了解 宝石比重对于宝石学家至关重要

比重是宝石学中一项至关重要的测试，所有宝石学家都需要掌握。不同的宝石具有不同的密度，这一属性在区分宝石材料时起到关键作用。在宝石学领域，我们使用比重（Specific Gravity，简称SG）或相对密度作为宝石鉴定的方法。

早在1817年，法国矿物学家René-Just Haüy在他的著作《Traité des caractères physiques des pierres précieuses》中首次将比重引入宝石鉴定，作为系统性的测试方法。他为文中所列的各种宝石品种创建了一张包含比重常数的表格。

虽然比重测试可能有些繁琐且不太实际，但在尝试识别宝石材料时，它仍然是一项非常关键的测试。比重是一个无单位的比率，通过将材料在空气中的重量除以相同体积的水在水中的重量来计算。这可以通过材料的重量来推测，即材料的重量越大，感觉越重。
 

尤里卡！比重的历史
 

在古希腊时期，锡拉丘兹国王希伦二世希望验证他定制的王冠是否为纯金制成。数学家和发明家阿基米德（约公元前287-212年）接受了这一任务，他在沐浴时提出了著名的浮力原理：完全浸入液体中的物体会受到等同于排开的液体重量的力。这种力将排开等体积液体。
 

阿基米德在沐浴时意识到身体排出的液体量与其体积相等。这意味着，无论形状如何，具有相同密度和重量的物体将排出相同量的液体。阿基米德运用这一原理确定王冠不是纯金制成的，因为王冠排出的水比同重量的纯金多，这表明它是金属合金，不纯。
 

随后，阿基米德对比了等重量的金和银在水中排出的体积，发现银排出的水较多（因为密度较小，体积较大）。他随后将王冠浸入水中，通过一系列实验和计算，证明王冠是由黄金和一定量的白银混合制成的，制造王冠的珠宝商也因此受到了惩罚。
 

向静水力称重的转变

基于这一原理，几个世纪后，意大利数学家和天文学家伽利略（1564-1642）设计了以下公式来计算材料的比重，也称为静水称重法：
 

空气中的重量 / 等体积水的重量 = 空气中的重量（A） / 空气中的重量 - 水中的重量（AW）（等于等体积水的重量）
 

或更简洁地说：比重（SG）= A / AW
 

在22岁时，他写了一篇名为La Bilancetta或“小天平”的简短条约，解释了他设计的天平的工作原理。这个天平用于准确测量空气和水中物体的重量，并根据其比重来识别材料。他的双盘天平经过几个世纪的使用和改进得以完善。

 

伽利略·伽利莱（Galileo Galilei）在16世纪设计了计算比重的公式。公共领域。
 

如何计算比重

今天，我们使用静水力法来计算比重。这项方法适用于粗糙的宝石材料和不太光滑的材料。这对于表面不够平整，无法在折射仪上进行测试的粗糙材料非常有用。

所需设备：

宝石秤，最好是数字化的单盘秤，以克拉为单位。
 

一种静水装置，由桥和小玻璃烧杯制成，带有一个小金属篮或金属盘绕的金属丝，形成一个可以放置宝石的小篮子。
 

煮沸或蒸馏并冷却至4度的水。为了使用比重表，需要在相同条件下使用具有相同密度的水进行测量。
 

操作步骤：

将静水称重装置安装在秤上。确保小篮子不接触烧杯的侧壁，完全浸入水中。确保秤稳定放置在平坦的表面上，并在测量宝石时避免敲击桌子或走动，以免影响结果。任何微小的干扰都可能改变您的测量结果。
 

清洁待测宝石。
 

首先，测量宝石在空气中的重量。拿起天平，将宝石放在设备下方的秤盘上，记录结果并保留两位小数。需要注意的是，由于比重是一个无单位的比率，所以不需要记录单位。
 

接下来，测量宝石在水中的重量。使用镊子轻轻将宝石放入带有金属篮或金属盘的篮子中。同样，记录结果并保留两位小数。
 

最后，应用比重公式（A/AW），将宝石在空气中的重量（A）除以宝石在空气中的重量减去宝石在水中的重量（AW）。
 

最终，参考比重常数表核对您的结果。
 

注意事项

比重测试仅适用于未镶嵌宝石。杂质和夹杂物与主要晶体具有不同的比重，可能干扰测量结果，限制了比重测试的实用性。宝石表面、钻孔中或裂缝内残留的气泡也会降低测量的准确性。
 

复合宝石（由两种或多种材料制成），例如蛋白石双峰、苏德宝石和石榴石顶双峰，无法进行比重测试。经过处理的材料不会给出准确的结果，特别是涂层和裂缝填充材料。
 

为什么每种宝石都有一个比重范围？

宝石材料始终具有一定的比重范围，因为很少有单一的宝石品种是纯净的，其化学成分的差异、内含物和裂缝都会稍微影响其比重。例如，尖晶石的比重范围为3.58至3.61，具体取决于其成分。而Verneuil合成尖晶石的比重略高，为3.61至3.67，这是由于添加了不同的着色元素所致。
 

比重的应用
 

对于宝石学家来说，计算宝石的比重非常有用；比重测试有助于鉴别某些宝石，并可以估计嵌入珠宝中的宝石的重量。
 

区分相似材料
 

比重测试是一项有助于区分外观相似的两种宝石的测试方法，例如：蓝色堇青石（1.54至1.56）、坦桑石（1.69至1.70）或蓝色蓝宝石（3.8至4.05）；或红色电气石（3.0至3.1）、红色尖晶石（3.58至3.61）和红宝石（3.80至4.05）。
 

需要注意的是，红色铁铝榴石石榴石的比重范围（3.80至4.2）与红宝石的重叠，因此比重测试并不能足以区分这两种宝石。请务必记住，比重测试并不是一项确诊的测试方法。
 

然而，如果通过观察和其他测试无法得出结论时，比重测试将有助于缩小可能性范围，尤其是对于在宝石学中不常见的矿物。
 

重量估算

当您试图估计镶嵌在珠宝中的宝石重量以及由此估计其价值时，了解材料的比重也非常有用。一旦您了解了宝石的种类和其比重，您就可以估算其重量，无需重新取下它。
 

尽管重量估算不如在天平上称量裸露的宝石准确，但大多数情况下，拆开珠宝以进行称量是不切实际的。因此，比重测试是获得重量估算的最佳方法。