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1、第五章 宝石仪器鉴定 学习目标：学习目标：掌握各种仪器的工作原理、结构及使用方法，掌握各种仪器的工作原理、结构及使用方法，熟悉各种仪器的用途和适用范围。最终能对仪器上 熟悉各种仪器的用途和适用范围。最终能对仪器上出现的现象进行解释。出现的现象进行解释。1 1.1.折射仪1.1 仪器结构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。2 2.3 3.1.2 工作原理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。4 4.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(2)待测宝石为光
2、疏介质(3)接触液使棱镜与待测宝石之间形成良好的光学接触5 5.1.3 操作要领宝石折射率的测试6 6.(1).接通电源、打开仪器(2)用酒精清洗宝石和棱镜(3)在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7 7.(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8 8.(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
3、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。9 9.(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 值接近 值为二轴晶正光性；如低值阴影边界移动超过中间值，说明 值接近值为二轴晶负光性。(4)点测法（远视技术法）：针对弧面型和刻面较小的宝石10 10.1.4 主要用途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
4、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11 11.1.5 局限性1 所测宝石一定要有抛光面2 宝石的RI1.81 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12 12.2.分光镜2.1 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
5、、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。13 13.分光镜的外观图 利用棱镜产生单色光14 14.2.2 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：特点：光谱的蓝紫区相对扩宽，红光区相对压缩；透光性好，可产生一段明亮光谱；红光区分辫率要比蓝光区差。15 15.(2)光栅式分光镜：特点：所产生光谱各色区大致相等；红光区分辫率比棱镜式要高；透光性差，需要强光源照明。16 16.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
6、光谱的宝石，可作为诊断性鉴定特征，需要重点掌握。17 17.棱镜式分光仪18 18.光栅式分光仪19 19.操作方法及步骤(1)透射法：适用于透明到半透明的宝石。i.擦净宝石，将宝石置入冷光源上方，使光透过宝石ii.ii.将分光镜对准透过宝石光源部分进行观察iii.iii.调整分光镜角度（或狭缝）、焦距直至看清光谱为止20 20.(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.ii.将分光镜直接对准反射光iii.iii.调整分光镜角度（狭缝或焦距），直至看清光谱为止21 21.3.表面反射法：适用
7、于不透明或透明度差的宝石。i.擦净宝石，使光线从样品表面反射出来ii.ii.将分光镜对准反射出来的光线iii.iii.调整分光镜角度（狭缝或焦距），直到看清光谱为止22 22.2.5 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23 23.(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
8、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24 24.(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新建MicrosoftWord 文档.doc(分光 图谱)25 25.3.二色镜二色镜是用来观察宝石多色性的一种仪器3.1 多色性：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。26 26
9、.3.2 结构：27 27.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。28 28.3.3 应用：二色镜是宝石鉴定中的一种辅助鉴定仪器，主要用来测试一些具有双折射的有色透明宝石。根据多色性显示程度不同一般分为：强多色性、明显多色性、弱多色性、无多色性。29 29.3.4 主要用途：(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）2-3-2 堇青石（三色性）绿碧玺（二色性）红柱石多色性明显2 区分各向同性与各向异性宝石 如：红宝石与红色尖晶石 红宝石二色性明显30 30.红宝石和红
10、色尖晶石外观很相似，通过多色性的观察可以将二者有效的区分开来。红宝石二色性明显；尖晶石各项同性，无多色性。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。31 31.红宝石在加工中的最佳切磨方向红宝石加工时定向切磨，顶刻面与晶体的光轴方向垂直时，可获最佳颜色。32 32.3.5 操作步骤及注意事项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。3 待测样品尽量靠近二色镜窗口部位，眼睛紧靠目镜部位进行观察。33 33.4 边观察边转动宝石和二色镜，等轴晶系、非晶质宝石、无色各向异性宝石不显多色性，有色各向异性宝石垂直光轴方向不显多色5 如二色镜窗口出现两种颜色，则证明所测样品为双折射宝石（各向异性）如出现三色性则表明样品为二轴晶宝石。34 34.6 多色性的缺失，不能断定该宝石是各向同性宝石。7 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。35 35.8 多色性的强弱与双折射率大小无关。9 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。36 36.10 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。37 37.