Colour Changing Gemstones

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Did you know there are such things as color changing gemstones? Some exquisite gemstones change color under different lighting sources from natural sunlight to florescent or different internal lights. These color changing gemstones come from many different families of minerals including Alexandrite, Garnets and some Sapphires.

There is still a lot of confusion regarding color changing gemstones. Some people are still using the old technique of checking between incandescent and fluorescent lights, which is inadequate. Worse still, some people aren’t checking for color change at all. This is one of the most significant weaknesses of modern gemology and one that needs to be addressed regularly.

Which Gemstones Change Color?

Andesine Color Change

This gorgeous gemstone is actually a part of the feldspar family and is naturally found as a yellow, red, green, or color-changing gemstone. The vast majority of Andesine is in fact heat treated to create a red stone, with only a small amount of the stone naturally occurring in a red color. Andesine is mined in Tibet and Mongolia, with only a few examples displaying the color changing quality! The stones that do boast color change qualities can show an incredible range of colors under different lighting with stones changing from deep green to bright purple.

Diaspore Color Change

When color-changing diaspore first hit the gem market it was under the trademarked name of Zultanite. Although it was named after the company who mined the color changing specimens the trademarked name never caught on and it is still most commonly referred to by it’s mineralogical name. This incredibly rare stone can be found throughout the world but is only mined in the Anatolian Mountains of Turkey. In addition to color-changing properties Diaspore also exhibits pleochroism, which means that it can show bands of color when viewed from different angles. Color changing diaspore gets its color from manganese and switches from a gorgeous green, to pink, to champagne depending on the light source.

Flourite Color Change

Flourite specimens can exhibit an amazing array of colors including brilliant reds, blues, purples, greens and yellows through to darker browns and reds. Some specimens boast a range of colors but it’s commonly found as a single color gemstone. Color-changing fluorite is most often found as a blue stone under natural light that turns to a purple stone under incandescent lighting. This affordable and attractive stone is actually relatively soft which means that it is best used for pendants, earrings, and bracelets, where it is exposed to limited wear.

Alexandrite Color Change

Alexandrite, a variety of chrysoberyl, claims the title of most expensive color changing gemstone! Alexandrite is believed to be named after Tsar Alexander II of Russia. It was first discovered in an emerald mine and mistakenly identified as an emerald due to its green color. This color changing gem has the incredible ability to change from emerald green in the daylight to red at night. It’s also been seen to show blue tones in natural light and purple coloring under artificial light. Alexandrite is a unique and beautiful stone that will make any piece of jewelry a talking point!

Garnet Color Change

Color change garnets, which are often mistaken for alexandrite, are a beautiful and rare member of the garnet family. Like many other color changing minerals color changing garnets change their color depending on the type of light they are viewed in. Under natural lighting conditions these garnets most commonly exhibit a brownish green color that changes to a pink tone when viewed under artificial light. However each garnet can have a unique combination of colors with blue, yellow, orange and purple tones all possible. Color change garnets are found in many areas of the world including Madagascar, Norway, Sri Lanka, Tanzania, and the USA.

Sapphire Color Change

A rare type of sapphire can show color changing abilities when viewed under different lighting conditions. The strength of color change varies by stone with some exhibiting a strong color change and others showing just a minor change. Most commonly color-changing sapphires will appear blue in natural light and shift to a purple color when viewed under artificial lighting. Color changing sapphires should not be confused with bi-color sapphires that contain two distinct bands of color in all lighting conditions.

Defining Color Change In Color Changing Gemstones

First let me point out that color change is defined by what you see between natural and artificial light. If you think about it for a moment, it will be obvious. Electric lights have only been around for a bit over a century, but the color change phenomena in color changing gemstones has been know for much longer. Originally, it was defined as the difference people saw between sun light and fire light, be that from a candle, oil lamp, or whatever. As incandescent light became common, the effect was the same as comparing sun light with fire light. so the definition was modified to be a comparison between natural and electric lights.

Below are pictures of a Garnet. This is one of the most widely available color changing gemstones on the market today.

This is the standard for defining color change in color changing gemstones: it is the difference between what you see in natural, (I.E. sunlight,) and any other light source.

