根据色度学原理,利用美国Ocean Optics公司的USB2000+光纤光谱仪,测定红宝石样品的反射光谱和量化红宝石颜色的色度学参数,并利用能量色散X射线荧光光谱(EDXRF)分析样品的化学成分。研究结果表明：(1)红宝石主要化学成分为A12O3,还含有Cr、Fe、Ti、K、Ca、Mg、Ga等元素。其中Cr是主要致色元素,随着Cr元素含量的增高,红宝石颜色从浅红色到鲜红色变化。若样品中含有Fe、Ti离子会对颜色产生一定的影响,它们是导致红宝石呈现紫色调的主要原因,亦使得红宝石颜色加深；(2)红宝石普遍具有694nm处明显反射峰,且随着紫色调越来越浓在475nm处的反射峰越来越明显；红宝石普遍仅具有补色波长,且补色波长的波长范围通常在绿色波长范围内；(3)红宝石的红色调主要由Cr3+中电子的d-d跃迁造成。蓝色调作为红宝石样品中的杂色调,是由Fe2+-Fe3+之间的电荷转移和Fe2+-Ti4+之间的电荷转移造成的。Ti3+中电子的d-d跃迁使红宝石样品具有紫色调。上述因素导致红宝石样品颜色深暗；(4)通过红宝石样品主波长或补色波长、色调角以及颜色描述的比较分析可知：当色调角hab*在(0°,18°),补色波长λc为490～496nm时,色调为红色；当色调角hab*在(342°,360°),补色波长λc为497～509nm时,色调为粉红色；当色调角hab*在(324°,342°),补色波长λc为509～542nm时,色调为紫红色；(5)在均匀色空间中,常见红宝石颜色质量分级体系可划定为5个等级,即为Ⅰ～Ⅴ,其中Ⅰ级为色调角hab*∈(0°,18°)、彩度C*∈(20-23)、明度L∈(38-45)的红宝石。