分光镜

常规仪器-----分光镜一、工作原理：•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。二、结构及特点：•根据分光镜所利用的色散元件不同，分为棱镜式和光栅式。•1.棱镜式分光镜：•结构：透镜、棱镜系列、进光狭缝调节。棱镜式分光镜结构图•棱镜分光镜对棱镜的要求：•①材料不应该吸收可见光范围内的特定波长；•②色散之大小适宜；•③材料必须是单折射；•④棱镜面必须光学接触。分光镜的外观图利用棱镜产生单色光•特点：光谱的蓝紫区相对扩宽，红光区相对压缩，即波长是不等间距排列；透光性好，可产生一段明亮光谱；红光区分辫率要比蓝紫光区差；不同颜色的宝石聚焦距离略不同。•2.光栅式分光镜：•结构：衍射光栅、棱镜、透镜。光栅式分光镜结构图•特点：所产生光谱各色区大致相等，即所有波长等间距排列；•红光区分辫率比棱镜式要高；•透光性差，需要强光源照明，狭缝小。三、适用范围：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。显铬谱的宝石宝石种光谱图描述红宝石红区有3条吸收线，黄绿区宽的吸收带，蓝区3条吸收线，紫区吸收红色尖晶石红区有吸收线，黄绿区吸收带，紫区吸收变石红区有吸收线，黄绿区吸收带，蓝区1条吸收线，紫区吸收祖母绿红区有吸收线，橙黄区弱吸收带，蓝区弱吸收线，紫区吸收翡翠红区三条阶梯状吸收（630-690nm处），紫区437nm处有吸收线（绿色鲜艳无杂质时，437nm吸收线可能缺失）显铁谱的宝石宝石种光谱图描述蓝宝石蓝区450、460、470nm有3条吸收窄带橄榄石蓝区453、473、493nm有3条吸收窄带金绿宝石蓝区444nm处有一强的吸收窄带铁铝榴石黄绿区有三条强吸收窄带（505、527、576nm），蓝区和橙黄区有弱带顽火辉石绿区506nm有一吸收线，此线为诊断线显钴谱的宝石宝石种光谱图描述合成蓝色尖晶石绿、黄和橙黄区有三条强的吸收带，绿区吸收带最窄钴玻璃绿、黄和橙黄区有三条强的吸收带，黄区吸收带最窄其它吸收谱宝石种光谱图描述钻石（无色）紫区415.5nm有一吸收线锆石（无色）红区653.5nm吸收线为诊断线锆石（有色）红区653.5nm吸收线，1-40条吸收线均匀地分布在各个色区锰铝榴石紫区432nm吸收窄带为诊断带磷灰石/显稀土谱黄区和绿区有两组密集的吸收线四、需要掌握的光谱：•1、红色类：红宝石、红色尖晶石、铁铝榴石、镁铝榴石、锰铝榴石、变石、硒玻璃、稀土红玻璃；•2、绿色类：祖母绿、橄榄石、硼铝镁石、翠榴石、翡翠及染色翡翠、染色石英岩、透辉石（普通铁透辉石及含铬的品种）、绿松石（无实践意义但有理论意义）；•3、蓝色类：蓝宝石、钴玻璃、合成蓝色尖晶石、蓝色尖晶石；•4、黄色类：金绿宝石、磷灰石、锆石、顽火辉石、符山石、榍石；•5、近无色：钻石、锆石、顽火辉石。五、操作方法及步骤：•1．透射法：适用于透明到半透明的宝石。操作方法及图示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透射法观察宝石的吸收光谱•2.内反射法：适用于颜色浅、颗粒小的透明宝石。操作方法及图示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），直至看清光谱为止内反射法观察宝石的吸收光谱•3.表面反射法：适用于不透明或透明度差的宝石。操作方法及图示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），直到看清光谱为止表面反射法观察玉石的吸收光谱六、主要用途及局限性：•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6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7观察光谱时需要强光照明。七、注意事项：•1、不要用手直接拿住宝石，因为人体血液会产生吸收线，要借助镊子；•2、光源有热辐射，长时间照射会时宝石受热，导致吸收线模糊，甚至消失；•3、多色性强的宝石，因方向不同，吸收光谱可略有差别，因而要从不同方向观察；•4、衍射光栅手持式分光镜的进光狭缝是固定的，无需调节，观测时，应尽量靠近样品；•5、棱镜型态势分光镜形成的光谱，两端焦距略有不同，观测红光区或蓝光区时，应注意随时调节焦距，使光谱清晰；•6、同种宝石因产地或成因不同，晶体中的微量元素可能有些差别，反映在吸收光谱上，其吸收线位置及吸收强度可有所不同；•7、某些眼镜可产生吸收线，观察时应摘掉眼镜；或在样品放置前，先检查眼镜片是否有吸收线。