวกที่ไม่ได้อยู่ในตัวเรือน เพราะค่าความถ่วงจำเพาะของอัญมณีแต่ละชนิดนั้นมักจะมีค่าที่ค่อนข้าง คงที่และสามารถตรวจสอบได้ง่ายโดยไม่ทำให้อัญมณีเสียหายด้วย วิธีการตรวจสอบค่าความถ่วงจำเพาะที่ได้ผลดี และเป็นที่ยอมรับกันโดยทั่วไป มีอยู่ ๒ วิธีคือ วิธีการชั่งน้ำหนักอัญมณีแบบแทนที่น้ำในเครื่องชั่ง (ใช้หลักการของอาร์คีเมเดส)และการใช้น้ำยาเคมีหนัก เช่น เมทิลีนไอโอไดด์โบรโมฟอร์ม ฯลฯ เป็นหลักในการตรวจสอบแต่ก็ยังมีปัญหาไม่ว่าในวิธีใดๆ นั่นคือ การมีมลทินตำหนิภายในเนื้ออัญมณี หรือรอยแตกร้าวต่างๆ เป็นต้น สิ่งเหล่านี้จะมีผลต่อการตรวจสอบเพราะอาจทำให้ค่าที่ได้มีความผิดพลาดไปจากความเป็นจริง ถึงแม้ว่าอัญมณีนั้นจะเป็นผลึกเดี่ยวก็ตาม จึงควรจะต้องพิจารณาดูอัญมณีให้ ละเอียดถึงลักษณะผิวเนื้อภายนอกและภายในทำความสะอาดอัญมณีให้หมดจด ระมัดระวังในการเตรียมตัวอย่างและเครื่องมือ มีการควบคุมอุณหภูมิขณะทำการตรวจให้คงที่ มีความละเอียด และทำการตรวจหลายๆ ครั้ง เพื่อนำมาสรุปผลให้ได้ค่าที่ถูกต้องมากขึ้น ค่าความถ่วงจำเพาะยังช่วยในการคาดคะเนน้ำหนักและขนาดของอัญมณีได้ด้วย เช่น เพชรที่มีน้ำหนัก ๑ กะรัตจะมีขนาดเล็กกว่าอะความารีนที่มีน้ำหนัก ๑ กะรัตและเจียระไนแบบเดียวกันที่เป็นเช่นนี้เนื่องจากเพชรมีค่าความถ่วงจำเพาะหรือมีความหนาแน่นมากกว่าอะความารีน อัญมณีต่างชนิดกันแม้ว่ามีน้ำหนักเท่ากันแต่จะมีขนาดที่แตกต่างกันเสมอและอีกประการหนึ่ง อัญมณีที่มีค่าความแข็งสูงก็มักจะมีค่าความถ่วงจำเพาะสูงด้วย

รูปแบบของผลึก (Forms)

