Hiệu ứng lửa – Nó là gì và đến từ đâu?

Khi nghĩ về những gì làm nên một viên kim cương đẹp, hai từ thông thường xuất hiện trong tâm trí: “lửa” và “sự lộng lẫy”. Hầu hết mọi người thường cho rằng chúng giống nhau – đơn giản là mức độ mà viên kim cương lấp lánh. Nhưng thực tế, chúng là hai khía cạnh quang học riêng biệt. Lộng lẫy có thể được hiểu như độ sáng và chớp nháy: Những tia sáng màu trắng sáng. Lửa là sự phân tán ánh sáng trắng thành các màu cầu vồng do hiện tượng khúc xạ. Vì vậy, khái niệm chuẩn nhất khi nghĩ về sự lộng lẫy là những tia lấp lánh màu trắng và “lửa” là những tia lấp lánh màu sắc.

Khái niệm cơ bản về ánh sáng

Ánh sáng nhìn thấy là một phần của quang phổ năng lượng điện từ di chuyển theo dạng sóng. Ánh sáng trắng bao gồm nhiều bước sóng, mỗi bước sóng tương ứng với một màu sắc cụ thể. Khi ánh sáng đi vào các chất trong suốt như nước, thủy tinh hoặc kim cương, nó bị chậm lại một cách đáng kể. Sự chậm lại này làm cho ánh sáng “bẻ cong” hay khúc xạ. Khi ra khỏi vật liệu trở lại không khí, ánh sáng lại tăng tốc. Các bước sóng khác nhau bị lệch hướng với các tốc độ khác nhau và trở nên tách biệt hoặc “phân tán”. Chính sự phân tán này cho phép người quan sát nhìn thấy những màu sắc riêng lẻ của cầu vồng, các màu sắc khúc xạ bởi một lăng kính và “lửa” từ một viên kim cương.

Vẻ đẹp kỳ diệu của Hiệu ứng lửa

Trải nghiệm hiệu ứng lửa trong một viên kim cương tương tự như nhìn thấy cầu vồng sau một cơn mưa. Nó luôn luôn khiến ta kinh ngạc về vẻ đẹp và thoáng qua một cách nhanh chóng, điều đó làm cho nó càng thêm đặc biệt. Giống như các màu sắc của cầu vồng, hiệu ứng lửa là ánh sáng đã được “giải phóng” và phân tách thành các màu sắc riêng lẻ trong quang phổ thông qua hiệu ứng gương lăng kính. Với hiện tượng cầu vồng, hơi nước trong khí quyển hoạt động như một lăng kính khi ánh sáng đi qua nó. Một viên kim cương được gia công cũng hoạt động như một lăng kính khi ánh sáng chậm lại khi vào và tăng tốc khi ra khỏi các bề mặt cắt. Sự căn chỉnh chính xác của các bề mặt trong viên kim cương là yếu tố quan trọng trong việc xác định khả năng nhìn thấy hiệu ứng lửa trong viên kim cương.

Khi một tia sáng di chuyển với vận tốc 186.000 dặm mỗi giây từ không khí và đi vào vật liệu trong suốt như kính hoặc kim cương, nó sẽ bị giảm tốc một cách đáng kể. Càng giảm tốc, khả năng khúc xạ của vật liệu càng cao. Kim cương có chỉ số chiết suất rất cao. Chỉ số chiết suất càng cao, khả năng phân tán càng lớn. Vì vậy, kim cương có khả năng khúc xạ ánh sáng cao và chất lượng cắt được xem là chìa khóa để khai thác tiềm năng khúc xạ đó.

Vai trò của Tỉ lệ Cắt Kim cương

Thông qua phân tích quang học “ray tracing”, có thể tính toán được lượng và vị trí của sự phân tán ánh sáng mà kim cương trở lại mắt người nhìn. Các tỉ lệ cơ bản phải nằm trong khoảng tương đối hẹp để tạo nền tảng cho việc tạo ra hiệu ứng khúc xạ đáng kể.

Vai trò của nguồn sáng

Khả năng của chúng ta để quan sát lửa cũng yêu cầu điều kiện ánh sáng phù hợp. Giống như sau cơn mưa không tạo ra cầu vồng, một viên kim cương được cắt đúng cách trong một số loại môi trường chiếu sáng sẽ không tạo ra ánh lửa.

Nguồn sáng đơn lẻ, có kích thước góc nhỏ hơn có khả năng tạo ra ánh lửa hơn so với các nguồn phân tán lớn. Ở ngoài trời, dưới ánh nắng mặt trời trực tiếp, một viên kim cương có thể thể hiện được ánh lửa tuyệt vời. Tuy nhiên, nếu có mây che phủ, ánh sáng sẽ bị phân tán. Mặc dù đây có thể là môi trường ánh sáng tối ưu để quan sát độ sáng và kiểu tương phản của kim cương, lửa sẽ gần như bị dập tắt hoàn toàn.

Ánh sáng trong nhà với nhiều nguồn sáng đơn lẻ có kích thước góc nhỏ có thể tạo ra môi trường “thân thiện với ánh lửa” để tối ưu hóa khả năng quan sát ánh lửa của chúng ta. Bạn có thể tìm thấy loại ánh sáng này trong nhà hàng, cửa hàng, và thậm chí trong thang máy! Trái ngược với điều đó, ánh sáng văn phòng thông thường với đèn huỳnh quang dài che kín bằng vật liệu nhựa tạo ra một môi trường ánh sáng khó thể hiện ánh lửa. May mắn thay, ánh sáng LED ngày càng phổ biến và thường có nhiều nguồn sáng nhỏ, tốt cho việc quan sát ánh lửa.

