折射镜:

折光仪是宝石鉴定中获取信息最多、可定量测量的重要鉴定仪器。

原则

全内反射:当光从密光介质进入疏光介质时，折射线偏离法线方向，折射角大于入射角，当折射角为90 & deg入射角叫做临界角。所有大于临界角的入射光线都不能进入第二介质并在原介质中反射。

遵循反射定律:入射角=反射角

工作原理:折射仪的工作原理是基于全内反射。这种仪器测量宝石的临界角，并将读数直接转换成折射率值。

全反射的条件:

1.折射仪的高折射率棱镜必须是光密介质。

2.待测量的宝石是一种轻且疏水的介质。

3.接触液体使棱镜与待测宝石形成良好的光学接触。

附件

1)光源:标准黄色光源，589.5nm(标准光源可通过黄色二极管或黄色滤光片获得)

2)接触液:宝石与棱镜光学接触，实验室通常使用两种折射率的接触液。RI1.79和RI1.81测得的宝石折射率小于接触溶液的折射率。

3)偏光目镜:能有效定义正方形阴影边界，判断双射律过小的宝石。

操作方法:

1.用酒精清洗宝石和棱镜。

2.将一滴接触液(直径2mm左右为宜)点在折光仪的棱镜上，用钠光照射，使油的阴影边界可见。

3.将宝石的一面放在金属测量台上，用食指将宝石推到棱镜上，浸泡在油中，使宝石和棱镜之间形成良好的光学接触。

4.眼睛靠近目镜可以观察阴影区和亮区并读数，并将读数保持到小数点后第三位。测试时，将宝石旋转360度按顺序。进行观察和阅读。

现象和解释:

1.单阴影边界:单折射宝石，等轴晶和非晶玻璃和塑料。

2.双影界:转动宝石观察。

①两个不动的阴影边界:单轴水晶宝石。

②移动阴影边界和固定阴影边界:单轴和双轴宝石的特殊切面。

③两个动影界:双轴水晶宝石。

3.负读数:宝石的折射率超过折光仪的可测范围，光学刻度上没有阴影边界。

4.在折射计上将宝石旋转360度；总是只有一个阴影边界(固定)，说明宝石是各向同性的(单折射宝石)。

5.待测宝石在折射计上旋转360度；当，出现两个阴影边界时，一个阴影边界固定，另一个移动，说明该宝石是单轴宝石。如果动态值大，则是轴对称宝石；如果动态值较小，则为轴棱锥负光学宝石。

6.待测宝石在折射计上旋转360度；当，两个阴影边界都移动，说明宝石是双轴宝石。如果高值移动超过中值，则表示& beta接近& alpha值为双轴晶体正形性；如果低值阴影边界移动超过中间值，则表示& beta该值接近γ该值是双轴晶体的负光学性质。

光线和同轴度的测定:

1.单轴宝石:两个主折射率ne和no。当ne >: No(正形)，Ne

2.双轴宝石:三种折射率Ne，Nm，Np。ng-Nm & gt；Nm-Np(正光)，Ng-Nm

3.具有特殊方向的截面:(单轴晶体:光轴垂直于待测小平面时的两个固定阴影边界)(双轴晶体:当一个主折射率的振动方向垂直于待测小平面时，出现一个移动和一个固定阴影边界，换小平面再试)

点测量方法:

1)清洁棱镜和宝石

2)在金属台上滴一滴接触油。

3)将宝石拿在手里，用曲面或小刻面接触金属台上的接触油。油滴的直径应为0.2毫米

4)将沾有油滴的宝石轻轻放在棱镜中心。

5)保持眼睛距离目镜25-1125px，平行目镜前后移动头部。

6)观察油滴的半明半暗交界处，读数并记录，读数保留到小数点后两位。

点测量(远视技术):对于曲面和小刻面的宝石(注意光刻度上的椭圆形阴影图案。当图案为半明半暗时，明暗分界线对应的刻度值即为待测宝石的大致折射率。

主要应用

☆鉴别宝石，可以测量宝石在Ri 1.35-1.81之间的折射率值。

☆宝石的双折射(DR)是可以测量的，DR的准确测量对于区分折射率范围重叠的宝石尤为重要。☆确定宝石的同轴度，如单轴晶、双轴晶、各向同性(等轴晶系、非晶)；确定宝石的光学符号，如各向异性宝石的正反光学性质。

☆测量宝石的大致折射率。弧面宝石、雕件、刻面宝石和抛光不良宝石的大致折射率可以通过点测量来测量。如具有特殊光学效果的宝石、多晶宝石等。

需要注意的事项

1.双折射过大的宝石容易被误认为是单折射宝石(如菱锰矿Ri: 1.58-1.84)(菱锰矿Ri: 1.62-1.85)。2.一些双轴宝石的阴影边界运动与单轴宝石相似。

