偏光镜的使用方法

偏光镜的使用方法

一、基本概念

1、自然光：在垂直光波传播方向的平面内均匀振动的光

2、偏振光（偏光）：在垂直光传播方向的平面内只沿某一个特定方向振动的光。

产生方法：（1）Nical（尼科尔）棱镜 （2）偏光片

3、消光：透明材料在正交偏光镜下不透光（变光）的现象。

4、全消光：在正交偏光镜下，转动材料360度，始终不透光的现象。 二、原理与结构 1、原理

（1）自然光经过两个振动方向相互垂直的偏光片时，无光线射出。 （2）自然光经过晶体宝石材料，经过折射作用，可转变为偏振光。 （3）根据均质或非均质宝石在正交偏光镜下的不同现象，来提供鉴定宝石的依据。 2、组构 上偏光片（可以转动） 干涉透镜（观察干涉图） 玻璃载物台（可以转动） 下偏光镜（不能转动） 白光源 三、操作步骤

1、擦净宝石，打开光源

2、调节上偏光片，使其与下偏光片正交（视域黑暗）

3、将宝石置于玻璃载物台上旋转360度，从上偏光片上方观察宝石明暗 4、若为双折射材料（转动一周四明四暗），用干涉球找光轴，观察干涉图，定轴性

四、现象解释

1、现象：四明四暗

正交偏光下，转动宝石一周，出现四明四暗变化

结论：非均质体宝石的非光轴方向，如水晶、红蓝宝等 2、全暗（全消光）

正交偏光下，转动宝石360度，没有光线透过、全暗

结论：均质体宝石或非均质体的光轴方向，如石榴子石、尖晶石、玻璃等 特别提示：非均质体光轴方向会出现干涉图 3、集体消光

正交偏光下，转动宝石一周，始终明亮

结论：非均质体的多晶集合体宝石，如玛瑙、翡翠、石英岩石等

原因：（1）集合体宝石半透明—近透明，正光镜下，总有部分颗粒不在消光位，因而总有光线透过，总体明亮

（2）颗粒边界光线的透过也会产生明亮的效果

特别提示：非均质体宝石由于裂隙发育，也会出现镜现象，如祖母绿、红宝石常见

4、几种特殊现象

（1）异常消光：均质体宝石由于受应力作用在正交偏光镜下表现的不均匀的消光现象

常见：1）斑纹状、波状、格子状、蛇皮状：合成尖晶石常见

2）假十字消光：常见于玻璃、塑料及其他人工合成材料中 结论：均质体宝石

异常消光的确定方法：上下偏光片正交是将宝石转至最亮，快速旋转上偏光片，如果宝石更亮，则为异常消光，不发生变化为双折射消光 （2）全暗假象

某些高折射的宝石：锆石、金红石等，台面向下放置有时候由于全反射几乎没有光线透过，出现全暗现象

解决方法：可以选择不同的刻面放置，并结合其他仪器判定 （3）全亮现象：裂隙特发育宝石（祖母绿、红宝石常见） 五、干涉图的观察

1、原理：光线在非均质体宝石中传播，产生双折射，分解成两条振动方向相互垂直的偏光，二者的RI不同（传播速度不同）造成一定的光程差，经锥光的会聚产生干涉作用，而形成干涉图 2、现象：