Vai trò của người quan sát

Việc người quan sát có cảm nhận được một tia sáng màu (ánh lửa) phụ thuộc vào một số yếu tố, bao gồm khoảng cách quan sát từ viên kim cương. Nó cũng phụ thuộc vào kích thước con ngươi của người quan sát khi màu sắc phổ đè lên con ngươi của họ và một màu cụ thể bị cắt bỏ từ phổ.

Khi một tia sáng phân tán thoát ra từ viên kim cương, các bước sóng khác nhau sẽ có quỹ đạo khác nhau làm cho chúng phân tán ra xa hơn với khoảng cách, tăng cơ hội chúng bị cắt bỏ.

Đây là lý do tại sao bạn có thể nhìn thấy ánh lửa trong một viên kim cương trên tay người khác ở một nhà hàng tối tăm từ hai hoặc ba bàn xa.

 

Quạt phổ thực tế từ viên kim cương rơi vào mắt người quan sát. Phần màu đỏ/vàng trong quang phổ không có khi mắt trụ đang cắt đoạn màu xanh lá cây/xanh dương. Ảnh do GemConcepts Ltd. cung cấp.

Vai trò của các mặt ảo và độ chính xác của các mặt cắt

Công việc thực sự của hiệu suất ánh sáng được thực hiện bởi “các mặt ảo”. Đây là những vùng của viên kim cương phản chiếu ánh sáng trở lại mắt. Số lượng các mặt ảo nhiều hơn số lượng các mặt vật lý, vì một mặt đơn có thể phản xạ các tia sáng từ nhiều nguồn và hướng khác nhau. Mặt ảo càng lớn, càng có khả năng một quạt phổ đủ lớn để một bước sóng duy nhất bị mắt người quan sát cắt đi.

Các bề mặt cắt ảo vượt trội số lượng so với các bề mặt cắt vật lý

Do đó, thiết kế các bề mặt nên bao gồm một số bề mặt ảo lớn hơn. Sự căn chỉnh chính xác của các bề mặt trong 3 chiều (đối xứng quang học) rất quan trọng để đảm bảo kích thước bề mặt ảo theo thiết kế được tạo ra một cách trung thực và không bị chia cắt thành một tập hỗn loạn và không thể dự đoán của các bề mặt ảo rất nhỏ. Công nghệ chế tác của từng bề mặt cũng rất quan trọng đối với hiện tượng phân tán – chúng cần được mài mòn đến bề mặt gương hoàn hảo để kim cương có thể thể hiện hết tiềm năng cho hiệu ứng lửa.

Đánh giá hệ thống ánh sáng trong phòng thí nghiệm

Đánh giá khoa học duy nhất về lửa nằm trong hệ thống phân loại hiệu suất ánh sáng do Phòng thí nghiệm AGS phát triển. Một bản scan 3-D của kim cương thực tế được tạo ra bằng phân rã tia toán học và tác động của 32,000 tia được tính toán. Kim cương được đánh giá về độ sáng, độ tương phản, rò rỉ ánh sáng và hiện tượng phân tán. Đánh giá “lý tưởng” (0) chỉ được trao nếu khía cạnh đó không có bất kỳ khuyết điểm đáng kể nào.

Ngoài khả năng tạo ra bản đồ ánh sáng ASET cho sự trở lại ánh sáng, rò rỉ ánh sáng và độ tương phản, hệ thống AGSL cũng có thể tạo ra bản đồ hiệu ứng lửa. Chúng chỉ ra các vùng của kim cương có khả năng tạo ra hiệu ứng lửa.

(a) Bản đồ hiệu ứng lửa xuôi, (b) bản đồ hiệu ứng lửa ngược và (c) chìa khóa; màu xám chỉ ra hiện tượng bị che khuất, ánh sáng góc thấp hoặc rò rỉ, màu cam đậm chỉ ra sự phân tán tuyến tính 2.0 mm hoặc ít hơn tại mắt của người quan sát (bản đồ xuôi) hoặc tại nguồn sáng (bản đồ ngược). Màu cam là phân tán trong khoảng từ 2.0 mm đến 4.2 mm, màu cam nhạt là phân tán trong khoảng từ 4.2 mm đến 6.4 mm và màu vàng là phân tán lớn hơn 6.4 mm cho các bước sóng đã chọn là 420 và 620 nm.

Kết luận

Hiệu ứng lửa có thể coi là yếu tố kỳ diệu nhất trong hiệu suất ánh sáng của kim cương và đóng góp quan trọng vào vẻ đẹp của kim cương, mặc dù nó không xuất hiện trong mọi điều kiện chiếu sáng. Thiết kế bề mặt và kỹ thuật chế tác của việc cắt đánh bóng là chìa khóa để tạo ra một viên kim cương sáng chói với hiệu ứng lửa đáng ngạc nhiên.

Chúng tôi hỗ trợ cầm cố các loại kim cương có chứng nhận GIA, AGSL, kể cả không có giấy tờ kiểm định với chi phí thấp (miễn phí kiểm định cho khách hàng cầm cố), liên hệ ngay để được tư vấn.