宝玉石鉴定基础——折射仪

翠花

        折射仪是宝石鉴定中最重要的一种常规鉴定仪器。利用它可测定宝石的折射率值、双折射率值、光性特征等性质，为宝石鉴定提供关键性证据。

       



        折射仪

        一、工作原理

        根据全内反射原理，测量宝石产生全内反射的临界角值，并将其直接转换成折射率读数。

        当光线由光密质的铅玻璃半球进入光疏质的宝石时，如果入射角大于宝石的临界角，就造成全反射，光线就全反射回玻璃半球内，并透射到根据折射率公式：N宝=N玻×Sinφ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，就是宝石的折射率（图2）。

       



        工作原理

        二、结构

        折射仪由棱镜、工作台、刻度尺、反射镜、目镜、偏光片、进光孔、密封盖、标准光源、接触液等组成。

        棱镜：采用均质体，高折射率的材料，如铅玻璃、合成立方氧化锆等。

        刻度尺：是一块有刻度的玻璃板，上面刻有折射率值。

        反射镜：亦称直角反光棱镜，可使影象转动90°，便于观察。

        目镜：起放大作用的放大镜，用来读折射率的数值。

        偏光片（图3）：放在目镜之上，可以转动，使读数代表宝石在偏光片振动方向的光波的折射率值。

        进光孔与光源：光源可用外部光源，也可用内部光源。标准光源为黄光或钠光源。波长为589.5nm。

        外壳与密封盖：外壳起连接与固定作用。密封盖不使杂光、散光进入仪器，使读数更清晰。

        接触液（图4）：又称折射油，作用是使待测宝石与高折射率棱镜产生良好的光学接触。低折射率的宝石测折射率时，可使用二碘甲烷做折射油，其折射率值为1.74；通常用的折射油为二碘甲烷+沉降硫，折射率为1.78~1.79；也可以用二碘甲烷+沉降硫+四碘乙烯（18%），折射率值为1.81。

        三、操作方法

        折射仪采用不同的方法测试刻面型宝石和弧面型宝石。

        1.大刻面宝石的测试方法——刻面法

        （1）清洗宝石和棱镜。

        （2）选择宝石最大的刻面，放于金属台上。

        （3）在棱镜中央点一小滴折射率油，通常油滴直径为1~2mm。

        （4）用手轻推宝石至棱镜中央，使之与棱镜呈良好的光学接触。

        （5）眼睛靠近目镜观察视域内标尺的明暗情况、读数。

        （6）将宝石转动360°，每转动宝石至一定角度时进行一次观察、读数和记录。便可多转动几次，多记录数据（图5）。

        （7）测试完毕，擦净宝石和棱镜。

       



        宝石折射率值测试的操作过程

        现象解释：

        （1）如果转动宝石360°只能看到一条阴影边界，说明该宝石只有一个折射率（见图6）。此类型的宝石可能是等轴晶系的宝石或非晶质体宝石，如尖晶石、石榴石、玻璃等。

        （2）如果转动宝石360°可看到两条阴影边界，说明此宝石具有两个以上的折射率值，（见图7），如红宝石、蓝宝石、祖母绿、水晶、橄榄石等。

        2.小刻面或弧面型宝石测试方法——点测法

        （1）擦净样品和测试台面。

        （2）在金属台上点一滴折射率油。

        （3）手持宝石，用弧面或小刻面接触金属台上的折射率油，以保证宝石上的折射率油直径约0.2mm。若宝石上折射率油太多，则不易观察和准确读数。

        （4）将带油滴的宝石轻轻放置于棱镜中央，通过油滴与棱镜形成良好的光学接触。

        （5）取下偏光镜，眼睛距目镜30cm左右，平行目镜上、下移动头部。观察油滴呈半明半暗交界处的读数并记录。

        （6）测试完毕，清洁宝石和棱镜。

       



        点测法——宝石在折射仪上测试近似折射率值

        四、用途

        在宝石鉴定中折射仪是一个重要的测试仪器，是在宝石鉴定中获取信息最多的一种仪器。其主要用途：

        1.测试宝石的折射率值（RI）

        折射仪可测定RI1.35~1.81之间的宝石折射率值。在宝石鉴定中，绝大多数宝石的折射率在此范围内，只要具有光滑平面都能得到定量的数据。

        2.测定宝石的双折射率（DR）

        一轴晶和二轴晶宝石都有双折射，双折射率值的准确测定对区分折射率值范围重叠的宝石尤为重要。

        3.确定宝石的轴性和光性符号

        根据宝石在折射仪上阴影边界的移动情况，可判定宝石是各向同性或一轴晶或二轴晶。

        4.测定宝石的近似折射率值

        利用点测法可测得弧面型宝石、雕件、小刻面宝石和抛光不好的宝石是近似折射率值。如特殊光学效应的宝石、多晶质宝石等。

        五、局限性

        1.折射率低于1.35或者高于1.81的宝石无法测定。

        2.所测宝石必须有抛光面。

        3.不能区分某些合成宝石以及人工处理宝石。

        六、注意事项

        1.样品和测试台面的干净与否，往往影响到测量，在遇到测量困难时，首先要采取的措施就是擦净样品和测试台面。

        2.折射仪的玻璃测台很软，操作时要非常小心，防止台面受损。

        3.折射油使用量要适当。折射油太多宝石可能浮起，太少接触不良。