宝石仪器11

仪器原理结构操作现象解释用途局限性折射仪折射仪的工作原理是建立在全内反射的基础上。该仪器是测量宝石的临界角，并将读数直接转换成折射率值。产生全反射的条件：1．折射仪的高折射率棱镜必须为光密介质,待测宝石为光疏介质2、光线从棱镜向宝石传播3．接触液使棱镜与待测宝石之间形成良好的光学接触折射仪主要由高折射率棱镜（铅玻璃或立方氧化锆）、棱镜反射镜、透镜、标尺（内标尺或外标尺）和目镜等组成。1．接通电源、打开仪器2．用酒精清洗宝石和棱镜　3．折射仪棱镜上点一滴接触液（直径约2mm为宜），使用钠光照明，可见油的阴影边界　4．宝石最大的台面放入棱镜上，浸油使宝石和棱镜之间形成良好的光学接触　5．眼睛靠近目镜可观察阴影区和明亮区并读数，读数保留小数点第三位　6．按顺序转动宝石360°，经验丰富者可转动宝石0°、45°、90°进行观察和读数　7．测试完毕，将宝石轻推至金属台上，取下宝石8．清洗宝石和棱镜1)清洗棱镜和宝石点测法（远视法）适于弧面型宝石、小刻面宝石1)清洗棱镜和宝石2)在金属台上点一滴接触油　　3)手持宝石，用弧面或小刻面接触金属台上的接触油，以油滴直径为0.2mm为宜　　4)将沾有油滴的宝石轻置于棱镜中央　　5)眼睛距目镜25-45cm，平行目镜前后移动头部　　6)观察油滴半明半暗交界处，读数并记录，读数保留小数点后两位1)清洗棱镜和宝石　　2)在金属台上点一滴接触油　　3)手持宝石，用弧面或小刻面接触金属台上的接触油，以油滴直径为0.2mm为宜　　4)将沾有油滴的宝石轻置于棱镜中央　　5)眼睛距目镜25-45cm，平行目镜前后移动头部　　6)观察油滴半明半暗交界处，读数并记录，读数保留小数点后两位　1．测宝石在折射仪上转动360°时始终只有一条阴影边界（固定不变），说明该宝石为各向同性宝石（单折射宝石）。　2．待测宝石在折射仪上转动360°时，出现两条阴影边界，一条阴影边界固定不变，另一条发生移动，说明该宝石为一轴晶宝石。如动值为大值，则为一轴晶正光性宝石；如动值为小值，则为一轴晶负光性宝石。　3.待测宝石在折射仪上转动360°时，两条阴影边界都移动，说明该宝石为二轴晶宝石。如高值移动超过中间值，说明β值接近α值为二轴晶正光性；如低值阴影边界移动超过中间值，说明β值接近γ值为二轴晶负光性。1．鉴定宝石，可测定RI1.35-1.81之间宝石的折射率值2．可测定宝石的双折射率（DR）3．确定宝石的轴性，如一轴晶、二轴晶和各向同性（等轴晶系、非晶质）4．确定宝石的光性符号，如各向异性宝石的正光性和负光性1．所测宝石一定要有抛光面2．宝石的RI1.35或者1.81都无法读数3．不能区分某些人工处理宝石，如天然蓝宝石与热处理蓝宝石4．不能区分某些合成宝石，如天然红宝石与合成红宝石偏光镜　自然光经过反射、折射或通过特制的偏振片以后，改变了光的振动方向，使其成为只在一个固定方向振动的光波，这种光波称为平面偏振光或偏振光。利用偏振片制作的重要仪器为偏光镜。由一个装灯的铸件和两个偏振片起偏镜（下），检偏镜（上）所构成，在测试宝石时，首先使上下偏光处于正交位置（视域黑暗）再进行观察1、清洗宝石，接通电源，打开开关转动上偏光镜，使视域黑暗即处于消光位置。2．待测宝石放在偏光片上，旋转宝石并观察，注意将宝石转动几个方向进行观察。3．转动宝石360°视域全暗为均质体宝石（非晶质、等轴晶系）。4．转动宝石360°视域全亮为多晶质宝石（翡翠、软玉等）5．转动宝石360°视域四明四暗为双折射宝石（一轴晶或二轴晶）6．转动宝石360°视域出现弯曲色带，黑十字（无色环）格子状消光。斑块状消光，则为异常，多为玻璃、塑料仿制品。锥光镜及操作步骤　　干涉图是双折射宝石与聚合偏光相互作用而产生的一种光学效应。　　1．主要适用于单晶透明的双折射宝石。　　2．在正交偏光下寻找光轴，使其与光的传播方向一致时，常可见到色圈。　　3．推入锥光镜，调整宝石方位，观察图案变化，寻找色圈中心。　　4．根据干涉图，判定宝石的轴性。