3.双轴宝石的伪单轴晶体现象:当Ng与Nm或Nm与Np之差过小时，阴影边界移动现象类似于单轴晶体。

4.双折射太低的宝石会被误认为是单折射宝石(磷灰石DR:0.003)(鱼眼石DR:0.002)

5.待测宝石的抛光质量和平整度

偏光镜:

正偏振:上下偏振片允许的光波振动方向。

全消光:在交叉偏光镜下，宝石旋转一圈总是暗的。如各向同性宝石石榴石、尖晶石等。或者各向异性宝石。

异常消光:正交偏光镜下各向同性体中宝石的不均匀消光。表现为波浪状消光、格子状消光或蛇皮状消光。& ldquoCross & rdquo或者曲黑臂灭绝。

消光:在交叉偏光镜下，旋转的宝石总是亮一次的现象。包括多晶聚集体，例如应时、硬玉、软玉等。多晶发育的宝石，如刚玉；两层石或三层石；析晶玻璃等。

主要用途和限制

被测样品要求透明或半透明。

1.可以区分各向同性和各向异性宝石。

2.多晶或隐晶宝石可以与单晶宝石区分开来。

3.利用锥光下的干涉图样可以区分单轴宝石和双轴宝石。

4.不适用于不透明宝石和深色宝石。

5.不适用于裂纹和大川缺陷太多，内含物太多的宝石。

正极性下的现象及解释；

1.将宝石移动一周，它会一直亮着(多晶隐晶质和晶质的集合体)，如应时、澳洲玉、软玉、祖母绿、玛瑙。具有多晶发展的宝石，例如刚玉

2.转宝石一次，四亮四暗是水晶、碧玺、黄玉、金绿宝石等双折射宝石(单轴晶或双轴晶)(各向异性)。

3.转宝石一次，石榴石、尖晶石、玻璃等全消光(各向同性)现象。

4.宝石旋转一次，就会发生异常消光(异常消光:各向同性体中宝石的不均匀消光，下交叉偏光镜)。

正极化下干涉图的观察:

干涉图:非各向同性体宝石在特定方向交叉偏光镜下的干涉色环和消光光的组合图案。

☆单轴晶体干涉图:干涉色环和黑色& ldquoCross & rdquo黑臂组合，靶心干涉图

☆双轴晶体干涉图:弯曲的黑臂和干涉色圈的组合。

干涉图的观察方法:1)用圆锥偏振光2)找光轴方向，沿光轴方向看。

1.主要适用于单晶透明双折射宝石。

2.当你寻找正交偏振下的光轴使其与光传播方向一致时，往往可以看到色环。

3.推入锥形透镜，调整宝石的方向，观察图案变化，找到色环的中心。

4.根据干涉图，判断宝石的同轴度。

多色观察法:在平行偏振光下，旋转宝石，在不同位置出现不同颜色或深浅不同的颜色。

注意事项:

1.从至少3个不同的方向观察样品。

2.样品中的夹杂物和裂纹对观察结果有影响。

3.不透明或透明度较低的宝石不应极化。

4.小粒边宝石的结论不可靠。

分色镜:

基本概念:

1.多色性:有色非各向同性体宝石沿非光轴观察到不同颜色或同一颜色深浅不同(包括二色性和三色性)的现象。

2.双色宝石必须是双折射宝石。

3.具有三色性的宝石必须是双轴宝石。

4.典型的三色宝石如:变质岩(玫瑰色、橙色、浅绿色)、堇青石(浅黄色、浅蓝色、蓝紫色)、黝帘石(深蓝色、紫红色、浅绿色)。

工作原理:

根据冰洲石菱面体的双折射，进一步分离出来自非各向同性体宝石的两种平面偏振光，每种偏振光各自的吸收特性代表其多色性。常用的分色镜由玻璃棱镜、冰洲石、窗口和目镜组成。冰洲石可以区分两束穿过宝石的平面偏振光，并排比较两束光的颜色。

操作步骤和注意事项

1)应使用透射光进行观察。光源应为白光或自然光，不得使用单色光或偏振光。

2)待测样品必须是有色、透明和双折射的宝石。

3)待测样品应尽可能靠近分色镜的窗口，眼睛应靠近目镜观察。

4)旋转宝石和分色镜，同时观察。等轴的、无定形的和无色的各向异性宝石不显示多色性，着色的各向异性宝石在垂直于光轴的方向上不显示多色性。

5)如果二向色镜窗口出现两种颜色，证明被测样品是双折射宝石(各向异性)；如果出现三种颜色，证明样品是双轴宝石。

6)由于缺乏多色性，不能断定宝石是各向同性的。

7)宝石的两个振动方向与冰洲石棱镜的振动方向成45度角；角度不显示多色颜色。

8)多色颜色的强度与双折射无关。

9)不要将宝石直接放在光源上，有些宝石受热后可能会变色。

宝石显微镜:

