1.组构:
折光仪主要由高折光率棱镜、刻度尺、透镜、棱镜反射镜、目镜和套在目镜上的偏光片及光源等组成。主要组成部分的特点如下:
A.高折射率棱镜 高折射率棱镜必须满足两个条件:单折射和高折射率。大多数棱镜采用铅玻璃(折射率为1.86-1.96)。立方氧化锆是一种理想的棱镜材料,其折射率(2.16)、硬度(8.5)高且不易磨损、不易腐蚀,但若采用常规接触液,读数的清晰度差。 B.光源: 折射仪常用的光源有两种,一种为折射仪外部光源,另一种为折射仪内部光源。外部光源经由折射仪入射窗口进入折射仪,内部光源位于折射仪内部。由于宝石的色散,其折射率都是在入射波长为589.5nm条件下测试的结果。因此最理想的入射光波应为波长589.5nm的黄光。产生最理想黄光的光源是钠光灯。若入射光为白光,由于宝石的色散,阴影边界为彩色谱带,读数时看准黄绿边交界部位即可。 C.接触液 接触液不是折射仪的部件但是折射仪使用过程中必不可少的辅件,它的作用是使待测宝石和高折射率棱镜产生良好的光学接触。目前广泛使用的接触液的折射率是1.81,该接触液是在折射率为1.74的二碘甲烷中饱和溶解硫,折射率升到1.78,再加入18%的四碘乙烯配制而成。2.原理 折光仪是根据全反射原理制造的。当光线由光密质的铅玻璃半球进入光蔬质的宝石时,如果入射角稍微大于宝石的临界角,就造成全反射,光线就全反射回玻璃半球内,并透射到根据折光率公式:N宝=N玻*Sin¿已标定好的刻度尺上,再通过目镜和偏光片放大观察,直接读出标尺上的数值,就是宝石的折光率(如图2-5)。 宝石折射仪的精密度为0.002,测量范围:1.350—1.81。
3.操作方法:
用折射仪测定宝玉石折射率的主要方法有:大刻面宝石测定法、小刻面石测定法及弧面宝玉石测定法点视法
1)刻面法测宝石折射率
眼睛尽可能靠近目镜,头上下移动,在视域的标尺上寻找明暗不一的情况,在标尺数值小的一端暗,数值大的一端亮。在明暗交接处的阴影边界,就是宝石的折光率值。
测定单折射或双折射
(a)转动偏振片900,观察阴影边界是否移动,如果不移动,将宝石转动一个角度,再转动偏光片90度,阴影边界若仍然不移动,表明此宝石为单折射宝石,只有一个折光率。 (b)在上述情况中,若阴影边界移动了位置,则所测样品为双折射,再进一步测定宝石样品的双折率。g.测定双折率 (a)将宝石的长轴与测台的长轴平行,放置于测台上。转动偏光片,记下两个折光率的读数。 (b)将宝石在360度范围内转动,每转动一定角度后,就用偏光片测两个折光率值,分别记下所测折光率数值(如图2-7)。 (c)若两个折光率一个是常量No,另一个是变量Ne,则宝石为一轴晶,常量<变量,为一轴晶正光性;常量>变量,为一轴晶负光性。双折率=最大值-最小值在图2-7中1.640为常量则No=1.640,No>Ne为一轴晶交光性,双折率=1.640-1.620若两个折光率值都为变量,则宝石为二轴晶。双折率=最大值-最小值。2).弧面宝石及小刻面宝石测定法(点测法) a.将微量的接触液滴在工作台中央 b.将宝石的弧顶或一抛光良好的小刻面朝下,放在接触液上。若样品为卵形,则使其长轴方向与测台长轴方向平行。 c.取下目镜 d.距折射仪约30-50cm处上下移动头部,进行观察,可看到斑点影象(如图2-8) e.正确读数,应根据斑点特征 (a)样品抛光很好时,在标尺上可找到半明、半暗的斑点,在其分界处取值。 (b)样品抛光较差时,标尺上无具半明、半暗的斑点,在相邻的亮点和暗点之间的中心位置取值,其精确度较差 (c)样品弧面抛光很差或不平整时,标尺上出现一系列由暗到亮的不同斑点。取最后一个全暗影象与头一个变亮影象之间的中心位置处取值3).注意事项 A.若见不到样品阴影边界或影像,可能是: a.样品的折射率大于1.81 b.眼睛观察方位不对,偏上、偏下、偏左或偏右,需调整观察方位 c.样点粒度太小或浸油太少 B.浸油不宜太多,特别是在小刻面和弧面法中,过多的浸油会使影象过大或产生粗的暗色边,影响读数的精确度 C.浸油有较强的腐蚀性,测试完毕后要立即清洗工作台 D.工作台硬度低,不能在工作台上使用镊子。 E.在用点测法前,务必查看弧面型宝石的底部是否有抛光的平面,若有,用大刻面法测定,读数较点测法精确。4.折射仪的用途 测定宝石的折射率、双折率、光性5.折射仪教学视频