เป็นรูปร่างลักษณะผลึกภายนอกของแร่ที่เป็นอัญมณีชนิดต่างๆ ที่มองเห็นและพบได้โดยทั่วๆ ไปส่วนใหญ่มักจะเกิดเป็นผลึกเดี่ยวและมีการเติบโตขยายออกเป็นรูปร่างเห็นเด่นชัดเฉพาะตัว เช่นโกเมน มักจะพบในลักษณะรูปร่างแบบกลม คล้ายลูกตะกร้อ เพชร และ สปิเนล มักจะพบในรูปร่างลักษณะแบบแปดหน้ารูปพีระมิดประกบฐานเดียวกันรูปแบบของผลึกยังอาจหมายถึง ชนิดของลักษณะผลึก (habits) ซึ่งอาจจะเป็นลักษณะแผ่นแบน รูปเข็มเล็กยาว แผ่นเรียวยาว แท่งหกเหลี่ยม แผ่นหนาก้อน กลุ่ม คล้ายเข็มคล้ายต้นไม้ คล้ายพวงองุ่น คล้ายไต เป็นต้น ในธรรมชาติจริงๆ แลวผลึกอัญมณีที่เกิดขึ้นเป็นผลึกเดี่ยวและมีรูปร่างครบทุกหน้าผลึกที่ได้สัดส่วนหรือรูปร่างสมบูรณ์จะพบได้ยากมาก โดยมากจะพบเป็นผลึกขนาดเล็กละเอียดเกาะกลุ่มรวมกันเป็นผลึกแฝด หรือเป็นผลึกแฝดซ้ำซ้อนควรจะระลึกไว้ในใจอยู่เสมอว่า ชนิดของอัญมณีที่เป็นแร่ประเภทเดียวกันถ้าเกิดอยู่ในแหล่งหรือบริเวณที่แตกต่างกัน ก็อาจจะมีรูปร่างลักษณะผลึกภายนอกที่ต่างกันได้ โดยสรุปแล้วความรู้และความเข้าใจถึงความแตกต่างที่หลากหลายของรูปแบบของผลึก และรูปร่างลักษณะภายนอกของอัญมณีอาจมีประโยชน์ช่วยในการตรวจจำแนกชนิดอัญมณี ที่เป็นผลึกก้อนดิบได้อย่างง่ายๆ หรือบางครั้งอาจสามารถบอกแหล่งกำเนิดได้ด้วย

คุณสมบัติทางแสง (Optical properties)

เมื่อแสงเดินทางผ่านเข้าสู่มัชฌิมที่แตกต่างกันสองชนิด เช่นอากาศ และอัญมณี จะเกิดปรากฏการณ์ขึ้น ๓ ลักษณะ ได้แก่ แสงบางส่วนจะสะท้อนกลับหรือถูกส่งกลับจากผิวของอัญมณีนั้นไปสู่อากาศ แสงบางส่วนผ่านเข้าไปในเนื้อของอัญมณีแล้วเกิดการหักเหของแสงขึ้นและอัญมณีนั้นจะดูดกลืนแสงบางส่วนไว้ ลักษณะปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นนี้ ไม่จำเป็นจะต้องเกิดขึ้นพร้อมๆกันทั้งสามลักษณะ อาจมีลักษณะหนึ่งแสดงให้เห็นได้เด่นชัดมากกว่าลักษณะอื่นๆ ขึ้นอยู่กับลักษณะตามธรรมชาติ และชนิดของอัญมณีที่แสงมีปฏิกิริยาด้วยเช่น ในโลหะชนิดต่างๆ ที่เป็นวัตถุทึบแสง ลักษณะที่เกิดขึ้นเด่นชัดกว่าลักษณะอื่นๆ คือการดูดกลืนแสง ในขณะเดียวกันก็มีลักษณะของการสะท้อนแสงให้เห็นด้วย ส่วนการหักเหของแสงโดยปกติแล้วจะมองไม่เห็นเลย ในทางกลับกันอัญมณีชนิดต่างๆ ที่เป็นวัตถุโปร่งใสหรือโปร่งแสง ลักษณะการหักเหของแสงจะแสดงให้เห็นได้เด่นชัดกว่าลักษณะอื่น โดยที่มีลักษณะการสะท้อนของแสงและการดูดกลืนของแสง อาจจะเปลี่ยนแปลงไปตามลักษณะและชนิดของอัญมณี จากลักษณะปรากฏการณ์ทั้งสามที่กล่าวมา จะเป็นสิ่งที่ทำให้เกิด สี ความวาว การกระจายแสง การเรืองแสง การเล่นสีประกายแวว ประกายเหลือบรุ้ง และอื่นๆ อีกมากมาย คุณสมบัติทางแสงต่างๆ ได้แก่

