黄金很贵，人们很担忧

黄金是稀有的贵金属，是高档首饰的主要原材料，许多人指望拿它来保值和投资，加之前段时间爆出的83吨（有说80吨）“金凰珠宝假黄金质押案”，人们对黄金里边是否暗藏猫腻心存疑虑，生怕上当受骗，这也是可以理解的。


这种“金条”肯定骗不了你

传统的检验办法

怎么验黄金的真假？这确实是个问题。有人建议，咬一口，有牙印的是真金子，咬不动的是假货。听起来有点道理，纯黄金尽管密度大，但它很柔软，莫氏硬度只有2.5，而我们人类牙齿的硬度可以达到8，咬黄金看起来问题不大。难怪运动员千辛万苦得了冠军，总要把金牌放在嘴里咬一咬。


黄金很软，能咬出牙印

运动员咬金牌大多只是秀一下，没几个人真舍得把金牌啃一圈牙印。其实他真要咬，能不能咬得动还真难说，因为金牌大多不是纯金制造，它里边大部分是银或铜（银也很软），只是外面镀了一层黄金而已。程咬金那只是一个名字，不是古时候的黄金鉴定师哦！

古人鉴定黄金的成色与真假大致通过以下几个手段：一是熔炼（火烧），二是用试金石，三就是计算密度。

区别于其它贵金属，黄金有非常高的熔点，并且在高温下它不会被氧化，其它金属在熔融之前由于氧气的介入会“起渣”，但黄金不会，这就是所谓的“真金不怕火炼”，烧一烧就知道真假了。


熔炼金首饰

熔炼法的一个最大的缺点就是，你买一条金项链想知道真假，等验完拿回来就变成金坨坨了。火烧是破坏性的，一般不会有人这么干，除非你要的就是金子，无所谓它长啥样。

要想不破坏金子的形状又知道它的成色，古人想到了用试金石。试金石其实是一片黑色光滑的石英岩石，你将黄金在石头上摩擦时会在表面留下划痕。通过观察划痕的色彩、光泽，再根据经验，就可以判断这是不是真金，它的成色大约是多少。拿不准时，可以用已知纯度的黄金在边上摩擦摩擦，再进行比对。


在试金石上摩擦

黄金很稳定，它基本不与大多数酸发生反应，但是极细的黄金粉末可以被硝酸氧化为+3价离子，所以黄金鉴定师会配制浓度不同的酸来与试金石配合使用。当将标号为“18K”的酸涂抹在试金石的划痕上时，那些消失的就表示低于18K金或根本不是黄金，痕迹保留下来的是合格产品。


试金石配合酸来检验黄金成色

阿基米德定律

一说起鉴定黄金，许多人都会想起古希腊的天才老头儿阿基米德，他由于从国王那里接到鉴定金冠成色的任务而寝食不安，最后因为泡澡时在池子里放了太多水而发现了著名的浮力原理。

阿基米德利用重量与体积之比确定纯金的密度，再由此反推出纯金王冠所应该有的标准体积。当将工匠打造的王冠放进装满水的池子时，溢出水的体积便等于王冠的体积，如果溢出水的体积大于相同重量纯金的标准体积，就证明工匠掺了假。因为当时许多常见金属的密度都比纯金低，相同重量下它体积自然也更大。


阿基米德与金王冠

阿基米德定律广泛应用于今天的日常生产和生活中，但你要用它来测金戒指的纯度是不现实的。一方面金戒指自身的体积实在是太小，它能排开的水量也小得可怜，再加上水是有表面张力的，你无法准确测量戒指投下去后水位的高低，更没办法据此去计算20K金与24K金在戒指里那一点点细微差别。

阿基米德当时是否抓住了作弊的工匠我们不得而知，至少今天大多数时候用这种方法是行不通的。


金戒指投入后水位基本不会变化

火烧法会毁了金器的形状，试金石会擦伤金饰外表，浮力法则又不准，有没有一种方法既能快速检测黄金的成色，又不破坏它的结构和外表呢？

通电

每一种金属都有其特定的传导电流的能力——电导率（σ），这是由元素性质和原子排列规律决定的。在20℃时，银的电导率 σ = 6.30×10^7 (S/m)，铜的电导率 σ = 5.96×10^7 (S/m)，金的电导率 σ = 4.11×10^7(S/m)，铁的电导率 σ = 1×10^7 (S/m)。如果金属中掺杂了其它元素，它的晶体结构就遭到破坏，掺杂的杂质越多，电导率偏差就越大。按照这个原理，当我们在黄金的两端连上电极通电，测量出它的电导率，就能判断黄金的成色。电导率测定法简单并且有比较高的准确性，也得到广泛的应用。


通过测量电导率来判断金的成色

X射线荧光测试法

每一种物质在被光照射的时候，它们反射出来的光是不同的，因此我们会看到物质显示出各异的颜色。当金属受到短波长的X射线照射时，它们的原子会发生电离现象，这时候有一部分的电子会变得不稳定，它们接收到光子的能量后被激发到高的能级，在这些电子掉回原来的轨道时就会释放出一个光子。不同的金属释放出来光子的能量不同，因此也发出不同频率的X射线荧光。


X射线荧光法的原理

于是科学家们制造出一种小型的X射线荧光测试仪，当我们将需要检测的首饰放进去后，它发出一定频率的X射线，同时接收首饰表面反射回来的荧光，通过分析这些光谱并且将它与不同金属的特定谱线相对照，就能知道首饰里含金量是多少，还有多少其它的杂质。


X射线荧光仪

超声波探伤

X射线荧光仪很厉害，它能在几秒钟之内分析出首饰的金属成分，并且不会对物品造成任何破坏，无论是李逵李鬼还是真假美猴王，用它一照保准原形毕露。

但这种仪器有一个致命的缺陷，就是它只能看到比较薄的表面，无法深入到金属深处一探究竟。如果造假者在铅块或别的什么金属外边包上一层真金，你用X射线就测不出来了。


包金造假

金币巧克力自然是瞒不了你，而对于其它包着真金的“李鬼”，我们就需要祭出另一个法宝：超声波探伤仪。

超声波是一组定向发射的高频声波，它的指向性非常强。当超声波遇到密度不同的界面或者孔隙时，会从这个界面反射回来，于是我们可以在显示屏上看到物体内部的图像。


超声波探伤的原理

超声波有如此神奇的功能，它不仅用于我们的身体检查，还广泛用于工业零部件、管道和建筑结构内部的探伤。同样地，我们也可以用它来检查金条里边是不是暗藏了什么猫腻，并且不需要把它一片一片地切开。在许多金库里，超声波探伤仪是必备的检测工具。


金库里会用到超声波探伤仪

总结：

黄金是如此珍贵，以至于造假者与验证者的斗法几千年来从来就没有停止过。

古人除了通过掂量黄金的分量、观察它的色泽，甚至是咬一咬来判断黄金的真假外，还会通过火烧与试金石来判断黄金的纯度。


金条上的“牙印”

别咬金子，费牙。随着人们对黄金认识的加深，化学家们会利用各种酸来验证黄金，而物理学家则利用重量与体积的关系来确定黄金的密度。

如来佛祖无法辨认假猴王，但科学的进步为我们识别假黄金提供了利器。现在我们可以通过测量电阻、接收X射线荧光和超声波探伤来辨识假黄金，让“李鬼”们无处遁形。


真假金条

当然了，如果你真想买金子，最好还是找正规、合法、自己信得过的渠道，省事。