The definition of color changing gemstones needed to be modified again when fluorescent lights were added to the equation. They often show the same hues as natural light, which is why people began checking for color change with two types of electric lights. However, we now know of color changing gemstones that do not react to fluorescent the same as natural light. So it is no longer an adequate to use two electric lights when checking for color change.

Checking for Color Change In Color Changing Gemstones

Many people only check a few gems for color change. The unfortunateness of this can be shown by one glaring example. Some years ago, one of Hollywood’s most prominent families sent some diamonds to the GIA for grading. The reports came back with no mention of them being color changing gemstones, something that greatly affected their value. For security reasons, there were no windows in the grading area. And, since no one had ever heard of color change diamonds before, the test was not considered necessary. We now know that color change diamonds are extremely rare and valuable. They are commonly referred to as Chameleon diamonds.

Below are pictures of color change Andesine. This is another mineral where color change was not given much thought. Every gem should be checked for this property.

In the last couple decades, many new color changing gemstones have emerged and new ones are continuously being discovered. On Gem Rock Auctions there are color change Sphenes being offered for sale. I have never heard of a color change Sphene before, but obviously they do exist. If someone hadn’t bothered to check these gems, they would have been overlooked.

The lesson is simple; you need to check all gems for color change. We do not know all nature has to offer us and there is no excuse for missing such an important piece of information.

The Physics behind Color Changing Gemstones

The actual mechanism behind color changing gemstones is quiet simple. Every light source has a different fingerprint. That means that visible lght can be made up of many different wavelengths that show different colors.

In the image above it is easy to see that noon sunlight (the yellow line) has a relatively flat line that contains almost every color. Now if you look at the Fluorescent lamp you will notice there is not much blue but lots of yellow and red.

Now lets take Alexandrite. It is Green in daylight and Red in incandescent light. Looking at the yellow and blue line above it is easy to see that daylight has more green color than red color. So to the human eye, the Alexandrite will look green. Now if we look at the blue line you can see the green is relatively low compared to the red. So to the human eye the Alexandrite will look red.

This is a very simplified version of what actually happens. The more complex explanation will involve talking about selective absorption of wavelengths. That is a conversation for another day.

Further Testing Of Color Changing Gemstones

The process is becoming still more complicated. Recently there was a discovery of two gems that showed a three way color change; with one hue showing in natural light, another under incandescent and still a third in fluorescent.

With so many variations now appearing, it is possible there are gems that only show their color change between natural and fluorescent lights, but none between natural and incandescent. I have never heard of such a stone, but the possibility exists.

Usambara Effect

There is a new phenomena called the Usambara Effect which also creates a color change. However, it is based on an entirely different principal than previously known. This effect an be shown in more than just gemstones. Pumkinseed oil is a fantastic example of this effect. In the bottle this liquid looks red, but when it is poured into a spoon this is what happens:

Around the edges of the liquid it turns green. Why does this happen? Put simply this is caused by optical absorption. it is directly related to the light transmission path. Now in English - the longer the light has to travel through the liquid, the more a certain wavelength will be absorbed. So in the spoon above, the light does not have to travel through the liquid very far and so the green wavelength is able to make it through the liquid as it travel through it.

Now when the liquid reaches a certain thickness, the green wavelength of light is absorbed so much that it stops being transmitted. The only wavelength left is the red.

This effect has been found in tourmalines. Below is a picture of a tourmaline showing a green outer edge and red inner edge.

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Colour Change Garnet

Andesine Feldspar

Alexandrite

Wusstest du, dass es Dinge gibt, wie zum Beispiel farbverändernde Edelsteine? Einige exquisite Edelsteine ändern ihre Farbe unter verschiedenen Lichtquellen, von natürlichem Sonnenlicht bis hin zu fluoreszierenden oder anderen internen Lichtquellen. Diese Farbwechsel Edelsteine kommen aus vielen verschiedenen Familien von Mineralien einschließlich Alexandrit, Granaten und einigen Saphiren.

Es gibt immer noch eine Menge Verwirrung in Bezug auf Farbwechsel Edelsteine. Einige Leute benutzen immer noch die alte Technik der Überprüfung zwischen Glühlampen und Leuchtstoffröhren, was unzureichend ist. Schlimmer noch, einige Leute überprüfen überhaupt nicht auf Farbänderung. Dies ist eine der größten Schwächen der modernen Edelsteinkunde und muss regelmäßig angegangen werden.

