宝石学大型仪器原理分析

分光镜1.原理和结构（1）白光由红、橙、黄、绿、蓝、紫等不同波长的光组成。

当白光照向宝石，宝石对不同波长的光进行选择性吸收，剩下的残余光进入人眼，于是人眼就感觉到宝石的体色。

不同宝石所含的致色元素对各波长的光吸收不同，不同的致色元素有特定的吸收光谱，通过观察宝石的吸收光谱，可以帮助判断宝石的致色元素，鉴定宝石的品种，还可以鉴定一些染色处理现象。

分光镜就是一种能将白光按波长依次分开排列，使我们能够观察到宝石吸收光谱的仪器。

（2）分光镜的类型和结构白光通过棱镜折射或光栅衍射都可被分解产生光谱，所以常见的分光镜的类型主要为棱镜式和衍射光栅式两种。

这两种分光镜的主要结构如图所示。

棱镜式分光镜：光栅式分光镜棱镜式与光栅式分光镜的区别表 区别点棱镜式分光镜 衍射光栅式分光镜 结构 由一组玻璃棱镜折射和色散产生光谱由精密光栅衍射产生光谱 焦距有时可以调节 无需调节 透光性好、光谱明亮 稍差 光谱特点各波长非等间距各波长等间距排列 2.操作方法根据不同宝石的情况，分光镜的操作方法主要有三种：（1）透射法适用于半透明到透明、颗粒较大的宝石，可保证足够的光能透过宝石进入分光镜。

利用此法要注意：1)保证足够的光量透过宝石。

2)保证进入分光镜的光都来自宝石，从而得到清晰的光谱。

为此，常采用挡光黑板或锁光圈挡住来自宝石外部的光线，并尽可能地缩短眼睛、分光镜、宝石、光源间的距离(见图2-1-42)。

2．内反射光法适用于颜色较浅，宝石颗粒较小的透明宝石。

宝石台面向下置于黑色背景上，调节入射光方向与分光镜的夹角，增加光线在宝石中的光程，使尽可能多的白光经过宝石的内部反射后进人分光镜(见图2-1-43)。

3. 表面反射光法适用于透明度不好的宝石。

调节入射光方向与分光镜的夹角，使尽可能多的白光经宝石表面反射后进人分光镜(见图2-1-44)。

图2-1-42 图2-1-43 图2-1-443.操作步骤宝石鉴定中常用的是便携式分光镜，而实验室中还使用台式分光镜。

目录一、基本原理 (2)1.弹性碰撞 (2)2．非弹性碰撞 (2)3.拉曼散射的两种跃迁能量差 (2)二、拉曼散射光谱具有以下明显的特征： (3)三、拉曼光谱技术的优越性 (3)四、拉曼光谱用于分析的优点和缺点 (4)四、拉曼在宝石鉴定中的运用 (4)1、真假宝石的比较图一是均称为缅甸玉的拉曼42、包裹体的测量 (4)3、填充物的测量 (5)5、宝石生长年代的测量 (7)五、拉曼光谱技术在宝石包裹体研究中的应用 (8)六拉曼光谱技术在宝石鉴定中的应用 (9)七拉曼光谱技术在宝石学研究中的局限性 (10)拉曼光谱仪在宝石学中的应用一、基本原理激光拉曼光谱是一种激光光子与宝石分子发生非弹性碰撞后，改变了原有入射频率的一种分子联合散射光谱，通常将这种非弹性碰撞的散射光称之为拉曼光谱。

激光光子和分子碰撞过程中，除了被分子吸收以外，还会发生散射。

由于碰撞方式不同，光子和分子之间存在多种散射形式：1.弹性碰撞光子和分子之间没有能量交换，仅改变了光子的运动方向，其散射频率等于入射频率，这种类型的散射在光谱上称之为瑞利散射。

2．非弹性碰撞光子和分子之间在碰撞时发生了能量交换，即改变了光子的运动方向，也改变了能量，使散射频率和入射频率有所不同。

此类散射在光谱上被称为拉曼散射。

3.拉曼散射的两种跃迁能量差当散射光的频率低于入射光的频率，分子能量损失，这种类型的散射线称为斯托克斯线；若散射光的频率高于入射光的频率，分子能量增加，将这类散射线称之为反斯托克斯线。

