Hiệu ứng đổi màu là hiện tượng một viên đá cho màu khác hẳn nhau dưới hai nguồn sáng khác nhau, thường là lục hoặc lam dưới ánh sáng ban ngày và đỏ hoặc tía dưới đèn sợi đốt ánh vàng. Nguyên nhân là viên đá hấp thụ mạnh một vùng ở giữa quang phổ và để lọt hai vùng ở hai đầu gần như cân bằng; nguồn sáng giàu phần nào thì màu nghiêng về phần đó.
Alexandrite là ví dụ nổi tiếng nhất, tới mức hiện tượng này thường được gọi là "hiệu ứng alexandrite". Nhưng garnet, sapphire, spinel, fluorite và cả nhiều vật liệu tổng hợp cũng có thể đổi màu. Bài này giải thích cơ chế, phân biệt đổi màu thật với đổi sắc nhẹ, và cách xem đá dưới các loại đèn ngày nay.
Hai cửa sổ và một bức tường: cơ chế đổi màu
Hãy hình dung phổ ánh sáng như một dải từ tím, lam, lục, vàng, cam đến đỏ. Một viên đá đổi màu có một "bức tường" hấp thụ mạnh ở giữa, khoảng vùng vàng đến lục vàng, và hai "cửa sổ" cho ánh sáng lọt qua: một ở vùng lam – lục, một ở vùng đỏ. Nếu hai cửa sổ cho lượng ánh sáng gần bằng nhau, màu viên đá trở nên rất nhạy với nguồn sáng.
Ánh sáng ban ngày, nhất là ánh sáng trời có nhiều lam, mang nhiều năng lượng ở vùng lam – lục, nên viên đá cho lọt nhiều lục, mắt thấy lục hoặc lam lục. Đèn sợi đốt và ánh nến giàu đỏ, nghèo lam, nên viên đá cho lọt chủ yếu đỏ, mắt thấy đỏ hoặc tía. Bản thân viên đá không đổi gì; thứ đổi là nguyên liệu ánh sáng đi vào nó.
Mắt người cũng góp phần: hệ thị giác tự điều chỉnh để thấy giấy trắng vẫn trắng dưới mọi nguồn sáng, nhưng sự điều chỉnh ấy không "sửa" kịp màu của viên đá có phổ đặc biệt như vậy. Kết quả là ta cảm nhận một sự thay đổi rõ rệt, có khi như hai viên đá khác nhau.
Alexandrite: crôm trong chrysoberyl
Alexandrite là biến thể đổi màu của chrysoberyl, một oxit của beryli và nhôm. Màu của nó do crôm, cùng nguyên tố tạo màu cho ruby và emerald. Như bài về nguồn gốc màu đã nói, crôm cho đỏ trong corundum và lục trong beryl tuỳ trường tinh thể quanh nó. Trong chrysoberyl, trường ấy nằm đúng khoảng giữa, nên dải hấp thụ của crôm rơi vào vị trí tạo ra hai cửa sổ cân bằng.
Theo các tài liệu phổ biến, alexandrite được phát hiện ở vùng Ural của Nga vào thập niên 1830 và được đặt tên theo Sa hoàng Alexander II. Ngoài Nga, về sau người ta tìm thấy alexandrite ở Sri Lanka, Brazil, một số nước châu Phi. Đá từ mỗi nơi có cặp màu hơi khác nhau, có nơi lục ngả lam, có nơi lục ngả vàng nâu. Chrysoberyl không có crôm thì không đổi màu; chrysoberyl vàng và chrysoberyl mắt mèo phổ biến hơn alexandrite nhiều, dù cùng một loài khoáng vật.
Alexandrite còn có đa sắc mạnh, tức màu đổi theo hướng nhìn, chồng lên hiệu ứng đổi màu theo nguồn sáng. Hai hiện tượng này độc lập nhau, và người mới hay lẫn. Đánh giá mức đổi màu của alexandrite trong mua bán là chủ đề đã có ở các trang chuyên về đá quý màu.
Những đá có thể đổi màu theo nguồn sáng
Bảng dưới gom các trường hợp hay được nhắc. Cặp màu là mô tả điển hình; mỗi viên có thể khác.
| Đá | Dưới ánh sáng ban ngày | Dưới đèn vàng | Nguyên nhân thường nhắc |
|---|---|---|---|
| Alexandrite (chrysoberyl) | Lục, lục lam | Đỏ, đỏ tía | Crôm |
| Garnet đổi màu | Lục xám, lam lục, nâu | Đỏ tía, hồng | Vanadi, crôm trong garnet nhánh pyrope – spessartine |
| Sapphire đổi màu | Lam | Tím, tía | Vanadi, hoặc crôm cùng sắt và titan |
| Spinel đổi màu | Lam xám | Tím | Thường do crôm, sắt, coban phối hợp |
| Fluorite (một số mẫu) | Lam | Tía | Tâm màu và nguyên tố vết |
| Diaspore (một số mỏ) | Lục vàng | Hồng nâu | Nguyên tố vết, có tài liệu nhắc crôm |
| Corundum tổng hợp pha vanadi | Lam xám, tím xám | Tím hồng | Vanadi; hay bị bán nhầm là alexandrite |
Dòng cuối đáng chú ý: một trong những vật liệu bị bán như alexandrite nhiều nhất là corundum tổng hợp pha vanadi, có đổi màu nhưng cặp màu khác hẳn alexandrite và không có màu lục thật dưới ánh sáng ban ngày.