สี (Color) สีต่างๆ ของอัญมณีชนิดใดๆ เป็นผลเนื่องมาจากลักษณะธรรมชาติของแสงกับอัญมณีนั้นๆ โดยตรง คือจะมองเห็นสีได้ก็ต่อเมื่อมีแสง แสงที่มองเห็นได้ประกอบขึ้นด้วยแสงสีที่เด่น ๗ ส่วน ในแต่ละส่วนจะมีสีที่แตกต่างกัน (สีรุ้ง) ประกอบด้วยสี ม่วง คราม น้ำเงิน เขียว เหลืองแสด แดง การผสมผสานคลื่นแสงที่มองเห็นได้นี้จะก่อให้เกิดเป็นแสงสีขาว คือ แสงอาทิตย์ เมื่อแสงที่มองเห็นได้นี้ส่องผ่านเข้าไปในอัญมณี ก็จะทำให้อัญมณีนั้นมองดูมีสีขึ้นเนื่องจากอัญมณีนั้นได้ดูดกลืนคลื่นแสงบางส่วนเอาไว้และคลื่นแสงส่วนที่เหลืออยู่ ถูกส่งผ่านออกมาเข้าสู่ตาของเรา 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 เบริลบริสุทธิ์จะไม่มีสี แต่ถ้ามีมลทินของธาตุโครเมียมหรือวาเนเดียมเพียงเล็กน้อย ก็จะทำให้เกิดเป็นสีเขียว เรียก มรกต (Emerald) หรือมีมลทินของธาตุเหล็ก ก็จะทำให้เกิดเป็นสีฟ้าอมเขียวหรือน้ำเงินอมเขียว เรียก อะความารีน (Aquamarine) คอรันดันบริสุทธิ์ก็จะไม่มีสีเช่นกัน แต่ถ้ามีสีแดงก็เป็นทับทิม เนื่องจากมีมลทินธาตุโครเมียมเพียงเล็กน้อย หรือถ้ามีสีน้ำเงินก็เป็นไพลิน เนื่องจากมีมลทินธาตุไทเทเนียมและธาตุเหล็ก ดังนั้นมลทินธาตุหลายๆ ชนิดจึงก่อให้เกิดสีต่างๆ ได้ในอัญมณีชนิดต่างๆ

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

ส่วนใหญ่แล้ว ความเข้มและความสดสวยของสี จะมีความสัมพันธ์โดยตรงควบคู่ไปกับคุณค่าและราคาที่สูง นอกจากนี้ แสงที่ใช้ในการมองดูอัญมณีก็มีความสำคัญและมีผลต่อความสวยงามของสีเช่นกัน แสงอาทิตย์ในเงาร่มหรือ แสงแดดอ่อน มีความเหมาะสมมากในการมองดูสีของอัญมณีแสงจากแสงเทียนหรือแสงจากหลอดมีไส้ จะมองดูสีน้ำเงินของไพลินได้ไม่สดสวย แต่จะมองดูมรกตและทับทิมมีสีสวยสด ดังนั้น แสงที่ใช้ส่องมองดูอัญมณีที่ดีและเหมาะสมควรจะมีส่วนผสมที่สมดุลกันระหว่างแสงจากหลอดมีไส้และแสงจากหลอดไฟฟลูออเรสเซนซ์อัญมณีบางชนิดอาจจะแสดงการเปลี่ยนสีได้ เมื่อมองดูด้วยแสงต่างชนิดกันหรือมีช่วงคลื่นของแสงที่ต่างกัน เช่น เจ้าสามสี จะมองดูมีสีเขียวหรือน้ำเงินในแสงแดดหรือแสงไฟฟลูออเรสเซนซ์และมีสีแดงหรือม่วงในแสงเทียนหรือแสงจากหลอดมีไส้ อัญมณีบางชนิดมีการแสดงลักษณะสีที่แตกต่างกัน หรือสีที่มีความเข้ม-อ่อนต่างกันเมื่อมองดูในทิศทางที่ต่างกัน ทั้งนี้เนื่องจากความแตกต่างในลักษณะของการดูดกลืนแสงในทิศทางต่างกันของอัญมณีนั้นๆ ลักษณะปรากฏนี้เรียกว่า สีแฝด ซึ่งอาจจะมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าหรือมองเห็นได้ง่ายมากด้วย "ไดโครสโคป" อัญมณีหลายชนิดที่แสดงสี แฝดได้ ๒ สีต่างกันเรียกว่า มีสีแฝด ๒ สี (Dichroic) เช่น ทับทิม ไพลิน คอร์เดียไรนต์ ฯลฯ และอัญมณีที่แสดงสีแฝดได้ ๓ สีต่างกันเรียกว่ามีสีแฝด ๓ สี (Trichroic) เช่น แทนซาไนต์แอนดาลูไซต์ ฯลฯ อัญมณีที่มีสีแฝดเมื่อเจียระไนแล้ว อาจจะแสดงเพียงสีเดียวหรือมากกว่า ๑สีนั้น ขึ้นอยู่กับการจัดทิศทาง การวางตัวของเหลี่ยมหน้ากระดานของอัญมณีที่จะแสดงให้เห็นสีนั้นๆ นอกจากนี้ ยังมีอัญมณีบางชนิดที่อาจมีสีหรือแสดงสีได้หลายสีแม้เป็นผลึกเดี่ยวและมองดูในทิศทางเดียว เช่น โอปอ ทัวร์มาลีน ลักษณะเช่นนี้เป็นลักษณะตามธรรมชาติของรูปแบบของแร่หรือของผลึกชนิดนั้น ไม่ใช่สีแฝด