前者是分子吸收能量跃迁到较高能级，后者是分子放出能量跃迁到较低能级。

一束光照在物质上,实际上就是一个物质的探针,因为从物质上反射、折射、散射出去的光就携带了物质的信息。

其中散射的光虽然十分微弱,却含有物质结构方面的深层信息。

散射光中除了瑞利散射光外,还有更微弱的另一成分的光即拉曼散射光。

它是由于光子与物质中元激发(如声子)发生非弹性碰撞而形成的。

根据碰撞过程的能量、动量守恒原理,散射光子的方向有了变化,其能量也有变化,这部分散射光称拉曼散射光。

第二章珠宝鉴定仪器珠宝鉴定仪器是宝石鉴定的主要工具，熟练使用宝石鉴定仪器，准确观察、测试是宝石鉴定人员的必备技能。

§1 放大镜和宝石显微镜一、应用1、放大检查：观察宝石的表面特征和内部特征(1)据包裹体鉴别天然石/人工石(2)查找优化处理迹象(3)初步确定单折射、双折射并估计双折率(4)观察断口，解理以便鉴别宝石(5)观察加工质量、抛光工艺以及外部瑕疵(6)观察拼合石等2、钻石净度（用10倍放大）二、放大镜1、构造：由一个透镜或多个透镜组合而成(1)双凸透镜：由单个双凸透镜组成，价廉，常小于3倍(2)双组合镜：由两个平凸透镜组成(3)三组合镜：由一对凸透镜和两个凹凸透镜粘合而成，视域宽，质量好，10倍常用。

2、质量要求(1)无球面差（消球面差、消像差）即中央准焦后，边部也同时准焦(2)无色差：放大镜不能产生色散等的颜色(3)放大镜前工作距不小于25mm(4)常用的为10倍(5)钻石分级用放大镜必须无蓝色镀膜3、使用方法放大镜尽量贴近眼睛，宝石距放大镜2.5cm(10×)左右观察。

M=d/F M——放大倍数D—明视距离（人眼看物体最清楚而不易疲劳的距离，一般为25cm）F——放大镜的焦距10×放镜的焦距为F = d/M = 25cm / 10 = 2.5cm三、宝石显微镜1、构造：宝石显微镜主要由以下几个部分组成(1)光学系统（透镜系统）：目镜、物镜、变焦系统(2)照明系统：包括底光源、顶光源、光强调节钮、电源开关等(3)机械系统：包括支架、焦距调节旋钮、锁光圈、宝石夹等放大倍数 = 目镜倍数×物镜倍数×变倍镜倍数(变倍镜象一个大的透镜，常用的为2×的)2、调节与使用打开光源，清洁宝石，置宝石夹上(1)据双眼宽度调节的目镜间距(2)调节两眼焦距正确使用宝石显微镜时准焦步骤如下：a、对准目的物b、旋转准焦螺旋，使一无调焦装置的目镜准焦c、使另一具调焦装置（用准焦螺旋）的目镜准焦。

一、实验目的1. 了解宝石学仪器的种类及其功能。

2. 掌握宝石学仪器的操作方法。

3. 通过实验，提高对宝石学仪器的使用能力和分析能力。

二、实验仪器与材料1. 实验仪器：- 显微镜- 放大镜- 光谱仪- 热导仪- 红外光谱仪- 傅里叶变换红外光谱仪- 原子吸收光谱仪- 激光拉曼光谱仪- 紫外-可见光谱仪- 原子荧光光谱仪2. 实验材料：- 宝石样品- 标准宝石样品- 检测溶液三、实验步骤1. 显微镜实验（1）观察宝石样品的宏观特征，如颜色、透明度、硬度等。

