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415.5nm2)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）（5）眼睛距目镜30~45cm，移动头部读数（液滴映像半明半暗位置为近视折射率）（6）清洗四、用途及结果判断（一）用途1、测试宝石的RI和DR2、判断均质体还是非均质体3、确定轴性（一轴晶或二轴晶）4、确定光性（正光性或负光性）（二）结果判断1、现象：转动宝石360度，视域中出现一条阴影边界，并且调换不同的刻面测试，仍是一条不动。

结论：均质体宝石或多晶集合体宝石2、现象：转动宝石360度，两条阴影边界，其中一条在转动过程中保持不变。

结论：一轴晶宝石（如蓝宝石、水晶、碧玺）不动的边界代表No，移动的为Ne若Ne＞No 正光性，若Ne＜No 负光性，DR =|No- Ne|3、现象：转动宝石360度，两条阴影边界且都随着宝石的转动而上下移动结论：二轴晶宝石（如橄榄石、透辉石等低级晶族的宝石）轴性判断：（1）高折射率阴影边界变化幅度比低折射率的大，说明：Ng-Nm>Nm-Np 正光性（2）低折射率阴影边界变化幅度比高高折射率的大，说明：Ng-Nm<Nm-Np 负光性4、几种特殊现象（1）假均质体现象DR很小的宝石（如磷灰石）：转动360度似乎只有一条阴影边界，但快速转动偏光片，像是在跳动蓝锥矿：RI 1.757~1.804且为正光性（2）假一轴晶现象二轴晶的Ng与Nm或Nm与Np差值很小，似乎一条不动，如：金绿宝石（Nm 接近Np）（3）特殊的双折射宝石：一个值在测试范围内，一个值超出范围，如：菱锰矿，No=1.84 Ne=1.58且为负光性出现Ne一条阴影边界上下跳动（4）特殊方向的测面如：一轴晶宝石垂直光轴方向的切面，转动宝石和偏光片，两条阴影均不移动五、注意事项三个方面：宝石性质、操作技巧、仪器条件1、与宝石性质有关（1）注意前文中的特殊现象（2）样品是否清洁、抛光良好、是否腹膜2、与操作技巧有关（含仪器保养）（1）观察姿势要正确，视线要垂直于目镜平面（2）接触液要适量，视宝石大小形状而定。

过多，宝石漂浮；过少，挥发快，S析出，不能良好接触（3）对多孔宝石（会吸收接触液）最好不测（4）棱镜台一定要保持清洁，且清洗时要轻轻向一方向擦拭（防划伤）（5）滴接触液时，不要将滴管碰到棱镜（6）用手推入宝石，不能用镊子，避免划伤棱镜（7）测试完毕，将宝石和棱镜清洗干净，把手洗净3、与仪器条件有关（1）棱镜是否完好（2）刻度标定是否正确（是否有系统误差）低值用水晶标定（1.544~1.553）高值用合成尖晶石（1.727）（3） 1.78（或1.81）为接触液的阴影4、视域中看不到阴影的情况（1）RI＞1.78或者RI＜1.40 负读数：宝石的折射率值高于折射仪的测试范围（2）宝石未放好（3）接触液不适量六、局限性1、所测宝石必须有抛光面2、所测宝石有一定范围（1.35~1.78）3、几乎不能区分天然与合成宝石4、不能区分优化处理宝石二色镜的使用方法相关概念1、多色性：对有色透明的非均质体单晶宝石在非光轴方向观察时，出现不同方向、颜色不同或同一颜色深浅变化的现象。

2、产生原因：当一束白光通过有色的双折射材料时，分解成两条振动方向相互垂直的偏振光，宝石材料由于原子结构的异向性，对两束偏振光的选择吸收有差异。