放大观察宝石的内含物和表面特征。是区分天然宝石、合成宝石、仿宝石的重要手段。放大倍数:目镜倍数x物镜倍数x变焦因子。宝石显微镜的放大倍数可以从10倍到70倍不等，并且可以连续变焦。

组成:由双目目镜、变倍物镜、显微镜架、底部光源四部分组成。

照明模式

1.暗场照明法:在无反射黑暗的背景上用侧光照明。宝石中的一些包裹体在深色背景下更清晰，如沃纳叶法合成的刚玉中弯曲的生长线，用这种方法很容易观察到。

2.亮区照明法:光源由宝石底部直接照明。一般这种方法的光圈都是锁小的，可以让宝石中的一些包裹体在明亮的背景下出现黑色的影像。这也是观察弯曲的生长线或其他低凸起宝石的有效方法。

3.垂直照明法:光源从宝石上方照明。这种方法主要针对不透明或略透明的宝石，也常用于观察宝石的表面特征。

主要应用

1.检查宝石的特征:宝石显示划痕、腐蚀图像、破损、表面裂开(气泡、光泽差异)等。

2.观察宝石的内部特征:种类、形状、数量、双晶面、生长线、颜色分布特征等。这对鉴定含有特殊包裹体的宝石具有重要意义。

3.观察宝石的后刻面边鬼:高双折射宝石的刻面边鬼现象，如锆石0.059、橄榄石0.036、碧玺0.018等，可作为宝石的主要区别特征。

4.近似折射率的测量:如果宝石是没有光滑平面的晶体碎片，用于折射仪测试，可以在显微镜下使用浸液来测量宝石的近似折射率。主要方法有贝克线法、柏拉图法和真厚度法。

5.吸收光谱的观察:用手持分光镜代替目镜，利用透射照明来检测宝石的光谱特性。

6.干涉图:使用两个偏振镜使其正交，使用台下聚光镜提供汇聚光。你可以查看宝石的干涉图。要测量的宝石必须浸没在折射率与宝石相似的浸没液体中，并且宝石应该被夹紧直到出现干图像。

7.显微摄影:目镜上装有照相机，可以直接拍摄宝石中观察到的现象，提供永久的摄影记录。

紫外线灯:

发光:物质在外界能量作用下发出可见光的现象。

荧光:有些宝石材料在高能辐射下会发出可见光，如紫外线、X射线等。这种现象被称为荧光。

磷光:当高能辐射源关闭时，带有荧光的宝石材料继续发光的现象称为磷光。

紫外线灯的波长范围:10纳米到400纳米之间。在宝石学中，常用200纳米到400纳米之间的紫外线。为了使用方便，200nm-400nm之间的紫外线分为三部分。

1.短波范围:200纳米-280纳米，主波长为253.7纳米

2.中波范围:280纳米-315纳米

3.长波范围:315纳米-400纳米。主波长为365纳米。

4.200 nm以下的紫外光被空气体吸收。

经过特殊的滤光片后，紫外灯管只发出365纳米和253.7纳米的主波长

紫外线。

操作要点:

1.将待测宝石置于紫外灯下。

2.打开光源，选择长波(LW)或短波(SW)，观察宝石的发光情况。

3.如果有荧光，宝石会整体发光。

4.根据荧光的强弱，常分为强、中、弱、无。

5.如果局部发光可能是包裹体和后期充填造成的。比如青金石中的方解石，经过酸处理的翡翠中的胶质，都有可能造成宝石的局部发光。

6.关闭紫外灯后，宝石仍继续发光，说明宝石有磷光。

7.注意:紫外线对眼睛有害。记住不要直视紫外线。不要拿着标本观察。样品的透明度、颜色和内含物对荧光有影响。紫外线可能会影响一些宝石的颜色，如锆石。

主要用途:

1.帮助鉴别群钻和一些仿钻。

2.有些钻石在长波紫外线下会有不同的颜色(蓝色、黄色)和不同程度的荧光。

3.强烈的蓝色荧光和持久的黄色磷光的结合是某些钻石独特的发光特性。

4.类金刚石荧光单一，如GGG:粉色，YAG:黄色，CZ:黄色。

5.有助于鉴别宝石品种:有些荧光强的宝石具有鉴别意义，如红色荧光的红宝石。

6.有助于区分一些天然宝石和合成宝石:比如大部分天然蓝宝石没有荧光，而沃纳法合成的蓝宝石有荧光。

7.有助于区分一些天然宝石和人工处理过的宝石:如果翡翠有荧光，会整体发光。有些酸处理过的翡翠，填充胶时，填充胶有荧光。

8.帮助鉴别钻石和仿制品:钻石的颜色和荧光强度差别很大，可以呈现不同的颜色，蓝、绿、黄、粉；强度可以是强、中、弱或无，对群钻的鉴定意义重大。而类金刚石材料，如群嵌体，则发出均匀的荧光。钻石的荧光特性也有助于区分天然钻石和人造钻石。