สีเป็นลักษณะที่มองเห็นได้ง่ายชัดเจนเป็นสิ่งสะดุดตาและดึงดูดสายตามากที่สุดในเรื่องของอัญมณี และเป็นปัจจัยที่มีความสำคัญมาก ในการพิจารณาถึงคุณค่าและราคาของอัญมณี สีอาจทำให้เกิดความแตกต่างของราคาได้มากจากตั้งแต่ ๒๕๐-๒๕๐,๐๐๐ บาทต่อกะรัตในอัญมณีชนิดเดียวกันแต่มีสีสวยงามแตกต่างกัน มาก โดยทั่วไปแล้ว สีจะไม่ถือว่าเป็นคุณสมบัติลักษณะสำคัญที่ช่วยในการตรวจจำแนกชนิดอัญมณี เพราะมีอัญมณีต่างชนิดกันแต่มีสีเหมือนกันได้และก็มีอัญมณีชนิดเดียวกันที่สามารถเกิดขึ้นได้หลายสี นอกจากนี้ชื่อลักษณะของสีก็เป็นที่นิยมใช้กับอัญมณีบางชนิดมานานแล้ว เช่น สีเลือดนกพิราบใช้กับทับทิม สีแสดใช้กับแพดพาแรดชา สีเหลืองนกขมิ้นและสีแชมเปญใช้กับเพชร เป็นต้น ชื่อลักษณะสีเหล่านี้ ในบางครั้งจะกำกวมไม่ชัดเจน ให้ความหมายของสีไม่ตรงกับความจริงหรือเป็นลักษณะสีที่ไม่มีความ แน่นอน แม้ว่าจะมีความบกพร่องดังกล่าวชื่อสีเหล่านี้ก็ยังเป็นที่นิยมใช้กันอยู่โดยทั่วไปในตลาดอัญมณี อย่างไรก็ตามในปัจจุบันนี้ได้มีการประดิษฐ์เครื่องมือที่สามารถวัดหาชนิดและเรียกชื่อของสีของอัญมณีต่างๆ ได้อย่างเที่ยงตรงแม่นยำมากขึ้น เครื่องมือนี้มีขายทั่วไปในตลาดอัญมณี อาจเป็นวิวัฒนาการใหม่ในอุตสาหกรรมอัญมณีและเครื่องประดับของโลกก็ได้

ค่าดัชนีหักเหของแสง (Refractive index)