Welche Edelsteine ändern die Farbe?

Andesine Farbänderung

Dieser wunderschöne Edelstein ist eigentlich ein Teil der Familie der Feldspäte und wird natürlich als gelber, roter, grüner oder farbverändernder Edelstein gefunden. Die überwiegende Mehrheit von Andesine ist in der Tat wärmebehandelt, um einen roten Stein zu schaffen, mit nur einer kleinen Menge des Steins, der natürlich in einer roten Farbe vorkommt. Andesine wird in Tibet und der Mongolei abgebaut, wobei nur wenige Beispiele die farbverändernde Qualität aufweisen! Die Steine, die Farbwechselqualitäten aufweisen, können eine unglaubliche Farbauswahl bei unterschiedlicher Beleuchtung zeigen, wobei die Steine von tiefgrün bis leuchtend violett wechseln.

Diaspore Farbänderung

Als farbverändernde Diasporen zuerst auf den Edelsteinmarkt gelangten, standen sie unter dem geschützten Markennamen Zultanit. Obwohl es nach dem Unternehmen benannt wurde, das die farbverändernden Exemplare abholte, hat sich der geschützte Name nie durchgesetzt und wird immer noch am häufigsten als mineralogischer Name bezeichnet. Dieser unglaublich seltene Stein kann in der ganzen Welt gefunden werden, wird aber nur in den anatolischen Bergen der Türkei abgebaut. Zusätzlich zu den farbverändernden Eigenschaften zeigt Diaspore auch Pleochroismus, was bedeutet, dass es Farbbänder zeigen kann, wenn man sie aus verschiedenen Blickwinkeln betrachtet. Farbwechsel Diaspore bekommt seine Farbe von Mangan und wechselt von einem wunderschönen Grün, zu rosa, zu Champagner je nach Lichtquelle.

Flourite Farbwechsel

Flourite Exemplare können eine erstaunliche Palette von Farben einschließlich brillante Rot-, Blau-, Purpur-, Grün- und Gelb bis hin zu dunkleren Braun- und Rottönen aufweisen. Einige Exemplare haben eine Reihe von Farben, aber es wird häufig als einfarbiger Edelstein gefunden. Farbveränderndes Fluorit wird am häufigsten als blauer Stein unter natürlichem Licht gefunden, der bei glühender Beleuchtung zu einem violetten Stein wird. Dieser erschwingliche und attraktive Stein ist eigentlich relativ weich, was bedeutet, dass er am besten für Anhänger, Ohrringe und Armbänder verwendet wird, wo er einem begrenzten Verschleiß ausgesetzt ist.

Alexandrit Farbwechsel

Alexandrit , eine Vielfalt von Chrysoberyll, behauptet den Titel des teuersten Farbwechsel Edelsteins! Es wird angenommen, dass Alexandrit nach Zar Alexander II. Von Russland benannt wurde. Es wurde zuerst in einer Smaragdmine entdeckt und fälschlicherweise wegen seiner grünen Farbe als Smaragd identifiziert. Dieses Farbwechsel-Juwel hat die unglaubliche Fähigkeit, von Smaragdgrün bei Tageslicht zu Rot bei Nacht zu wechseln. Es wurde auch gezeigt, dass Blautöne in natürlichem Licht und lila Färbung unter künstlichem Licht zeigen. Alexandrit ist ein einzigartiger und schöner Stein, der jedes Schmuckstück zum Gesprächsthema macht!

Granat Farbwechsel

Farbwechsel Granate , die oft für Alexandrit gehalten werden, sind ein schönes und seltenes Mitglied der Granatfamilie. Wie viele andere farbverändernde Mineralien ändern auch farbverändernde Granate ihre Farbe je nach Art des Lichts, in dem sie betrachtet werden. Unter natürlichen Lichtbedingungen weisen diese Granate am häufigsten eine bräunlich-grüne Farbe auf, die sich bei künstlichem Licht in einen rosa Farbton ändert. Jeder Granat kann jedoch eine einzigartige Kombination von Farben mit blauen, gelben, orangen und violetten Tönen haben. Farbwechsel Granate sind in vielen Teilen der Welt, einschließlich Madagaskar, Norwegen, Sri Lanka, Tansania und den USA gefunden.