（2）观察宝石样品的微观特征，如晶体结构、解理、裂隙等。

2. 放大镜实验（1）观察宝石样品的表面特征，如颜色分布、花纹等。

（2）观察宝石样品的内部结构，如包裹体、裂纹等。

3. 光谱仪实验（1）对宝石样品进行紫外-可见光谱分析，观察宝石的吸收光谱。

（2）对宝石样品进行红外光谱分析，了解宝石的化学成分。

4. 热导仪实验（1）测定宝石样品的热导率，判断宝石的品种。

（2）比较不同宝石样品的热导率，分析其差异。

5. 傅里叶变换红外光谱仪实验（1）对宝石样品进行傅里叶变换红外光谱分析，确定宝石的化学成分。

（2）分析不同宝石样品的傅里叶变换红外光谱，比较其差异。

6. 原子吸收光谱仪实验（1）对宝石样品进行原子吸收光谱分析，测定宝石中的金属元素含量。

（2）比较不同宝石样品的原子吸收光谱，分析其差异。

7. 激光拉曼光谱仪实验（1）对宝石样品进行激光拉曼光谱分析，了解宝石的晶体结构。

（2）分析不同宝石样品的激光拉曼光谱，比较其差异。

8. 原子荧光光谱仪实验（1）对宝石样品进行原子荧光光谱分析，测定宝石中的微量元素含量。

（2）比较不同宝石样品的原子荧光光谱，分析其差异。

四、实验结果与分析1. 显微镜实验通过显微镜观察，发现宝石样品具有独特的颜色、透明度和晶体结构。

2. 放大镜实验通过放大镜观察，发现宝石样品表面具有丰富的颜色分布和花纹，内部存在包裹体和裂纹。

3. 光谱仪实验通过光谱仪分析，宝石样品的紫外-可见光谱和红外光谱表现出独特的吸收特征，有助于确定宝石的品种。

【X射线】1895年伦琴发现X射线，故X射线又称伦琴射线。

X射线：X射线是由于原子中的电子在能量相差悬殊的两个能级之间的跃迁而产生的粒子流，是波长介于紫外线和γ射线之间的电磁波,其波长约介于0.001-10nm之间。

X射线的散射分为相干散射和非相干散射两种。

相干的光子进行相互干涉并产生一些衍射现象。

X射线管产生的X射线包含两部分：一部分是具有连续波长的连续 X射线，另一部分是由阳极金属材料成分决定的有一定波长的特征X射线。

连续X射线：具有连续波长的X射线。

特征X射线：具有特定波长的X射线。

X光在晶体中的衍射一定要满足布拉格方程（2dsinθ=nλ），此方程中符号的物理意义：① n为衍射级数、②λ为X射线荧光的波长、③ d为晶面间距、④θ为衍射角。

X射线荧光(XRF)光谱产生的原因是由于初始X射线光子的能量足够大，以致可以在样品中产生电子空穴，导致二次辐射（荧光）产生；两种光谱仪一种是波长色散光谱仪(WDX) ；另一种是能量色散光谱仪(EDX) 。

它们与波谱仪(WDS)和能谱仪(EDS)的区别是激发源使用X射线而不使用电子束。

X射线荧光(XRF)光谱仪在宝玉石学中的应用:①鉴定宝石种属(采用XRF测得马达加斯加粉红色绿柱石中含少量Cs、Rb等致色元素，故可确定其为铯绿柱石）；②区分天然与合成宝石（合成蓝色尖晶石中存在Co致色元素，而天然蓝色尖晶石中存在Fe杂质致色元素）；③鉴别优化处理宝石（熔合再造处理翡翠中富含天然翡翠中不存在的Pb杂质元素）。

【电子探针】电子探针基本原理：电子探针(EPMA)又称X射线显微分析仪。

它利用集束后的高能电子束轰击宝石样品表面，并在一个微米级的有限深度和侧向扩展的微区体积内激发，产生特征X射线、二次电子、背散射电子、阴极荧光等。

在扫描电镜中的高能电子束与样品互相作用后，从样品中激发出各种信息。

对于宝石工作者最常用的是3中信息：二次电子、背散射电子、特征X射线。

扫描电镜中做形貌观察主要是用二次电子，扫描电镜若带有能谱（EDS）则可运用特征X射线做成分分析。

各大纲要求的大型仪器的原理及应用：１、紫外－可见光分光光度计：测定宝石对可见光的吸收特征，由电子跃迁引起。

根据材料在紫外，可见光区的吸收光谱，可测定样品吸收波长或波长范围及吸收程度，对样品中组成成分进行定性或定量分析。

如：宝石颜色成因的研究和鉴定；黄色钻石595nm指示颜色为辐照+退火处理成因。

2、X射线衍射分析：晶体中原子层相互间隔与X射线的波长相近，X射线在这些原理层间产生衍射，衍射后产生的X光图像不同，据此可以进行晶体结构、物像等分析3、x-荧光分析（光谱）仪：利用高能的射线（X-光、伽玛射线等）激发样品的X-荧光，测定样品的化学成分，优点是准确度比较高，例如根据钻石样品含有Ni，Fe等化学元素判断样品为HPHT的合成钻石。

4、红外光谱仪：测定宝石对红外光的吸收特征，由分子振动引起。

物质的分子在红外线的照射下，吸收与其分子振动、转动频率一致的红外光，利用物质对红外光区电磁辐射的选择性吸收，对珠宝玉石的组成或结构进行定性或定量分析。

如：鉴定合成、优化处理、宝石品种等，翡翠B货具有强的2850，2920，2980、3050波数的红外吸收，未经处理的则没有。

5、电子探针:高能聚焦的电子束激发出样品微区的X-荧光. 测定样品的化学成分，优点是可以测定微区的化学成分，鉴定出露到表面的包裹体。

例如根据样品含有Pb，Mo等化学元素判断样品为助溶剂合成的红宝石。

6、电子显微镜：聚焦的高能电子束扫描样品的表面，被样品反射，或者透射样品.观察样品的超显微结构，用来研究宝石的结构特征，例如欧泊具有的球状结构，这种结构导致了欧泊的变彩。