เมื่อมีแสงส่องผ่านเข้าไปในอัญมณีใดๆ แล้วแสงส่วนหนึ่งจะมีความเร็วลดลงและอาจจะถูกบังคับให้เปลี่ยนทิศทางหรือเกิดการหักเหแสงขึ้น ซึ่งแล้วแต่คุณสมบัติของผลึก ระดับความเร็วของแสงที่ลดลงในอัญมณีนั้นเมื่อเปรียบเทียบกับความเร็วของแสงในอากาศจะเรียกว่า ค่าดัชนีหักเหแสงของอัญมณี คือเป็นอัตราส่วนระหว่างค่าความเร็วของแสงในอากาศกับค่าความเร็วของแสงในอัญมณี เช่น ค่าความเร็วของแสงในอากาศเท่ากับ ๓๐๐,๐๐๐ กิโลเมตรต่อวินาทีและค่าความเร็วของแสงในเพชรเท่ากับ ๑๒๕,๐๐๐ กิโลเมตรต่อวินาที ดังนั้นค่าดัชนีหักเหแสงของเพชรจะเท่ากับ ๒.๔ หรือหมายถึงความเร็วของแสงในอากาศมีความเร็วเป็น ๒.๔ เท่าของความเร็วของแสงในเพชร อัญมณีที่มีค่าดัชนีหักเหสูงมากเท่าใด ความเร็วของแสงในอัญมณีนั้นๆ จะลดลงมากตามไปด้วย ค่าดัชนีหักเหของแสงของอัญมณีจะเป็นค่าที่คงที่ อัญมณี แต่ละชนิดจะมีค่าดัชนีหักเหที่แตกต่างกัน อาจมีเพียงค่าเดียว สองค่า หรือ สามค่า ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของผลึกและทิศทางที่แสงผ่านเข้าไป ส่วนใหญ่จะมีค่าอยู่ระหว่าง ๑.๒ และ ๒.๖ ดังนั้น จึงสามารถนำไปช่วยในการตรวจจำแนกชนิดของอัญมณีได้ เครื่องมือสำหรับใช้ในการวัดหาค่าดัชนีหักเหแสงของอัญมณีได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำเรียกว่า เครื่องรีแฟรกโตมิเตอร์ (Refractometer) แต่เครื่องมือนี้มีขีดจำกัดอยู่ที่สามารถวัดหาค่าได้สูงสุดเพียง ๑.๘๖ เท่านั้นและจะต้องใช้กับอัญมณีที่เจียระไนแล้ว หรือพวกที่มีผิวหน้าเรียบด้วย บางครั้งสามารถประมาณ ค่าได้ในอัญมณีที่เจียระไนแบบโค้งมนหลังเบี้ยหรือหลังเต่า และในบางครั้งค่าดัชนีหักเหแสงของอัญมณีที่เจียระไนแล้ว อาจประมาณได้จากประกายวาวหรือความสว่างสดใส หรือรูปแบบของการเจียระไน

การกระจายแสงสี (Dispersion or fire)