Đổi màu thật và đổi sắc nhẹ
Đổi sắc nhẹ gặp ở rất nhiều đá. Hầu như viên đá nào cũng trông hơi khác dưới nắng và dưới đèn: sapphire lam tối đi dưới đèn vàng, tanzanite ngả tím hơn, ruby rực hơn. Đó là đổi sắc trong cùng một màu, không phải hiệu ứng đổi màu.
Đổi màu thật là chuyển sang một màu khác hẳn. Lục thành đỏ, lam thành tía. Người làm nghề thường chỉ dùng chữ đổi màu khi thay đổi đủ rõ để người bình thường cũng gọi tên hai màu khác nhau.
Mức đổi màu là một thang liên tục. Có viên đổi gần như hoàn toàn, có viên chỉ đổi một phần, có viên đổi rõ nhưng hai màu đều nhạt. Phiếu giám định đôi khi mô tả mức đổi màu bằng chữ; cách mô tả khác nhau giữa các phòng lab.
Đổi màu khác đổi màu do nhiệt hay lớp phủ. Một số món trang sức đổi màu theo thân nhiệt hoặc theo góc nhìn nhờ lớp phủ hay vật liệu cảm nhiệt. Đó là hiện tượng khác, không liên quan cơ chế hấp thụ của đá quý.
Xem đá đổi màu dưới đèn hiện đại
Hiệu ứng đổi màu được mô tả từ thời đèn sợi đốt và ánh nến. Ngày nay, phần lớn nhà ở và cửa hàng dùng đèn LED, và đèn LED có phổ rất khác. Đèn LED trắng thông dụng tạo ánh sáng bằng chip phát lam phủ lớp bột huỳnh quang; phổ của nó có một đỉnh lam và một vùng rộng ở vàng – lục, khác cả ánh sáng ban ngày lẫn đèn sợi đốt.
Kết quả là một viên đá đổi màu dưới đèn LED có thể cho màu trung gian, không hẳn lục cũng không hẳn đỏ. Đèn LED ánh vàng ấm cho kết quả gần với đèn sợi đốt hơn, nhưng không giống hoàn toàn. Đèn flash điện thoại và đèn LED ánh trắng lạnh thường cho kết quả nghiêng về phía ánh sáng ban ngày.
Khi xem một viên đá đổi màu, hãy cố gắng có hai nguồn sáng rõ ràng: ánh sáng ban ngày gián tiếp gần cửa sổ, và một bóng đèn ánh vàng ấm hoặc ngọn nến. Ảnh và video chụp dưới đèn không rõ loại thường không đủ để đánh giá; người bán uy tín thường quay video dưới hai nguồn sáng và ghi rõ là đèn gì.
Đo mức đổi màu: từ mắt người tới máy đo
Mắt người là công cụ đánh giá đổi màu phổ biến nhất, nhưng cũng chủ quan nhất. Hai người nhìn cùng một viên đá dưới cùng một bóng đèn có thể mô tả khác nhau, vì độ nhạy màu, kinh nghiệm và cả màu nền xung quanh đều ảnh hưởng. Đó là lý do mô tả "đổi màu mạnh" trên lời giới thiệu của người bán chỉ nên coi là cảm nhận.
Trong phòng lab và trong nghiên cứu, người ta dùng máy đo quang phổ để ghi phổ hấp thụ của viên đá, rồi tính màu viên đá sẽ hiện ra dưới các nguồn sáng chuẩn. Ủy ban quốc tế về chiếu sáng đã định nghĩa những nguồn sáng tiêu chuẩn, trong đó có một nguồn mô phỏng ánh sáng ban ngày và một nguồn mô phỏng đèn sợi đốt. So hai màu tính được cho phép mô tả mức đổi màu bằng số, không phụ thuộc mắt người xem.
Với người mê đá, không cần đi tới mức đó. Biết rằng có cách đo khách quan giúp bạn đọc mô tả trên phiếu giám định một cách tỉnh táo, và hiểu vì sao hai phiếu có thể mô tả mức đổi màu bằng những chữ khác nhau.
