
钻石之光
为什么两颗重量相同的钻石,闪耀程度却如此不同?关键在于切工。调整宝石的比例,立刻就能看到光线的变化:这颗钻石依照光学定律,逐条光线计算而成。
拖动即可旋转和倾斜宝石
圆形明亮式切工的完美比例
- 台面
- 直径的 56%
- 冠角
- 34.5°
- 亭角
- 40.8°
- 冠部高度
- 约 15%
- 亭部深度
- 约 43%
- 全深比
- 约 61.5%
- 星刻面
- 约 50–55%
- 下腰刻面
- 约 75–80%
- 腰棱
- 薄至稍厚
- 底尖(底部尖端)
- 无或极小
- 对称与抛光
- 极好
在这样的比例下,进入的光线经亭部两次反射后返回眼中。从上方看,宝石呈现明暗规则的图案和八支深色箭头,这是切工精准的标志。
宝石内部:光线的路径
这是同一颗宝石的侧面剖面图。光线从上方射下,经台面和冠部进入,然后照到亭部的刻面上。
如果亭部角度合适,每条光线都会以足够倾斜的角度射到亭部,从而被完全反射,就像照在一面完美的镜子上:光线弹到另一侧后再向上返回。如果亭部过浅或过深,角度就会改变,光线便会从底部逸出。
拖动亭角滑块:您会看到红色光线出现在两端。
钻石为什么闪耀
折射
光线进入钻石后,速度会降到不足原来的一半,并改变方向。钻石的折射率约为 2.42,是天然宝石中最高的之一;相比之下,玻璃约为 1.5。
全内反射
如此高的折射率带来一个珍贵的结果:在宝石内部,如果光线照到刻面时与垂直线的夹角超过约 24.4°,光线就无法射出,而会被全部反射。明亮式切工正是为了让这一现象发生在亭部而设计的。
火彩
白光由各种颜色组成,而钻石对紫光和蓝光的偏折比红光稍大。光线从倾斜的冠部刻面射出时,各种颜色便会分开:这就是转动宝石时看到的彩色闪光,称为色散。
闪烁
明暗区域随每一次移动而变化:刻面轮流亮起又暗下,部分原因是观察者的头部在一些刻面上投下阴影。让宝石旋转即可看到这一效果。
关键的比例
早在 1919 年,工程师 Marcel Tolkowsky 就计算出了与今天所用非常接近的比例:台面约 53%,冠角 34.5°,亭角 40.75°。现代切工的台面通常略宽一些。表中的理想范围即滑块下方以绿色标出的范围;旁边一栏是 GIA 可授予“Excellent(极好)”等级的较宽界限。不过,GIA 会综合评估各项比例:即使每一项都在界限之内,不利的组合也可能降低等级。
| 比例 | 理想范围 | GIA“Excellent(极好)”界限 | 过低时 | 过高时 |
|---|---|---|---|---|
| 亭角 | 40.6° – 41.0° | 40.6° – 41.8° | 台面内映出腰棱,形成“鱼眼”;光线开始从底部逸出 | 中心变得灰暗无光,即“钉头”效应 |
| 冠角 | 34.0° – 35.0° | 31.5° – 36.5° | 白光更多,但火彩较少 | 火彩更强,但宝石相对其重量可能显得较小 |
| 台面 | 53% – 58% | 52% – 62% | 火彩更强,白光较少 | 白光更多,火彩较少 |
| 全深比 | 59% – 62.5% | 57.5% – 63% | 宝石看起来大,却黯淡无光 | 重量“藏”在底部:宝石看起来更小 |
如何解读证书上的切工
切工等级
对于圆形明亮式钻石,GIA 和 HRD Antwerp 等知名实验室会给出切工等级:最高等级为“Excellent(极好)”。它综合考虑比例以及宝石返回光线的表现。
对称与抛光
这是两个独立的项目:说明刻面是否精确、对齐,以及表面是否光滑。这里的最佳等级同样是“Excellent(极好)”。
尺寸数据
许多证书还会列出台面、角度和深度。通过本页面,您可以了解这些数字的含义。
这些数字从何而来
本页的比例并非出于个人喜好:它们源自对明亮式切工的光学计算,这项研究始于一百多年前,此后不断完善。出发点是钻石的折射率,约为 2.42:由此可以推算出光线被困在宝石内部的临界角,约为 24.4°,进而得出亭部需要的倾斜角度,使光线经过两次反射后向上返回,约为 41°。随后再选择冠部和台面,以平衡白光与火彩。理想范围是当今顶尖切割师普遍认同的数值;“Excellent(极好)”等级的界限则是各实验室用于评定切工的标准,是通过将计算机模拟与真实宝石的观察结果相比较而确定的。本模拟器将同样的光学定律应用于您所选比例的明亮式钻石:因此,改变比例时,您看到的效果与真实宝石中观察到的相同。
本模拟仅供示意。这颗钻石是一颗理想的圆形明亮式切工钻石,共 57 个刻面,无内含物,完全无色,在多个来自上方光源的珠宝店灯光下照明。计算追踪了光线的折射、全内反射、表面反射与色散:各项指标条用于比较不同切工,并非实验室测量值。