แสงสีขาวที่มองเห็นได้ในธรรมชาติ จะเป็นแสงที่เกิดจากการผสมผสานของคลื่นแสงต่างๆ ในแต่ละคลื่นแสงก็จะมีค่าดัชนีหักเหของแสงเฉพาะตัวเมื่อมีลำแสงสีขาวส่องผ่านเข้าไปในอัญมณี แสงนี้จะเกิดการหักเหเป็นมุมที่แตกต่างกัน และแยกออกเป็นลำแสงหลากหลายสี แล้วสะท้อนออกทำให้เห็นเป็นสีต่างๆ สีที่มองเห็นจะเป็นลำดับชุดของสีรุ้งเช่นเดียวกับลักษณะของการเกิดรุ้งกินน้ำลักษณะปรากฏการณ์เช่นนี้ เรียกว่า การกระจายแสงสีหรือ ไฟ ซึ่งสามารถสังเกตเห็นได้ง่ายมากในอัญมณีที่มีค่าดัชนีหักเหของแสงสูง มีความโปร่งใสและไม่มีสี ระดับความ มากน้อยของการกระจายแสงสีจะแตกต่างกันไป ในแต่ละชนิดของอัญมณี เนื่องจากมีค่าดัชนีหักเหแสงที่แตกต่างกันนั่นเอง ดังนั้น การกระจายแสงสีจึงเป็นคุณสมบัติที่สำคัญอีกประการหนึ่ง ที่อาจช่วยในการตรวจจำแนกชนิดอัญมณีได้ นอกจากนี้ยังมีความสำคัญต่อความสวยงามของอัญมณีหลายๆ ชนิด โดยเฉพาะในชนิดที่โปร่งใสแต่ไม่มีสีสวยที่จะดึงดูดใจ เช่น การกระจายแสงสีของเพชรซึ่งทำให้เพชรเหมือนมีสีสันหลากหลายสวยงามกระจายทั่วไปในเนื้อหรือ เรียกว่าประกายไฟ ในอัญมณีที่มีสีก็สามารถมองเห็นการกระจายแสงสีได้เช่นกัน เช่นในโกเมนสีเขียวชนิดดีมันทอยด์ (Demantoid) และสฟีน (Sphene) การกระจายแสงสีของอัญมณีชนิดหนึ่งๆ อาจสามารถทำให้มองเห็นสวยงามมากขึ้นได้โดยการเจียระไนที่ได้สัดส่วนถูกต้อง โดยพื้นฐานทั่วไปแล้วถ้าคลื่นแสงมีการแบ่งแยกออกได้ชัดเจนมากเท่าใดการกระจายแสงสีก็จะมีมากเพิ่มขึ้นเท่านั้น พร้อมกับจะให้สีที่มีความเข้มสวยมากเช่นกัน

ความวาว (Luster)

ความวาวของอัญมณีชนิดหนึ่งๆ เป็นผลมาจากคุณสมบัติทางแสงของอัญมณี ซึ่งเกิดจากการสะท้อนของแสงจากผิวนอกของอัญมณีนั้นๆ ความวาวจะขึ้นอยู่กับค่าดัชนีหักเห และลักษณะสภาพของผิวเนื้อแร่ ไม่เกี่ยวข้องกับสีของอัญมณีเลย ถ้าอัญมณีนั้นมีค่าดัชนีหักเหแสงและมีความแข็งมากเท่าใด ก็จะยิ่งแสดงความวาวมากขึ้นเท่านั้นลักษณะธรรมชาติ สภาพผิวเนื้อแร่ที่ขรุขระไม่เรียบก็จะมีผลทางลบต่อความวาวของอัญมณีที่ยังไม่เจียระไน ในขณะที่อัญมณีที่เจียระไนแล้ว การขัดมันผิวเนื้อแร่จะมีผลดีต่อความวาว ความวาวของอัญมณีที่มีความสวยงามเป็นที่ต้องการมากคือความวาวเหมือนเพชร ส่วนความวาวที่พบเห็นได้ในอัญมณีทั่วไป ได้แก่ ความวาวเหมือนแก้ว ส่วนความวาวที่พบได้ยากในอัญมณี ได้แก่ความวาวเหมือนโลหะ เหมือนมุก เหมือนยางสน เหมือนน้ำมันเหมือนเทียนไขหรือขี้ผึ้ง เป็นต้น แต่สำหรับอัญมณีที่ไม่แสดงความวาวเลยจะเรียกว่า ผิวด้าน

