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折射儀用途
測定折射率、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:單折射和高折射率。大多數(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為589.5nm條件下測試的結(jié)果。因此最理想的入射光波應(yīng)為波長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程中必不可少的輔件,它的作用是使待測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)。
測試前的準(zhǔn)備工作
A.所測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試。
B.準(zhǔn)備好清洗工作臺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:
用折射儀測定寶玉石折射率的主要方法有:大刻面寶石測定法、小刻面寶石測定法及弧面寶玉石測定法(點(diǎn)視法) 。
A.大刻面寶石測定法
a. 用棉簽或鏡頭紙沾二甲苯或酒精清洗工作臺及樣品
b. 在折射儀金屬臺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中央,不能使用鑷子,以防劃壞玻璃工作臺。
d. 蓋上折射儀罩
e.眼睛盡可能靠近目鏡,頭上下移動,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. 測定單折射或雙折射
(a) 轉(zhuǎn)動偏振片900,觀察陰影邊界是否移動,如果不移動,將寶石轉(zhuǎn)動一個(gè)角度,再轉(zhuǎn)動偏光片90度,陰影邊界若仍然不移動,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,若陰影邊界移動了位置,則所測樣品為雙折射,再進(jìn)一步測定寶石樣品的雙折率。
g. 測定雙折率
(a) 寶石的長軸與測臺的長軸平行,放置于測臺上。轉(zhuǎn)動偏光 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,每轉(zhuǎn)動一定角度后,就用偏光片測兩個(gè)折光率值,分別記下所測折光率數(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試
(d) 清潔樣品及工作臺
h. 測試工作結(jié)束后,小心地用手指將樣品從測臺上取下,將寶石和工作臺清洗干凈。
B. 弧面寶石及小刻面寶石測定法(點(diǎn)測法)
a. 將微量的接觸液滴在工作臺中央
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,則使其長軸方向與測臺長軸方向平行。
c. 取下目鏡
d. 距折射儀約30-50cm處上下移動頭部,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,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,過多的浸油會使影象過大或產(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,測試完畢后要立即清洗工作臺
D. 工作臺硬度低,不能在工作臺上使用鑷子。
E. 在用點(diǎn)測法前,務(wù)必查看弧面型寶石的底部是否有拋光的平面,若有,用大刻面法測定,讀數(shù)較點(diǎn)測法精確。