1.全消光，被测宝石是均质体2.四明四暗，被测宝石是非均质体3.异常消光，均质体由于外力作用在正交偏光镜下表现的不均匀消光现象。如：格子状，斑纹状、无色圈的黑十字。4.集合消光，各向异性的多晶质（细粒、微粒和隐晶）集合体的半透明至亚半透明宝石，旋转一周，出现全亮的现象。如：翡翠、软玉、东陵石、独山玉、岫玉5.全暗假象，折射率大、切工完好的宝石台面朝下放置，几乎没有光透过，出现全暗现象。如：钻石、锆石6.全亮假象，较多包裹体、裂隙发育的宝石。如：祖母绿、红宝石1．可区分各向同性与各向异性宝石。2．可区分多晶质或隐晶质和单晶质宝石。3．利用锥光下出现的干涉图可区分一轴晶和二轴晶宝石。1．不适用不透明宝石和暗色宝石。2．不适用裂隙太多和瑕疵太多，包体太多的宝石。注意事项1、玻璃棱镜硬度低。玻璃棱镜脚软，一般宝石硬度都大于玻璃，因此转动宝石时要小心，尽量避免棱镜磨损。2、测试台要洁净。测试前要用软纱纸擦拭宝石与测试台，硫膜和油污、灰尘都会影响折射率的测量。3、接触液要适量。过多宝石会浮于接触液上，不能形成良好的光学接触；过少爷不能形成良好的光学接触。4、姿势要正确。宝石至于测试台中央，眼睛尽量靠近目镜，读数时眼睛要位于同一位子，避免偏差。1．各向异性宝石中，垂直光轴刻面测试为全黑，应多测几个刻面。2．聚片双晶在宝石中是全亮，并不是多晶质现象。3．裂隙太多的透明宝石视域边为全亮。4．异常双折射应注意观察，有时也可配合使用其它仪器，如红色石榴石出现明暗变化时，观察是否有多色性。原理结构操作现象解释用途局限性注意事项1.光源必须用强聚光的白色光源（白炽灯），不能使用太阳光（自然光）。2.光源和分光镜的位置要适宜，避免未通过宝石的光线进入分光镜。3.样品不要久在光源下照射，以避免宝石过热影响宝石的光谱。4.不要手握宝石，因为血液会产生592的吸收线。5.多色性宝石不同方向吸收光谱不一样，因此要多观察几个方向。6.拼合宝石一般不作光谱测试。测试拼合宝石要与显微镜一起使用当光线进入某些各向异性的有色宝石中所显示的二种或三种体色的现象。通常一轴晶宝石可能出现两种颜色，称为二色性；二轴晶宝石出现三种颜色，称为三色性，统称为多色性。常用的二色镜是由玻璃棱镜、冰洲石、窗口和目镜所组成。冰洲石可将穿过宝石的两束平面偏振光区分开来，并将二束光线的颜色并排进行对比。1.观察时采用透射光，光源应为白光或者自然光，绝不能采用单色光或单偏光。2.待测宝石放于窗口部位，眼睛紧靠目镜部位进行观察。3.边观察边旋转二色镜。1.二色镜窗口一种颜色：均质体、无色非均质体、有色非均质体光轴方向。2.二色镜窗口两种颜色：双折射（一轴晶）宝石。3.二色镜窗口三种颜色：二轴晶宝石。1．帮助鉴定具有强多色性的宝石如：堇青石三色性显著（蓝色、紫蓝色、浅黄色）2．区分各向同性与各向异性宝石如：红宝石与红色尖晶石3．指导加工：了解宝石的多色性对切磨宝石定向很有帮助。如红宝石在加工中顶刻面应垂直光轴方向，以便将宝石的最佳颜色通过顶刻面显示出来。1．观察时采用透射光，光源应为白光或自然光，绝不能用单色光或偏振光。　　2．待测样品一定为有色、透明、具有双折射的宝石。检验宝石红色荧光性宝石显红色，说明此宝石有红色荧光光穿过硫酸铜溶液时，除蓝光外全部被吸收，红色滤色片则吸收所有的非红色光。在红色滤色片前放置宝石，若此宝石在蓝光照射下发出红色荧光，大量的红光通过滤色片，宝石看上去显红色。仅能通过深红色（约690nm）和黄绿色（约570nm）的光，而其它的光全部吸收。为一种辅助鉴定仪器，主要由彩色滤色片组成，这些组合的滤色片仅允许部分波长的光波通过。1.将待测宝石置于强的反射光下观察，光源可采取光纤灯或笔式手电筒。2.将滤色镜靠近眼睛来观察待测宝石是否发生颜色变化。1．可帮助确定具有典型光谱的宝石名称。如：锆石653.5nm典型吸收线具有鉴定意义；钻石415.5nm典型吸收线具有鉴定意义　　2．帮助区分某些天然宝石与合成宝石。