ประกายวาว (Brilliancy) ประกายวาวของอัญมณีชนิดหนึ่งๆ เกิดจากการที่มีแสงสะท้อนออกมาจากภายในตัวอัญมณีเข้าสู่ตาของผู้มองอัญมณีที่เจียระไนได้เหลี่ยมมุมที่ต้องการทำให้แสงที่ส่องผ่านเข้าไปในอัญมณีนั้น เกิดการสะท้อนอยู่ภายในหน้าเหลี่ยมต่างๆ และสะท้อนกลับออกมาเข้าสู่ตาของผู้มอง เป็นประกายวาวของสีของอัญมณีนั้น การเกิดลักษณะแบบนี้ได้ เนื่องจากลักษณะการสะท้อนกลับหมดของแสงนั่นเอง ดังนั้นรูปแบบของการเจียระไนและเหลี่ยมมุมที่หน้าเหลี่ยมต่างๆ ทำมุมกัน จึงมีความสำคัญมากในการเกิดประกายวาว ถ้าเหลี่ยมมุมต่างๆ ไม่เหมาะสมพอดีกับค่าดัชนีของการหักเหแสงของอัญมณี แสงที่ส่องผ่านเข้าไปก็จะไม่สะท้อนกลับออกมาสู่ตาผู้มอง แสงอาจจะส่องทะลุผ่านออกไปทางด้านล่างหรือสะท้อนเบี่ยงเบนออกไปทางด้านข้าง มีผลทำให้อัญมณีนั้นดูไม่สว่างสดใส หรือไร้ประกาย

การเรืองแสง (Fluorescence and Phosphorescence)

การที่อัญมณีมีการเปล่งแสง หรือแสดงความสว่างที่มองเห็นได้ออกจากตัวเองภายใต้การฉายส่องหรืออิทธิพลของแสง 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 (๓๖๕ นาโมมิเตอร์*) และคลื่นสั้น (๒๕๔ นาโนมิเตอร์*) อัญมณีบางชนิดอาจเรืองแสงได้เฉพาะในชนิดคลื่นสั้นบางชนิดอาจเรืองแสงได้ในชนิดคลื่นยาวหรืออาจจะเรืองแสงได้ในคลื่นทั้งสองชนิด หรือไม่แสดงการเรืองแสงเลย อัญมณีบางชนิดปฏิกิริยาของการเรืองแสงในคลื่นสั้นแสดงให้เห็นได้ชัดเจนหรือสว่างมากกว่าในคลื่นยาว บางชนิดอาจแสดงในทางกลับกัน บางชนิดอาจมีปฏิกิริยาการเรืองแสงเท่าๆ กันการเรืองแสงของอัญมณีมีประโยชน์ช่วยในการตรวจจำแนกชนิดอัญมณีได้ และในบางครั้งก็มีประโยชน์ช่วยในการตรวจแยกอัญมณีธรรมชาติออกจากอัญมณีสังเคราะห์ ส่วนใหญ่แล้วอัญมณีสังเคราะห์ต่างๆ มักจะมีการเรืองแสงสว่างมาก ในขณะที่อัญมณีธรรมชาติจะไม่ค่อยเรืองแสง เช่น สปิเนล สังเคราะห์สีฟ้าอ่อน ซึ่ง ทำเทียมเลียนแบบอะความารีน จะแสดงการเรืองแสงสีแดงในรังสีอัลตราไวโอเลตชนิดคลื่นยาวและเรืองแสงสีน้ำเงินอมเขียวในชนิดคลื่นสั้น โดยที่อะความารีนจะไม่เรืองแสงเลย ไพลินสังเคราะห์จะเรืองแสงสีน้ำเงินอมเขียวนวลในชนิดคลื่นสั้นเท่านั้นซึ่งไพลินธรรมชาติมักจะไม่เรืองแสง คุณประโยชน์และความได้เปรียบในการทดสอบอัญมณี โดยทดสอบการเรืองแสง คือทำได้รวดเร็ว ง่าย และไม่ทำให้ตัวอย่างเสียหาย

* ๑ นาโนมิเตอร์ = ๑๐^-๙ เมตร

Thanks http://guru.sanook.com/

GemClub