宝石折射仪的原理|结构|用途

　　宝石折射仪在宝石鉴定中是Z有效的仪器之一，可基本确定宝石的种属。宝石折射仪的工作原理是建立在全内反射的基础上。是通过测量宝石的临界角，并将读数直接转换成折射率值。

宝石折射仪的原理

　　宝石折射仪的原理为全内反射原理，当光从光密介质入射到光疏介质时，折射角大于入射角，当入射角达到某个值时，折射角为90°，此时入射角为临界角，当入射角大于临界角时，宝石不再发生折射，而是发生全内反射。不同宝石的临界角不同，据此可测得折射率值。

宝石折射仪的结构

　　宝石折射仪主要由棱镜、反射镜、透镜、标尺、偏光片光源等组成。

　　高折射率棱镜：起聚焦的作用。

　　接触液：也叫折射油。它的作用是使待测宝石与高折射率棱镜产生良好的光学接触。当折射率升到1.78时，再加入18%的四碘乙烯，折射率可升至1.81。这种接触液可以满足绝大部分宝石品种的测试，并且在正常情况下使用是安全的。折射率大于1.81的接触液都有极强的腐蚀性和剧毒，对测试者和棱镜都十分不利，宝石折射仪使用时需要注意通风。

　　光源：宝石折射仪中统一采用589.5nm的单色黄光，可以是外置也可以是内置。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交界部位即可。用白光作光源，在测试单折射率宝石时尚可，但在测试具双折射的宝石时，两彩色阴影互相叠加，不易读数。棱镜和宝石的色散差别越大，则阴影边界彩色性越强。

　　待测宝石：待测宝石必须有抛光的平面或弧面。

宝石折射仪的用途

　　1、宝石折射仪可测得刻面宝石的折射率、双折射率、轴性和光性，从而确定宝石种属

　　光学性质不同的宝石在宝石折射仪上现象不同。①均质体宝石只有一个折射率值，在宝石折射仪上表现为只有一个折射率值，宝石转动一周，折射率值不变。②一轴晶宝石有两个折射率值，Ne和No，在宝石折射仪上表现为两个折射率值，旋转宝石一周，数值变化的为Ne，数值不变的为No。若大值动，即Ne>No，为一轴晶正光性;若小值动，即NeNm>Np，宝石折射仪上表现为两条移动的数值。若Ng即大值的移动范围大，则为二轴晶正光性;若Np即小值的移动范围大，则为二轴晶负光性。

　　2、宝石折射仪可测得弧面宝石的近似折射率值，从而缩小宝石种属范围

　　弧面宝石折射率值的测试方法为点测法，在视域里面可观察到宝石与棱镜接触点的放大影像即圆形小球，平行移动头部，小球明暗分界的位置即为宝石的近似折射率值，从而缩小宝石种属范围，但无法测得双折射率、轴性和光性特征，因而无法具体定宝石种属。

宝石折射仪的存在的问题及对策

　　1、光源波长不标准，测试存在误差

　　宝石折射率值是用589nm的钠黄光所测的数值，但标准的589nm钠黄光光源价格昂贵，大多数宝石折射仪上所采用光源并非标准的589nm钠黄光，而是以589nm为ZX的一个窄带，这就造成了在测宝石折射率时宝石折射率值与标准值有误差，宝石在棱镜上的位置不同，数值也会有所差异。对于这种情况，在测试宝石时尽可能将宝石放在棱镜的固定位置，在旋转宝石时位置不变化。

　　2、折射油量过多或过少，测试不准确

　　宝石折射仪测刻面宝石折射率时，折射油的量要适中，折射油过少宝石和棱镜的接触不完全，测不到折射率，折射油过多则宝石易漂浮，也不易测得折射率值。测弧面宝石时，折射油不要直接滴在棱镜上，而是滴到金属台上，将所测的宝石沾一点折射油即可，过多视域里面小球过大，误差也大。

　　3、无法区分宝石是否为合成或经过人工处理

　　宝石折射仪主要是根据宝石的折射率等信息鉴定宝石种属，而大多数天然宝石和合成宝石的折射率值差异不大，因而无法区分天然宝石、合成宝石、人工处理宝石。需要借助其它仪器进行鉴定，例如显微镜、分光镜、滤色镜等综合判断。但对于某些合成宝石有着重要的鉴定意义，例如合成尖晶石的折射率为1.727，非常稳定，不会变化，而天然尖晶石的折射率多为1.718左右，据此可区分天然尖晶石和合成尖晶石。

　　4、宝石折射仪所测的折射率值

　　宝石折射仪所测的折射率值为垂直宝石折射仪棱镜长轴方向所在切面的折射率值，而不是宝石和棱镜接触面所在平面的折射率值。

　　宝石折射仪在测宝石折射率时会有以下几种特殊情况:

　　①一轴晶宝石，当宝石光轴方向和宝石棱镜垂直时，此时所测的折射率为Ne和No切面，由于Ne即光轴和宝石棱镜垂直，旋转宝石一周，所测切面不变，即可在目镜里面看到两个不动的折射率值，即Ne和No。

　　②二轴晶宝石，当宝石的三个主轴Ng、Nm、Np和棱镜垂直时，旋转宝石一周，所测切面变化，但其中一个数值即和棱镜垂直主轴的数值不会变化，即可在目镜里面看到两个值，旋转宝石一周，一个值动，一个值不动，不动值为Ng、Nm、Np。这种特殊情况的位置有三种，此时很容易将宝石判断为一轴晶，因此宝石折射仪在测试宝石时需要多测几个刻面，以排除特殊位置。