Saphir Farbwechsel

Eine seltene Art von Saphir kann Farbwechselfähigkeiten zeigen, wenn sie unter verschiedenen Lichtbedingungen betrachtet werden. Die Stärke des Farbwechsels variiert je nach Stein, wobei einige eine starke Farbänderung aufweisen und andere nur eine geringfügige Veränderung zeigen. Am häufigsten erscheinen farbändernde Saphire bei natürlichem Licht blau und wechseln bei künstlicher Beleuchtung zu einer violetten Farbe. Farbverändernde Saphire sollten nicht mit zweifarbigen Saphiren verwechselt werden, die unter allen Lichtbedingungen zwei unterschiedliche Farbbänder enthalten.

Definieren von Farbänderungen in Farben, die Edelsteine ändern

Lassen Sie mich zunächst darauf hinweisen, dass Farbänderungen durch das, was Sie zwischen natürlichem und künstlichem Licht sehen, definiert werden. Wenn Sie einen Moment darüber nachdenken, wird es offensichtlich sein. Elektrisches Licht gibt es erst seit etwas mehr als einem Jahrhundert, aber das Farbwechselphänomen bei farbverändernden Edelsteinen ist schon lange bekannt. Ursprünglich wurde es als der Unterschied definiert, den Menschen zwischen Sonnenlicht und Feuerschein sahen, sei es von einer Kerze, einer Öllampe oder was auch immer. Als Glühlicht üblich wurde, war der Effekt derselbe wie beim Vergleich von Sonnenlicht mit Feuerlicht. Die Definition wurde so modifiziert, dass sie einen Vergleich zwischen natürlichem und elektrischem Licht darstellt.

Unten sind Bilder von einem Granat. Dies ist einer der am weitesten verbreiteten farbverändernden Edelsteine auf dem heutigen Markt.

Dies ist der Standard für die Definition von Farbänderungen in farbverändernden Edelsteinen: Es ist der Unterschied zwischen dem, was Sie im natürlichen (IE Sonnenlicht) und anderen Lichtquellen sehen.

Die Definition von farbverändernden Edelsteinen musste erneut modifiziert werden, wenn fluoreszierende Lichter zu der Gleichung hinzugefügt wurden. Sie zeigen oft die gleichen Farbtöne wie natürliches Licht, weshalb die Leute begannen, mit zwei Arten von elektrischen Lichtern nach Farben zu suchen. Allerdings kennen wir jetzt farbverändernde Edelsteine, die nicht wie das natürliche Licht auf Fluoreszenz reagieren. Es ist also nicht mehr ausreichend, zwei elektrische Lichter zu verwenden, wenn man nach Farbwechsel sucht.

Überprüfung auf Farbwechsel bei Farbwechsel von Edelsteinen

Viele Leute überprüfen nur ein paar Edelsteine auf Farbwechsel. Die Unerfreulichkeit davon kann durch ein grelles Beispiel gezeigt werden. Vor einigen Jahren schickte eine der berühmtesten Familien Hollywoods einige Diamanten zur Bewertung an den GIA. Die Berichte kamen ohne Erwähnung davon zurück, dass sie farbverändernde Edelsteine waren, was ihren Wert stark beeinflusste. Aus Sicherheitsgründen gab es im Bereich der Sortierung keine Fenster. Und da noch nie zuvor jemand von Farbwechsel-Diamanten gehört hatte, wurde der Test als nicht notwendig erachtet. Wir wissen jetzt, dass Farbwechsel Diamanten extrem selten und wertvoll sind. Sie werden allgemein als Chameleon-Diamanten bezeichnet.

Unten sind Bilder von Farbwechsel Andesine. Dies ist ein weiteres Mineral, wo Farbänderung nicht viel nachgedacht wurde. Jedes Juwel sollte auf diese Eigenschaft überprüft werden.

In den letzten Jahrzehnten sind viele neue farbverändernde Edelsteine entstanden und neue werden ständig entdeckt. Bei Gem Rock Auctions gibt es Farbwechsel Sphenes zum Verkauf angeboten. Ich habe noch nie von einer Farbänderung Sphene gehört, aber offensichtlich existieren sie. Wenn jemand diese Edelsteine nicht überprüft hätte, wären sie übersehen worden.