7、拉曼光谱仪：光子与分子振动的能量交换形成的非弹性散射。

通过测定出分子振动的固有频率，判断分子的对称性，分子内部作用力的大小及一般分子动力学的性质，能无损快速地鉴定珠宝玉石及其内部包体或填充物。

测定微区的物相鉴定，内部的包裹体的物相鉴定，在鉴定合成、优化处理、宝石品种，尤其是宝石产地的鉴定上可以发挥重要的作用。

宝石鉴定仪器第一章宝石学常规鉴定仪器第一节放大镜放大镜和显微镜都是通过放大观看宝石的内含物和表面特点，是区分天然宝石、合成宝石、优化处置宝石及仿造宝石的重要仪器。

一、放大镜的结构三合镜：由两片凹凸面镜中央夹一片双凸面镜组成。

优势：消像差和色差像差：又叫球差，放大视域范围边缘部份图像的畸变。

色差：视域边缘部份显现彩色干与色的现象。

二、应用一、观看宝石的表面特点；二、观看宝石内部特点；3、综合评判。

三、放大镜的利用方式一、利用放大镜的姿势（1）一手持拿放大镜，另一手持拿宝石， 10×放大镜的工作距离 2.5cm±，放大倍数越大，工作距离越小，观看视域越小；注：放大倍数=清楚影像的最小距离/放大镜的焦距放大倍数常经常使用“X”表示，如10倍（10X）。

（2）持镜姿势：“三靠”（为保证长时刻稳固观看）；1）双肘靠于桌面或桌缘2）两手相靠3）持镜一手与脸相靠注意：①观看时双目睁开（为减轻长时刻观看造成的视觉疲劳）②戴眼镜的观看者可将放大镜切近眼镜二、照明放大镜观看需要充分、适合的照明，要让光线只照到样品上，不照射到放大镜上，尤其是不能照到眼睛。

观看时，宝石置于灯罩的边缘位置，灯罩下缘不高于双眼，不要让光线直接射到眼睛。

第二节显微镜显微镜和放大镜一样都是通过放大观看宝石的内含物和表面特点。

只是显微镜的放大倍数更高，分辨能力更强，是区分天然宝石、合成宝石及仿造宝石的重要仪器。

一、显微镜的结构一、镜身（1）目镜：双筒，放大倍数一样有10×和20×两种（2）物镜：放大倍数一样为0－4×，可调（3）变焦调剂圈（旋钮）：持续调剂物镜的放大倍数（4）调焦旋钮：调剂物镜与被测宝石之间的工作距离，使被测局部清楚对焦二、镜柱3、镜座（1）顶光源（顶灯）：表面垂直照射光源，一样为日光灯，方向可调（2）底光源（底灯）：底部照射透射光源，一样为白炽灯，内置，方向不可调，光强可通过滑键调剂强弱（3）锁光圈：操纵底光源照射的光量大小（4）挡板：改变底光源的照明方式（亮域/ 暗域）（5）宝石镊：夹持宝石用，可上下、左右、前后移动及自身旋转二、宝石显微镜的类型与照明方式显微镜有许多种类型，如单筒立体显微镜、双筒显微镜、双筒变焦显微镜、双筒立体显微镜、双筒立体变焦显微镜等。

第二章折射仪第一节折射仪的结构和工作原理一、工作原理：1、基本概念：折射反射光率体：光性指标体，是表示在晶体中传播的光波振动方向与晶体对该光波的折射率（简称相应的折射率）之间关系的立体几何图形。

1）均质体——圆球体等轴任意切面都是圆形R=N2）一轴晶——旋转椭球体：切面从圆形（常光）到以圆形半径（R=No）为某一半径的一系列椭圆形另一半径（Ne′）的最大值或最小值=NeNe＞No为正光性（U+），Ne＜No为负光性（U-）DR=︱Ne-No︱3）二轴晶——三轴（不等）椭球体：三轴分别为Ng（最大值）、Nm（中间值）、Np（最小值）垂直光轴的切面为圆形（两个），R=Nm其他切面均为以Ng′Nm、Np′Nm、 NgNp为半径的一系列椭圆形Ng-Nm＞Nm-Np为正光性（B+），Ng-Nm＜Nm-Np为负光性（B-）DR=Ng-Np2、原理：全内反射当光线从光密介质射入光疏介质时，入射角i＜折射角γ，i越大，γ也随之越大；当γ＝90°时，对应的i称为临界角（Φ）；当i＞Φ时，光线将全部反射回光密介质的现象称为全内反射。