Vì sao đá đổi màu hay bị làm giả
Hiệu ứng đổi màu gây ấn tượng mạnh, nên các vật liệu có hiệu ứng ấy luôn được tìm kiếm. Từ đầu thế kỷ 20, corundum tổng hợp pha vanadi đã được sản xuất hàng loạt và bán ở nhiều chợ du lịch dưới tên "alexandrite". Nó đổi từ lam xám sang tím hồng, đẹp theo cách riêng, nhưng không phải alexandrite.
Alexandrite tổng hợp thật, tức chrysoberyl có crôm được nuôi trong phòng thí nghiệm, cũng tồn tại và có hiệu ứng đổi màu rất mạnh. Về khoáng vật học, nó là alexandrite; về nguồn gốc, nó là tổng hợp. Phân biệt với alexandrite tự nhiên cần quan sát bao thể và phân tích của phòng lab, thuộc danh mục về đá tổng hợp trên trang.
Với người mua, nguyên tắc vẫn là: một viên đá đổi màu đẹp, giá rẻ bất ngờ, được bán ở nơi không có giấy tờ, gần như chắc chắn là vật liệu tổng hợp. Điều đó không có nghĩa nó không đáng mua, chỉ có nghĩa nó nên được gọi đúng tên.
Ghi chép và trưng bày đá đổi màu
Đá đổi màu là mẫu sưu tầm thú vị, nhưng cũng dễ gây tranh luận vì màu phụ thuộc đèn. Vài thói quen dưới đây giúp bạn giữ thông tin rõ ràng.
- Chụp ảnh viên đá dưới hai nguồn sáng cố định, ghi loại đèn và thời gian, khoá cân bằng trắng của máy ảnh nếu có thể.
- Ghi mô tả bằng chữ hai màu thấy được, kèm mức đổi theo cảm nhận: rõ, vừa, nhẹ.
- Ghi tên loài đã được xác nhận nếu có phiếu, và ghi rõ "tổng hợp" nếu là tổng hợp.
- Khi trưng bày cho người khác xem, chuẩn bị một đèn ánh vàng nhỏ để họ tự thấy hiệu ứng.
- Không dựa vào ảnh trên mạng để so màu; mỗi ảnh chụp dưới một nguồn sáng và một phần mềm khác.
Ghi chép kỹ giúp bạn và người sau hiểu đúng viên đá, nhất là khi đèn trong nhà thay đổi theo năm tháng và cảm nhận màu của mỗi người một khác.
Câu hỏi thường gặp
Alexandrite có phải đá duy nhất đổi màu không?
Không. Garnet, sapphire, spinel, fluorite, diaspore và nhiều vật liệu tổng hợp cũng có thể đổi màu theo nguồn sáng. Alexandrite nổi tiếng nhất nên hiện tượng thường được gọi là hiệu ứng alexandrite, nhưng cơ chế chung là hai vùng ánh sáng lọt qua gần cân bằng.
Vì sao đá đổi màu dưới đèn LED không rõ?
Đèn LED trắng có phổ khác cả ánh sáng ban ngày lẫn đèn sợi đốt, với đỉnh lam và vùng rộng vàng lục. Vì vậy màu viên đá dưới LED thường là màu trung gian. Đèn LED ánh vàng ấm cho kết quả gần đèn sợi đốt hơn.
Đá bán ở chợ du lịch gọi là alexandrite có thật không?
Phần lớn trường hợp là corundum tổng hợp pha vanadi, đổi từ lam xám sang tím hồng. Alexandrite tự nhiên có cặp màu lục và đỏ, hiếm và thường có giấy giám định. Nếu không có giấy và giá quá dễ chịu, nên coi đó là đá tổng hợp.
Đổi màu và đa sắc có phải một hiện tượng không?
Không. Đa sắc là màu đổi theo hướng nhìn dưới cùng một nguồn sáng. Đổi màu là màu đổi khi đổi nguồn sáng, nhìn cùng một hướng. Một viên đá có thể có cả hai, như alexandrite, và cần quan sát tách bạch để không lẫn.
Đá đổi màu có giữ được hiệu ứng lâu dài không?
Có. Hiệu ứng đổi màu do nguyên tố tạo màu nằm trong mạng tinh thể, như crôm, vanadi, nên rất bền với ánh sáng và thời gian. Viên đá không mất khả năng đổi màu khi đeo; chỉ có vết bẩn hay trầy xước làm giảm vẻ đẹp.
Nên xem đá đổi màu dưới nguồn sáng nào khi mua?
Nên xem dưới ánh sáng ban ngày gián tiếp và dưới một bóng đèn ánh vàng ấm hoặc ngọn nến. Tránh chỉ xem dưới đèn quầy hoặc đèn flash điện thoại. Nếu mua qua mạng, đề nghị video quay dưới hai nguồn sáng rõ ràng.