如：天然蓝色尖晶石显复杂的铁谱；合成蓝色尖晶石显典型的钴谱　　3帮助区分某些天然宝石与人工处理宝石。如：天然绿色翡翠红光区630-690nm处显三条阶梯状吸收谱；染色翡翠（人工处理）红光区显模糊吸收带4帮助区分某些宝石与仿宝石。如：红宝石显铬谱、红玻璃显稀土谱；祖母绿显铬谱、绿色钇铝榴石显稀土谱5帮助确定宝石中的致色离子。如：红宝石显铬谱、橄榄石显铁谱、合成蓝色尖晶石显钴谱、锆石显稀土谱待测宝石在滤色镜下显红色或红褐色，说明宝石未吸收相应波长的可见光。仪器二色镜查尔滤色镜滤色镜交叉滤色镜分光镜由一片蓝色滤色片和一片红色滤色片组成，蓝色滤色片常用一瓶硫酸铜溶液代替。1.打开白色光源2.在红色滤色片前放置宝石3.从滤色片处观察颜色1．透射法：适用于透明到半透明的宝石。操作方法i.擦净宝石，将宝石置入冷光源上方，使光透过宝石　ii将分光镜对准透过宝石光源部分进行观察　iii调整分光镜角度（或狭缝）、焦距直至看清光谱为止2.内反射法：适用于颜色浅、颗粒小的透明宝石。操作方法i.擦净宝石，将光线从宝石斜上方的某一位置射入，并使之从宝石的另一侧面反射出来　　ii.将分光镜直接对准反射光　　iii.调整分光镜角度（狭缝或焦距），直至看清光谱为止3.表面反射法：适用于不透明或透明度差的宝石。操作方法i.擦净宝石，使光线从样品表面反射出来　　ii.将分光镜对准反射出来的光线　　iii.调整分光镜角度（狭缝或焦距），直到看清光谱为止1.棱镜式分光镜：特点：a光谱的蓝紫区相对扩宽，红光区相对压缩；b产生一段明亮光谱；c比蓝光区差。2.光栅式分光镜：特点：a所产生光谱各色区大致相等；b红光区分辫率比棱镜式要高；c透光性差，需要强光源照明1．利用色散元件（三棱镜或光栅）便可将白光分解成不同波长的单色光，且构成连续的可见光光谱。2．宝石中所含的各种色素离子（过渡族元素、某些稀士元素、放射性元素），对可见光光谱具有不同程度的选择性吸收。3.宝石的光谱中的吸收带、吸收线都具有固定的吸收位置，这一特点可用来鉴定宝石品种，帮助指出宝石致色的原因。1.光源不同，观察结果略有不同。2.并不能区分祖母绿和相似品。3.仅作辅助鉴定依据。1.观察时采用透射光，光源应为白光或者自然光，不能采用单色光或单偏光。2．多色性的缺失，不能断定该宝石是各向同性宝石。3．宝石的两个振动方向与冰洲石棱镜的两个振动方向呈45°角时不显多色性。4．多色性的强弱与双折射率大小无关。5．不要将宝石直接放在光源上，某些宝石受热后多色性可能会发生改变。6．对弱多色性现象应持怀疑态度，如不能肯定测试结果，则应忽略本项测试主要针对绿色、蓝色宝石对某些染色宝石有一定的鉴定作用。吸收光谱：分光镜下观察宝石的残余色，某些致色元素对不同波长的光选择性吸收而形成的光谱间断，在可见光谱中出现垂直黑线或黑带。很少用，仅作辅佐仪器1．鉴定宝石种：某些产地的天然祖母绿、东陵石、青金石、独山玉、水钙铝榴石、翠榴石等宝石在滤色镜下变红。2．区分某些天然与人工处理宝石：绿色翡翠滤色镜下不变红，染色翡翠滤色镜下变红，由镍致色的绿玉髓滤色镜下不变红，染色玉髓滤色镜下变红。3.区分某些天然宝石与合成宝石：天然蓝色尖晶石滤色镜下不变红，合成蓝色尖晶石（Co致色）滤色镜下变红。1.分光镜主要适用于有色宝石，无色宝石除锆石、钻石、顽火辉石外无明显的吸收光谱。2 鉴定中仅适用于具有典型光谱的宝石。3.显典型光谱的宝石，可作为诊断性鉴定特征，需要重点掌握。4不能区分某些天然宝石与合成宝石。如：天然红宝石与合成红宝石具有相似的光谱5观察光谱时需要强光照明仪器原理结构操作用途局限性注意事项显微镜通过放大观察宝石的内含物和表面特征。由双目目镜、可变放大物镜、显微镜支架和底光源四个部分组成。1．暗域照明法：以无反射的黑暗为背景，用侧光照明。宝石中的有些内含物，在暗色背景下，显得更加清晰，如维尔纳叶法合成刚玉中的弯曲生长纹，用该方法很容易观察到。　　2.亮域照明法：光源由宝石的底部直接照射。这种方法一般光圈锁得较小，可使