二、结构a：待测宝石b：高折射率棱镜（单折射，光密介质）i、CZ：清晰度稍差ii、Pb玻璃：H低，易磨损c：透镜（聚焦和放大的作用）d：标尺：内标尺（昆工宝石材料系实验室用）、外标尺e：反射镜（三角棱镜，改变光路，便于观察）f：光源（钠光源，二极管发光，橙黄色光，λ＝589.5nm，宝石低色散）：内臵、外臵g：偏光片（提高观察的清晰度，观察时在目镜上方转动，选取最清楚位臵读数，可卸下）——折射仪的类型：内标尺外标尺：最新型号的为右旋标度折射仪第二节折射仪的使用方法（1）—近视法一、测试方法：近视法又叫精确测量法、刻面法；可测出宝石的精确RI，读数可精确到小数点后第二位，第三位为估读数。

1、适用对象：具有面积＞2mm 的光滑平整刻面的宝石。

2、接触液：又称折射油，成分为二碘甲烷，具强腐蚀性和毒性，价格昂贵；加入硫可调至RI为1.78，若再加入18﹪的四碘乙烯，折射率可调至1.81。

重点仪器(80%)次重点仪器(15% ±)非重点（5％±）现代宝石测试仪器总复习仪器名称 1 基本概念 2 基本原理 3 仪器的用途 4 优缺点 5 测试方法 6 使用范围7 数据形式1紫外－可见吸收光谱仪2 红外吸收光谱仪3 拉曼光谱仪4X 荧光光谱仪5X 射线粉晶衍射仪6激光诱导离解光谱仪7阴极发光仪8扫描电镜9电子探针10 绪论11剩余仪器1紫外－可见吸收光谱仪1.1 基本概念分子具有的三种不同能级：电子能级、振动能级和转动能级。

分子光谱：在辐射能作用下，由分子能级间的跃迁产生的光谱。

能级跃迁 : 电子能级间跃迁的同时，总伴随着振动和转动能级间的跃迁。

即电子光谱中中包含有振动能级和转动能级间跃迁产生的若干谱线而呈现宽谱带。

量子化：选择性吸收，吸收曲线与最大吸收波长入max，用不同波长的单色光照射，测吸收光度。

1.2 基本理论1.2.1 基本原理紫外—可见吸收光谱是在电磁辐射作用下，由宝石中原子、离子、分子的价电子和分子轨道上的电子在电子能级间的跃迁而产生的一种分子吸收光谱。

具不同晶体结构的各种彩色宝石，其内所含的致色杂质离子对不同波长的入射光具有不同程度的选择性吸收，由此构成测试基础。

按所吸收光的波长区域不同，分为紫外分光光度法和可见分光光度法，合称为紫外一可见分光光度法。

在宝石晶体中，电子是处在不同的状态下，并且分布在不同的能级组中，若晶体中一个杂质离子的基态能级与激发态能级之间的能量差，恰好等于穿过晶体的单色光能量时，晶体便吸收该波长的单色光，使位于基态的一个电子跃迁到激发态能级上，结果在晶体的吸收光谱中产生一个吸收带，便形成紫外可见吸收光谱。

1.2.2 宝石测试中常见三种紫外可见吸收光谱类型：a． d电子跃迁吸收光谱过渡金属离子为d电子在不同 d轨道能级间的跃迁，吸收紫外和可见光能量而形成紫外可见吸收光谱。

这些吸收谱峰受配位场影响较大。

d—d跃迁光谱有一个重要特点，即配位体场的强度对d轨道能级分裂的大小影响很大，从而也就决定了光谱峰的位置。

第七单元宝石鉴定仪器宝石鉴定中的常用的工具与仪器主要有宝石专用镊子、10X放大镜、宝石显微镜、手持式宝石手电筒，偏光镜、折射仪、二色镜、分光镜、查尔斯滤色镜、紫外荧光仪、热导仪、电子天平，以及部分大型仪器。