Die Lektion ist einfach; Sie müssen alle Edelsteine auf Farbänderung überprüfen. Wir wissen nicht, was die Natur uns zu bieten hat und es gibt keine Entschuldigung dafür, eine so wichtige Information zu verpassen.

Die Physik hinter Farbwechsel Edelsteinen

Der eigentliche Mechanismus hinter farbverändernden Edelsteinen ist sehr einfach. Jede Lichtquelle hat einen anderen Fingerabdruck. Das bedeutet, dass die sichtbare Lichtmenge aus vielen verschiedenen Wellenlängen bestehen kann, die unterschiedliche Farben aufweisen.

Im Bild oben ist es leicht zu sehen, dass das Mittagssonnenlicht (die gelbe Linie) eine relativ flache Linie hat, die fast jede Farbe enthält. Nun, wenn Sie sich die Leuchtstofflampe ansehen, werden Sie feststellen, dass es nicht viel Blau, aber viel Gelb und Rot gibt.

Jetzt nehmen wir Alexandrit. Es ist Grün bei Tageslicht und Rot bei Glühlampenlicht. Wenn man die gelbe und blaue Linie darüber betrachtet, ist leicht zu sehen, dass das Tageslicht mehr grüne als rote Farbe hat. Für das menschliche Auge wird der Alexandrit also grün aussehen. Wenn wir nun auf die blaue Linie schauen, sieht man, dass das Grün relativ niedrig im Vergleich zu Rot ist. Für das menschliche Auge wird der Alexandrit rot aussehen.

Dies ist eine sehr vereinfachte Version dessen, was tatsächlich passiert. Bei der komplexeren Erklärung wird von einer selektiven Absorption von Wellenlängen gesprochen. Das ist eine Unterhaltung für einen anderen Tag.

Weitere Tests von farbändernden Edelsteinen

Der Prozess wird immer komplizierter. Vor kurzem gab es eine Entdeckung von zwei Edelsteinen, die eine dreifache Farbänderung zeigten; mit einem Farbton, der bei natürlichem Licht erscheint, einem anderen unter Glühlicht und noch einem dritten bei Leuchtstofflampen.

Mit so vielen Variationen, die jetzt erscheinen, ist es möglich, dass es Edelsteine gibt, die nur ihren Farbwechsel zwischen natürlichem und fluoreszierendem Licht zeigen, aber keines zwischen natürlich und weißglühend. Ich habe noch nie von einem solchen Stein gehört, aber die Möglichkeit besteht.

Usambara-Effekt

Es gibt ein neues Phänomen, den Usambara-Effekt, der ebenfalls eine Farbänderung hervorruft. Es basiert jedoch auf einem völlig anderen Prinzip als bisher bekannt. Dieser Effekt kann in mehr als nur Edelsteinen gezeigt werden. Kürbiskernöl ist ein fantastisches Beispiel für diesen Effekt. In der Flasche sieht diese Flüssigkeit rot aus, aber wenn sie in einen Löffel gegossen wird, geschieht Folgendes:

Um die Ränder der Flüssigkeit herum wird es grün. Warum passiert das? Einfach gesagt wird dies durch optische Absorption verursacht. es steht in direktem Zusammenhang mit dem Lichtübertragungsweg. Jetzt in englischer Sprache - je länger das Licht durch die Flüssigkeit fließen muss, desto mehr wird eine bestimmte Wellenlänge absorbiert. In dem Löffel oben muss das Licht also nicht sehr weit durch die Flüssigkeit wandern und so ist die grüne Wellenlänge in der Lage, es durch die Flüssigkeit zu passieren, wenn es durch sie hindurchfließt.

Wenn nun die Flüssigkeit eine bestimmte Dicke erreicht, wird die grüne Wellenlänge des Lichts so stark absorbiert, dass sie nicht mehr übertragen wird. Die einzige verbleibende Wellenlänge ist das Rot.

Dieser Effekt wurde in Turmalinen gefunden . Unten ist ein Bild eines Turmalins, der eine grüne Außenkante und eine rote Innenkante zeigt.