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折射儀用途
測(cè)定折射率、雙折射率、軸性
2 組構(gòu)
折射儀主要由高折射率棱鏡、標(biāo)尺、透鏡、棱鏡反射鏡、目鏡和套在目鏡上的偏光片及光源等組成。主要組成部分的特點(diǎn)如下:
A. 高折射率棱鏡
高折射率棱鏡必須滿足兩個(gè)條件:?jiǎn)握凵浜透哒凵渎。大多?shù)棱鏡采用鉛玻璃(折射率為1.86-1.96)。立方氧化鋯是一種理想的棱鏡材料,其折射率(2.16)、硬度(8.5)高且不易磨損、不易腐蝕,但若采用常規(guī)接觸液,讀數(shù)的清晰度差。
B. 光源:
折射儀常用的光源有兩種,一種為折射儀外部光源,另一種為折射儀內(nèi)部光源。外部光源經(jīng)由折射儀入射窗口進(jìn)入折射儀,內(nèi)部光源位于折射儀內(nèi)部。由于寶石的色散,其折射率都是在入射波長(zhǎng)為589.5nm條件下測(cè)試的結(jié)果。因此最理想的入射光波應(yīng)為波長(zhǎng)589.5nm的黃光。產(chǎn)生最理想黃光的光源是鈉光燈。若入射光為白光,由于寶石的色散,陰影邊界為彩色譜帶,讀數(shù)時(shí)看準(zhǔn)黃綠邊交界部位即可。
C. 接觸液
接觸液不是折射儀的部件但是折射儀使用過(guò)程中必不可少的輔件,它的作用是使待測(cè)寶石和高折射率棱鏡產(chǎn)生良好的光學(xué)接觸。目前廣泛使用的接觸液的折射率是1.81,該接觸液是在折射率為1.74的二碘甲烷中飽和溶解硫,折射率升到1.78,再加入18%的四碘乙烯配制而成。
3 原理
折射儀折光儀是根據(jù)全反射原理制造的。當(dāng)光線由光密質(zhì)的鉛玻璃半球進(jìn)入光蔬質(zhì)的寶石時(shí),如果入射角稍微大于寶石的臨界角,就造成全反射,光線就全反射回玻璃半球內(nèi),并透射到根據(jù)折光率公式:N寶=N玻*Sin?已標(biāo)定好的刻度尺上,再通過(guò)目鏡和偏光片放大觀察,直接讀出標(biāo)尺上的數(shù)值,就是寶石的折光率(如圖)。
測(cè)試前的準(zhǔn)備工作
A.所測(cè)寶玉石樣品必須有一個(gè)拋光極好的平面或弧面。表面不平整的樣品不能測(cè)試。
B.準(zhǔn)備好清洗工作臺(tái)和樣品的試劑和小設(shè)備。如二甲苯、鑷子、棉簽、鏡頭紙。
C.調(diào)整好光源。若光源為外部光源應(yīng)調(diào)整光源,從目鏡觀察調(diào)整光源,待整個(gè)視域明亮,標(biāo)尺清晰。
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折射儀操作方法:
用折射儀測(cè)定寶玉石折射率的主要方法有:大刻面寶石測(cè)定法、小刻面寶石測(cè)定法及弧面寶玉石測(cè)定法(點(diǎn)視法) 。
A.大刻面寶石測(cè)定法
a. 用棉簽或鏡頭紙沾二甲苯或酒精清洗工作臺(tái)及樣品
b. 在折射儀金屬臺(tái)上滴上一小滴接觸液
c. 選用最大且拋光最好的刻面,將該刻面放在油謫上,然后用手指輕輕推入玻璃工作臺(tái)中央,不能使用鑷子,以防劃壞玻璃工作臺(tái)。
d. 蓋上折射儀罩
e.眼睛盡可能靠近目鏡,頭上下移動(dòng),在視域的標(biāo)尺上尋找明暗不一的情況,在標(biāo)尺數(shù)值小的一端暗,數(shù)值大的一端亮。在明暗交接處的陰影邊界,就是寶石的折光率值
f. 測(cè)定單折射或雙折射