要求重点掌握常用工具和仪器的原理、结构、使用方法、观察结果解释。

1、镊子和手电筒镊子最好用不锈钢制造，夹子内侧要有齿槽，避免宝石滑脱。

宝石手电筒是宝玉石鉴定中方便实用的照明工具。

2、放大镜放大镜是宝玉石鉴定中最常用的一种工具，一般要求放大10X，因为一般宝石的净度都以10倍放大镜为标准。

使用方法；放大镜尽量贴近眼睛，然后把宝石向放大镜靠近，直到看清楚。

用10X放大镜观察宝石可以获得以下信息：（1）表面损伤—刻痕、凿痕和表面瑕疵（2）切磨质量—小面的准确性和对称性、弧面形宝石的圆度等。

（3）抛光质量—火痕、表面光洁度等。

（4）内部瑕疵和初始解理。

（5）包裹体类型和组合特征，与宝石结构、构造的关系。

（6）颜色的分布和生长线，以及某些人造宝石和弯曲生长线。

（7）由透过锆石、电气石、橄榄石等宝石的小面边棱重影而确定其较强的双折射率（8）拼合宝石的接合面、光泽的变化和扁平气泡等。

3、宝石显微镜用途：（1）放大。

（2）检查宝石表面，包括原石擦痕、蚀痕、三角座等特征以及双晶现象；琢型宝石的切磨质量，抛光质量；拼合宝石的特征等。

（3）检查宝石的内部，包括包裹体、生长线、颜色分布、全成宝石的气泡、瑕疵、初始解理和双折射率（小面边棱重影）等。

（4）使用上、下偏光片观察双折射率。

（5）使用单偏光观察多色性，每次只能看到一种颜色。

（6）用贝克线法、柏拉图法、实际厚度与真厚度比值法测定宝石的近似折射率值。

（7）用手提式分光镜代替目镜观测宝石的吸收光谱。

（8）上下偏光镜下再加锥光以观测宝石的干涉图。

（9）使用光度盘、分度镜、旋转台等进行宝石测定，包括晶面夹角，小面间夹角等。

（10）配上照像设备可进行显微照像。

4、折射率仪工作原理：折射率仪建立在全内反射原理的基础之上，它是靠测宝石的临界角值，并将它直接换算成宝石折射率值的仪器。

鉴定钻石的仪器及原理
鉴定钻石主要依靠以下几类仪器及其原理:
一、折射率测定仪
测定钻石的折射率是鉴定钻石的首要手段。

折射率与材料对光的折射强弱有关,不同材料折射率不同。

钻石的折射率在2.417-2.419之间。

测定仪器主要有折射率油浴测定仪。

放置钻石在测定池中,池中填充不同折射率的液体,当液体折射率与钻石相等时,钻石似消失,读数即为钻石折射率。

也有衍射光栅折射率仪,利用衍射原理测定折射率。

二、密度测定仪
钻石的密度在3.515-3.537g/cm3之间。

测定仪器有电子天平法、比重计法。

电子天平可精确测出钻石重量,结合体积计算密度。

比重计法是根据浮沉原理设计的仪器,可以直接读出钻石密度。

三、热导率测定仪
钻石导热系数在900-2320W/(m·K)之间,是导热性最好的天然材料。

测定仪器包括绝热法、对流法、光热法等。

基本原理是传热到钻石后检测温度变化,经计算求出钻石的导热系数。

四、色散测定仪
钻石有高的色散效应。

色散系数在0.044-0.049之间。

色散测定仪通常采用衍射光栅设计,利用不同波长光的衍射角度变化,测定钻石的色散系数。

五、荧光分析仪
钻石在紫外线激发下会出现蓝色荧光。

荧光分析仪通过紫外激发光源和荧光分析系统,检测样品的荧光特征,可以区分钻石和其他仿钻石。

综合利用上述仪器测试数据,可以有效识别钻石的真伪,是鉴定钻石的主要手段。

这些仪器以物理光学原理为基础,可以给出客观准确的测试结果。

系统宝石学第二篇宝石鉴定仪器第一节镊子和放大镜一．宝石镊子1.一种具有尖头夹持宝石的工具，内侧有凹槽或者“#”纹夹紧和固定宝石。

分为大中小三种型号，或者带锁和不带锁两种。

特殊种类宝石有专门的镊子（珍珠）。

2.使用时拇指和食指控制镊子开合，用力过松架不住，过紧宝石会蹦出。

3.弹簧宝石夹配备在宝石检测设备上。

（宝石显微镜等）二．放大镜放大倍数=清晰影像最小距离/放大镜焦距1.放大镜的结构1）双凸透镜单个双凸透镜组成，放大倍数小于3倍。

2）双组合镜两个平凸透镜组成。

3）三组合镜一个无铅玻璃做成的凹透镜和两个铅玻璃制成的凹凸透镜粘合。

最常用，视域宽，消除了图像畸变和彩色边缘现象（色像差），一般十倍放大，高倍数由于观察视野小焦距短而难于操作。