9.帮助检测分裂的宝石，如石榴石和玻璃分裂石。玻璃往往有蓝绿色或黄绿色的荧光，石榴石没有荧光，劈层上的胶可能有荧光。

10.帮忙查一些处理过的宝石，比如油注。注胶处理过的宝石可能会有荧光。

光谱学:

白光被棱镜组合或衍射光栅分解为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫，宝石中的发色元素(主元素或杂质离子)在光谱中的特定位置发生吸收，从而形成不同的吸收线或吸收带。检测一些人工加工的宝石，特别是有典型光谱的，可以用来确定宝石的名称。

用分光镜观察宝石的余色时，一些致色元素会吸收特定波长的光，导致光谱不连续。可见光谱中出现的垂直黑带(吸收带)或垂直黑线(吸收线)，有助于确定宝石的致色元素，有助于区分宝石，了解宝石的致色原因。

工作原理:

1.利用色散元件(三棱镜或光栅)可以将白光分解成不同波长的单色光，形成连续的可见光谱。

2.宝石中所含的各种色素离子(过渡族元素、部分稀土元素和放射性元素)对可见光谱有不同程度的选择性吸收。

3.宝石光谱中的吸收带和吸收线有固定的吸收位置，可以用来鉴别宝石品种，帮助指出宝石呈色的原因。

分光镜的类型、结构和特点

可见光光谱:400纳米-700纳米

红光:700-630纳米

橙色光:630-590纳米

黄光:590-550纳米

绿光:550-490纳米

蓝光:490-440纳米

紫光:440-400纳米

根据分光镜使用的色散元件不同，分为棱镜型和光栅型。

1.棱镜分光镜:

特点:光谱的蓝紫色区域相对变宽，红色区域相对压缩；透光性好，能产生明亮的光谱；红光辫的辨别率比蓝光差。

2.光栅分光镜；

特点:生成的光谱在颜色区域上大致相等；红光辫的分辨率高于棱镜；透光性差，需要强光源照明。

需要注意的事项

①光源的类型和强度

②样品的大小、形状和切割形状

③样品的透明度和颜色浓度。

④宝石过热谱线认识不清。

⑤注意宝石是否为劈石。

适应性

①分光镜主要适用于彩色宝石。无色宝石除锆石、钻石、顽辉石外，没有明显的吸收光谱。

②鉴定只适用于具有典型光谱的宝石。

③具有典型光谱的宝石可作为诊断鉴别特征。

操作和步骤

1.透射法:适用于透明至半透明的宝石。

a .擦拭宝石，将宝石置于冷光源上方，并使光线穿过宝石

b .将分光镜对准宝石的光源部分进行观察。

C.调整分光镜的角度(或狭缝)和焦距，直到光谱清晰可见。

2.内反射法:适用于颜色浅、颗粒小的透明宝石。

A.擦拭宝石，从宝石斜上方的位置射入光线，从宝石的另一面反射。

b .将分光镜直接对准反射光

C.调整分光镜的角度(狭缝或焦距)，直到光谱清晰可见。

3.表面反射法:适用于不透明或透明度差的宝石。

A.擦拭宝石以反射样品表面的光线。

b .将分光镜对准反射光

C.调整分光镜的角度(狭缝或焦距)，直到光谱清晰可见。

主要用途和限制

1.它可以帮助确定具有典型光谱的宝石名称。如锆石在653.5nm处的典型吸收线具有鉴别意义；金刚石在415.5nm处的典型吸收线具有鉴别意义。

2.帮助区分一些天然宝石和合成宝石。如天然蓝色尖晶石显示复杂铁谱；合成的蓝色尖晶石显示出典型的钴光谱。

3有助于区分一些天然宝石和人造宝石。如天然绿色翡翠的红光区在630-690nm有三个阶梯吸收光谱；染色翡翠(人工处理)在红光区显示模糊的吸收带。

4帮助区分一些宝石和仿宝石。如:红宝石铬光谱、红玻璃稀土光谱；祖母绿显示铬光谱，绿钇铝石榴石显示稀土光谱。

5帮助确定宝石中的生色离子。如红宝石铬谱、橄榄石铁谱、合成蓝尖晶石钴谱、锆石稀土谱。

6有些天然宝石无法与合成宝石区分开来。例如，天然红宝石和合成红宝石具有相似的光谱。

7观察光谱时需要强光。

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