(a) 轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片900,觀察陰影邊界是否移動(dòng),如果不移動(dòng),將寶石轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度,再轉(zhuǎn)動(dòng)偏光片90度,陰影邊界若仍然不移動(dòng),表明此寶石為單折射寶石,只有一個(gè)折光率。
(b) 在上述情況中,若陰影邊界移動(dòng)了位置,則所測(cè)樣品為雙折射,再進(jìn)一步測(cè)定寶石樣品的雙折率。
g. 測(cè)定雙折率
(a) 寶石的長(zhǎng)軸與測(cè)臺(tái)的長(zhǎng)軸平行,放置于測(cè)臺(tái)上。轉(zhuǎn)動(dòng)偏光 片,記下兩個(gè)折光率的讀數(shù)。
(b) 將寶石在360度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),每轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度后,就用偏光片測(cè)兩個(gè)折光率值,分別記下所測(cè)折光率數(shù)值(如圖) 。
(c) 若兩個(gè)折光率一個(gè)是常量No,另一個(gè)是變量Ne,則寶石為一軸晶,常量<變量,為一軸晶正光性;常量>變量,為一軸晶負(fù)光性。雙折率=最大值-最小值在圖2-7 中1.640為常量則No=1.640,No>Ne 為一軸晶交光性,雙折率=1.640-1.620
若兩個(gè)折光率值都為變量,則寶石為二軸晶。雙折率=最大值-最小值。
刻面寶石雙折射率的測(cè)試
(d) 清潔樣品及工作臺(tái)
h. 測(cè)試工作結(jié)束后,小心地用手指將樣品從測(cè)臺(tái)上取下,將寶石和工作臺(tái)清洗干凈。
B. 弧面寶石及小刻面寶石測(cè)定法(點(diǎn)測(cè)法)
a. 將微量的接觸液滴在工作臺(tái)中央
b. 將寶石的弧頂或一拋光良好的小刻面朝下,放在接觸液上。若樣品為卵形,則使其長(zhǎng)軸方向與測(cè)臺(tái)長(zhǎng)軸方向平行。
c. 取下目鏡
d. 距折射儀約30-50cm處上下移動(dòng)頭部,進(jìn)行觀察,可看到斑點(diǎn)影象。
e. 正確讀數(shù),應(yīng)根據(jù)斑點(diǎn)特征
(a) 樣品拋光很好時(shí),在標(biāo)尺上可找到半明、半暗的斑點(diǎn),在其分界 處取值。
(b) 樣品拋光較差時(shí),標(biāo)尺上無(wú)具半明、半暗的斑點(diǎn) ,在相鄰的亮點(diǎn)和暗點(diǎn)之間的中心位置取值,其精確度較差
(c) 樣品弧面拋光很差或不平整時(shí),標(biāo)尺上出現(xiàn)一系列由暗到亮的不同斑點(diǎn)。取最后一個(gè)全暗影象與頭一個(gè)變亮影象之間的中心位置處取值
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折射儀注意事項(xiàng)
A. 若見(jiàn)不到樣品陰影邊界或影像,可能是:
a. 樣品的折射率大于1.81
b. 眼睛觀察方位不對(duì),偏上、偏下、偏左或偏右,需調(diào)整觀察方位
c. 樣點(diǎn)粒度太小或浸油太少
B. 浸油不宜太多,特別是在小刻面和弧面法中,過(guò)多的浸油會(huì)使影象過(guò)大或產(chǎn)生粗的暗色邊,影響讀數(shù)的精確度
C. 浸油有較強(qiáng)的腐蝕性,測(cè)試完畢后要立即清洗工作臺(tái)
D. 工作臺(tái)硬度低,不能在工作臺(tái)上使用鑷子。
E. 在用點(diǎn)測(cè)法前,務(wù)必查看弧面型寶石的底部是否有拋光的平面,若有,用大刻面法測(cè)定,讀數(shù)較點(diǎn)測(cè)法精確。