2.判断三组合镜的质量最好用方格纸。

1）视域中所有线条应平直，若线条弯曲或在视域边缘处线条宽窄不一，则质量不好。

2）视域中线条应清晰干净，若带有色边则质量不好。

3）视域中所有线条应同时保持准焦状态。

3.应用放大镜主要用于观察宝石表面特征以及内部特征。

1）外部特征包括宝石基本性质和加工质量确定宝石的光泽、刻面棱线的尖锐程度、表面平滑程度、原始晶面、解理、断口和拼合特征等；宝石的切磨质量和抛光质量的观察，各部分比率和修饰度。

2）内部特征包括色带、生长纹、后刻面棱线重影和包体等弧形色带合成，重影表示双折射率大，包体和晶面组合特征可表征成因（天然或合成以及产地）。

3）综合评价主要用于钻石的简易鉴定和净度分级、切工分级等3.使用方法使用时，一只手将放大镜尽可能的靠近眼睛，另一只手用镊子夹住宝石置于离放大镜约2.5厘米处的光下。

调整宝石与光源角度，反射光下可观察宝石的外部特征；光源从侧面或背面射入，有利于观察内部特征。

观察时，要求双眼同时睁开避免用眼疲劳。

4.保养透镜玻璃硬度较低，灰尘、宝石镊子及大多数宝石都可以划伤。

1）使用时应避免透镜与宝石或镊子接触。

2）当透镜表面有灰尘时，应用镜头纸轻轻擦拭。

大型仪器在宝石学中的运用宝石学讨论珠宝玉石的学科。

是以矿物学和岩石学为基础，并与材料学、工艺美术学等一些学科相互渗透进展起来的一个新的学科。

已经在高校中度过了两年了，在第三年中，我们应对于我们的专业需要有一个更加升入的了解。

我们需要更加升入讨论珠宝玉石的化学成分、矿物组分、结构和构造、物理性质、化学性质、形成的地质环境和成因机制、分布规律及其资源开发，人工珠宝玉石制造、改善，珠宝玉石款式设计与加工工艺，珠宝玉石市场规律与经贸特点。

通常我们在平常的讨论学习中，我们通常会运用到很多的仪器，就像钻石鉴定中的热导仪，是由于钻石具有极高的导热性能，用于鉴别钻石及其仿制品。

又例如分光镜，宝石的颜色是宝石对不同波长的可见光选择性汲取造成的。

未被汲取的光混合形成宝石的体色。

宝石中的致色元素常有特定的汲取光谱。

通过观看宝石的汲取光谱，可以关心鉴定宝石品种，推断宝石的致色缘由，讨论宝石颜色的组成。

还有二色镜，二色镜是用来特地观看宝石多色性的•种常规仪器。

多色性在某些状况下也是判定宝石品种的依据，尤其是当折射仪, 偏光镜等仪器不能确定有色宝石是均质体还是非均质体时.，二色镜能特别有效地推断有色宝石的光性特征。

还有偏光镜，紫外灯，折射仪，显微镜等等。

现代高新科技的进展，促进了新的合成及人造宝石及优化处理宝石品种的相继面市。

一些合成宝石与自然宝石之间的差别日趋缩小，一些优化处理宝石的表面及内部特征与自然宝石相差无几，使得宝玉石鉴定中的一些疑难、热点问题应运而生。

一些传统、常规的宝石鉴定仪器及鉴定方法已难以满意珠宝鉴定的要求。

近年来，国外•些大型分析测试仪器的引进及应用，使我们国家珠宝鉴定与讨论机构初步摆脱了过去那种单一的鉴定对比模式。

迄今，珠宝鉴定工作者主要用它们来解决传统的检测仪器所无法解决的某些疑难问题。

不容置疑，先进的分析测试技术在宝石学鉴定与讨论领域中将发挥出愈来愈重要的作用。

仅仅运用这些常用仪器只能对于宝玉石做一个比较初步的观看与鉴定。

大型珠宝鉴定仪器：x射线荧光光谱仪1．方法原理x射线荧光光谱是通过x射线管发出的初级x射线激发样品中的原子，产生的荧光x射线通过探测器的测量，记录其波长和强度，进行元素的定性、定量分析。

x射线（λ0.001-10nm）是一种波长很短的电磁波，介于紫外线和r射线之间。

在高真空的x射线管内，当由几万伏高电压加速的一束高速运动的电子流投射到阳极金属靶（如钨靶、铜靶等）上时，电子的动能部分转变成x光辐射能，并以x射线形式辐射出来。

从金属靶射出的x射线主要由两类波长、强度不等的x射线组成，即连续x射线谱及特征x射线谱。

连续x射线谱指在x射线波长范围内，由其短波限开始并包括各种x射线波长所组成的光谱。

特征x 射线谱则指当加于x光管的高电压增至一定的临界数值时，使高速运动的电子动能足以激发靶原子的内层电子时，便产生几条具一定波长且强度很大的谱线，并叠加在连续x射线谱上，由特征x射线组成的光谱称为特征x射线谱。

