任务2折射仪.doc

任务2 折射仪 宝石的化学成分和晶体结构决定了宝石的折射率，是宝石最稳定的性质之一，也是鉴定宝石的主要依据。折射仪可以直接测试出宝石的折射率。当光从光密介质进入到光疏介质时，当入射角小于临界角时发生折射，当入射角大于临界角时发生全内反射。折射仪就是利用全内反射的原理来测量宝石的临界角，把读数直接换算成折射率的一种仪器。 一、折射仪的结构和原理 折射仪主要由折射率大于1.81的玻璃半球、刻度尺、散射器、目镜、套在目镜上的偏光片和进光孔组成。 折射仪 当一定波长的光由光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角而偏离法线，当入射角增大，折射角达到90度时光将沿着两种介质的界面通过，这时的入射角称为临界角；当入射角大于临界角时光线将全部返回到光密介质而发生光的全反射。 折射仪原理示意图 折射仪的使用 通过折射仪可以测定宝石的折射率、双折射率，确定宝石的轴性与光性符号。使用折射仪可以对具有抛光刻面或弧面的宝石的折射率进行测试，测试范围与所使用的折射仪棱镜和接触液而异，通常是1.35～1.81。 使用折射仪的时候需要注意，高折射率玻璃棱镜硬度较小，应避免宝石在棱镜上留下划痕；滴在棱镜上的折射油应该适量，若过多会使密度较小的宝石漂浮，过少则不能使宝石与棱镜产生良好的光学接触。 近视法 近视法又称刻面法，当宝石为刻面型时，采用以下的方法和步骤进行测试。 用酒精清洗宝石和棱镜。 打开光源，观察视域的清晰程度。 选择宝石最大的刻面，放置于金属台上。 ④在棱镜中央轻轻点一滴接触液，通常以液滴直径2mm为宜。 ⑤轻推宝石至棱镜中央，使宝石通过接触液与棱镜产生良好的光线接触。 ⑥眼睛靠近目镜观察视域内标尺的明暗情况，读数。 ⑦用手指轻轻转动360度，每转动一定角度观察一次，读数并记录。所转角度依据观察者的经验和宝石的情况而定。初学者建议每转动15度读一次，这样虽准确但所需时间较长，经验丰富者转动30-90度读一次。 ⑧测试完毕，将宝石轻推至金属台上，取下。 ⑨清洗宝石和棱镜。清洗棱镜时要注意将沾有酒精的棉球或镜头纸沿着一个方向擦洗，以防接触液中析出的硫划伤棱镜。 上述方法可以准确地测试出刻面宝石的折射率和双折射率，以及轴性和光性。 远视法 远视法也称点测法，是针对小刻面宝石或弧面型宝石测试折射率的方法，操作步骤如下： 清洗棱镜和宝石，摘下偏光片。 在金属台上滴一点接触液。 手持宝石，用弧面或小刻面接触金属台上的液滴，以保证宝石上的接触液滴直径为0.2mm。若宝石上的液滴较大，则不易得到清晰而准确的读数。 ④将带有合适液滴的宝石轻轻放置于棱镜中央，使宝石通过液滴与棱镜形成良好的光学接触。 ⑤眼睛距离目镜30-45cm，平行目镜前后移动头部，用下列两种点测法来读取宝石的折射率。 50/50法。观察液滴呈半明半暗时明暗交界处的读数并记录。所测数值为最精确的点测法读数，通常用于有良好抛光面的宝石。读数精确到小数点后两位。 均值法。观察液滴的亮度在标尺的某一区间逐渐变化。取最后一个全暗影像与第一个全亮影像的读数的平均值为所测折射率。通常用于抛光不好或稍微有凹凸不平的测试表面或接触油过多的情况。所测数值精确度差，读数到小数点后两位。 闪烁法 对于具有高双折射率且抛光不良或一些弧面型宝石，常采用闪烁法来估测宝石的双折射率。首先，清洗宝石和棱镜，取下折射仪的偏光片和放大镜；其次，按点测法放置宝石，观察其在折射仪上的液滴影像。将偏光片在目镜上来回90度转动，切勿将偏光片直接放在镜片上，同时按点测法的方法移动视线，注意液滴影像明暗或颜色的变化。双折射率大的宝石如：菱锰矿、孔雀石等，在此观察中液滴影像会由亮变暗，或由浅绿变成浅红、分红闪动。如液滴影像无闪动，转动宝石90度再观察，若仍无闪动，可推断宝石无高双折射率。如液滴影像移动，则记录液滴影像在标尺上部开始闪烁的位置和标尺下部停止闪烁的位置的两个数值，两者之差即为宝石的双折射率的估计值。 观察现象及结论 1、转动宝石360度，视域出现一条阴影边界，若快速转动配置在目镜上的偏光片，阴影边界无上下跳动的现象，表明宝石为均质体，即等轴晶系、非晶体宝石、多晶质集合体。有的多晶质集合体也会出现模糊的双阴影边界（如葡萄石），这是由于晶体定向排列造成的。 2、一轴晶宝石的折射率。转动宝石360度，视域内出现两条阴影边界，其中一条在宝石转动过程中保持不变，另一条阴影边界上下跳动，说明宝石为一轴晶即三方、四方、六方晶系的宝石。不动的阴影边界为常光的折射率值n0，而随着宝石的转动而跳动的阴影边界为非常光折射率值ne（ne）。若不变的阴影边界读数较小，则此宝石为一轴晶正光性，反之为负光性。两个阴影边界距离最大时，即是常光