1）一轴晶干涉图：黑十字加干涉色圈

2）二轴晶干涉图：弯曲的单（双）臂＋干涉色圈

3）牛眼干涉图（中空十字及干涉色圈）：水晶类宝石（特有）

4）螺旋桨状干涉图：某些紫晶（具有复杂双晶的、合成的一般没有） 3、观察方法

1）上下偏光出于正交位置

2）全方位转动宝石寻找光轴方向（出现干涉色的方法） 3）在干涉色最密集的方向加干涉球观察 4）干涉球的位于上偏光片与宝石之间

特别提示：干涉图仅在透明非均质体宝石的单晶体中出现 六、用途

1、确定宝石的光学特征（均质体、非均质体、异常双折射、集体消光） 2、确定宝石的轴性（一轴晶、二轴晶）：利于干涉球

3、观察宝石的多色性：使用单偏光（上下偏光片平行），转动宝石观察颜色变化

七、注意事项

八、适用于透明—半透明宝石（透明度差的宝石结论不可靠） 九、至少从三个方向进行观察（避免光轴方向及全反射） 十、裂隙、裂理、双晶、包体较多的宝石对结论的影响

十一、样品过小或有异常消光的样品，要结合其他仪器进行验证 十二、注意黑十字异常消光与一轴晶干涉图的区别

分光镜的使用方法

一、分光镜是利用分光二件（棱镜和光栅）将白光分解成不同组成波长的单色光的仪器。

二、分光镜工作原理

不同的色素离子（主要是过度元素、某些稀有元素和放射性元素）对可见光具有不同程度的选择性吸收，因而在连续的光谱中出现不均匀的垂直的黑线和黑带，即发生光谱间断。

利用宝石的光谱的间断形式，可达到鉴定宝石品种，确定宝石的致色元素的目的。

三、分光镜的结构

棱镜式：棱镜列 透镜 狭缝控制旋钮 聚焦调节旋钮 光栅式：光栅 棱镜 透镜 四、分光镜的特点 棱镜式分光镜特点

1) 光谱的蓝紫区相对扩宽，红光区相对压缩 2) 透光性好，可产生一段明亮光谱 3) 红光区分辨率相对较差 光栅式分光镜特点

1) 产生的光谱各色区大致相等 2) 红光区分辨率相对较高

3) 透光性差，需要强光源照明 五、分光镜的操作

透视法：适用于透明到半透明的宝石

1)擦净宝石，将宝石置于冷光源的上方，使光线透过宝石 2)将分光镜对准透过宝石光线部分进行观察

3)调整分光镜角度（包括狭缝或焦距直至看清光谱为止） 内反射法：适用于颜色浅、颗粒小的透明宝石

1)擦净宝石，将光线从宝石斜上方的某一角度射入，并使之从宝石的另一侧面反射出来

2)将分光镜直接对准反射光

3)调整分光镜角度（包括狭缝或焦距直至看清光谱为止） 表面反射法：适用于不透明或透明度差的宝石 1)擦净宝石，使光线从样品表面反射出来 2)将分光镜对准出来的光线

3)调整分光镜角度（包括狭缝或焦距直至看清光谱为止） 六、分光镜的用途

1)可确定具有典型光谱的宝石名称：锆石653.5nm 典型吸收线 钻石415.5nm

2)帮助区分某些天然宝石与合成宝石：天然蓝色尖晶石，显复杂分光谱 合成，钴谱

3)帮助区分某些太天然宝石和人工处理宝石：天然绿色翡翠，红光区630—690nm处显三条阶梯状吸收谱带，染色翡翠红光区显模糊吸收带

4)帮助区分某些宝石与仿制品：红宝石显铬谱而红玻璃显稀土谱，祖母绿显铬谱而绿色钆铝榴石可显稀土谱

5)帮助确定宝石中的致色元素：红宝石显铬谱，橄榄石显铁谱，锆石显稀土谱

七、注意事项和局限性

1)除锆石、钻石、顽火辉石等无色宝石外，待观察的宝石应当是有色宝石 2)某些宝石具有定向光谱

3)宝石过整会使光谱完全模糊

宝石折射仪的使用方法

一、注意

1.待测宝石永远是光疏介质，棱镜半球（包括接触液）永远是光密介质。（也就是说宝石的折射率要低于折射仪的棱镜，也要低于接触液） 2.宝石与棱镜间必须用接触液使其形成良好的接触 3.阴影为折射光线所造成，亮区为反射光线所造成，分界处为宝石临界角（或宝石的折射率）。

4.折射率小，临界角小，阴影区小 二、折射仪的类型与组构 （一）类型

1、按棱面镜半球材料类型分：

（1）铅玻璃型 （2）合成立方氧化锆型 2、按读数的标定方法：

（1）内读数折射仪 （2）外度盘折射仪 （二）组构

1、棱镜 要求：（1）高RI （2）单折射 2、透镜 对光线超会聚作用 3、标尺及刻度盘 4、密封盖

5、目镜及偏光镜

6、光源 两种：外部光源 内部光源 7、接触液 作用：形成良好的光学接触 要求：高于待测宝石的RI

常用：RI=1.79 or RI=1.81 大于1.81 有害 三、使用方法

1、近似法（主要针对刻面宝石，要求有一抛光良好的足够大的平面） （1）清洗宝石和折射仪（目镜、棱镜台） （2）打开光源，观察视域的清晰程度

（3）选择宝石的最大刻面，放置于金属台上

（4）在棱镜中央轻滴接触液，通常2mm直径为好（并记录接触液的RI） （5）轻推宝石至中央，并使其良好的接触

（6）盖上盖子，近视读数（高值与低值，需估计到小数点后三位） （7）转动宝石方向，重复测试（记录最高和最低值） （8）推出宝石，清洗宝石与棱镜 2、远视法（又称点测法） 注意：

（1）抛光的弧面型宝石和刻面过小的宝石 （2）只是近视折射率的测定（两位小数） 步骤：

（1）清洗宝石和棱镜 （2）在金属台上点一滴油

（3）手持宝石，用弧面接触金属台上的油滴，使其沾上液滴 （4）将宝石置于棱镜中央（尽量长轴平行长轴）

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