特征x射线谱源自原子内层的跃迁。

当高速运动的电子激发原子内层电子，而导致x射线的产生，这种x射线称为“初级x射线”。

若以初级x射线为激发手段，用以照射宝石样品，会造成宝石的原子内的电子发生电离，使内层轨道的电子脱离原子，形成一个电子空位，原子处于“激发态”，这样外层电子就会自动向内层跃迁，填补内层电子空位，进而发射出一定能量的x射线。

由于它的波长和能量与原来照射的x射线不同，即发出“次级x射线”。

人们将这种由于x射线照射宝石而产生的次级x射线称为x射线荧光。

通常x 射线荧光只包含特征x射线谱，而缺乏连续x射线谱。

……只要测出荧光X射线的波长，就可以知道元素的种类，这就是荧光X射线定性分析的基础。

此外，荧光X射线的强度与相应元素的含量有关，据此，可以进行元素定量分析。

X光荧光（XRF）光谱产生的原因是：荧光的产生是由于初始x射线光子能量足够大，以致可以在样品中产生电子一空穴，导致二次辐射（荧光）的产生。

2．仪器X射线荧光光谱分析仪：波长色散光谱仪、能量色散光谱仪（1）波长色散光谱仪波长色散光谱仪是通过分光晶体对不同波长的X射线荧光进行衍射而达到分光的目的，然后用探测器探测不同波长处的X射线荧光强度，这项技术称为波长色散X射线荧光光谱仪，其主要由X射线发生器、分光系统（晶体分光器）、准直器、检测器、多递脉冲分析器及计算机组成。

第二章大型测试仪器在宝石学中的应用现代高新科技的发展，促进了新的合成及人造宝石及优化处理宝石品种的相继面市。

一些合成宝石与天然宝石之间的差别日趋缩小，一些优化处理宝石的表面及内部特征与天然宝石相差无几，使得宝玉石鉴定中的一些疑难、热点问题应运而生。

一些传统、常规的宝石鉴定仪器及鉴定方法已难以满足珠宝鉴定的要求。

近年来，国外一些大型分析测试仪器的引进及应用，使我国珠宝鉴定与研究机构初步摆脱了过去那种单一的鉴定对比模式。

迄今，珠宝鉴定工作者主要用它们来解决传统的检测仪器所无法解决的某些疑难问题。

不容置疑，先进的分析测试技术在宝石学鉴定与研究领域中将发挥出愈来愈重要的作用。

第一节X射线荧光光谱仪自从1895年伦琴(RoentgenWC)发现X射线之后不久，莫斯莱(MoseleyHG)于1913年发表了第一批X射线光谱数据，阐明了原子结构和X射线发射之间的关系，并验证出X射线波长与元素原子序数之间的数学关系，为X射线荧光分析奠定了基础。

1948年由弗里特曼和伯克斯设计出第一台商业用波长色散X射线光谱仪。

自20世纪60年代后，由于电子计算机技术、半导体探测技术和高真空技术日新月异，促使X射线荧光分析技术的进一步拓展。

X荧光分析是一种快速、无损、多元素同时测定的现代测试技术，已广泛应用于宝石矿物、材料科学、地质研究、文物考古等诸多领域。

一、基本原理X射线是一种波长(入二0．001～10nm)很短的电磁波，其波长介于紫外线和Y射线之间。

在高真空的x射线管内，当由几万伏高电压加速的一束高速运动的电子流投射到阳极金属靶(如钨靶、铜靶等)上时，电子的动能部分转变成x光辐射能，并以x射线形式辐射出来。

从金属靶射出的X射线主要由两类波长、强度不等的x射线组成，即连续x射线谱及特征x射线谱。

前者指在x射线波长范围内，由其短波限开始并包括各种x射线波长所组成的光谱。

后者则指当加于x光管的高电压增至一定的临界数值时，使高速运动的电子动能足以激发靶原子的内层电子时，便产生几条具一定波长且强度很大的谱线，并叠加在连续x射线谱上，由特征x射线组成的光谱称为特征x射线谱。