试验一折射仪原理结构和使用方法
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棱镜式分光镜可以产生明亮光谱，但是红光区的颜色和谱线比较密集，使红光区的分 辨率差。
四、光栅式分光镜的结构 光栅式分光镜使用光栅分解通过宝石的光线。结构如图。 光栅式分光镜产生的光谱各色区分布均匀，红光区的分辨率比棱镜式分光镜好。但是
4
需要强光源。
图 8 直读绕射光栅式分光镜结构及光路示意图
五、分光镜的照明方式
暗区：与折射的光线所对应； 亮区：与全反射的光线所对应； 阴影边界：与临界角的数值相对应。临界角的数值取决于相接触的两介质的折射率。折 射仪棱镜的折射率一定，临界角的数值由宝石的折射率决定。 三、折射仪的结构 标准型折射仪的结构如图 3 所示。主要组成部分有以下几种：
图 3 折射仪的亮区和暗区 1
图 4 折射仪外观
⒌折射仪被严重划伤或畸形，不能获得精确读数；
⒍宝石折射率大于折射油，仅有的阴影边界是折射油的；
⒎眼睛的位置要正确，不能偏上或偏下。
⒏表面有涂层的宝石要重新抛光后才能测定。
八、折射仪的局限性
图 5 点测法示意图
2
⒈折射仪的工作上限为 1.81，因此无法测定折射率大于 1.81 的宝石； ⒉不能测未抛光的原石； ⒊不能区分天然宝石与合成宝石； ⒋不能测定某些人工处理的宝石。 九、点测法测定近似折射率 如果宝石抛光不好，刻面太小或为弧面形琢型，可以用点测法测定近似折射率。方法 如下： ⒈将宝石和棱镜清洗干净； ⒉将少许折射液滴在棱镜边的金属台上，取待测宝石沾一点折射业液后，放在棱镜上； ⒊眼睛离目镜 30-40cm，可以观察到圆形或椭圆形液泡； ⒋上下移动眼睛，使明暗分界位于液泡中央，在明暗分界处读数，即得到宝石近似折 射率。 十、记录格式：
实验一 折射仪原理、结构和使用方法
一、目的要求 ⒈熟悉标准型折射仪的原理和结构。 ⒉掌握测定宝石折射率和双折射率的方法。 ⒊掌握用点测法测定宝石的近似折射率。 二、折射仪原理 所有的折射仪均是根据光的全反射原理制成。 当光线从光密介质射入光疏介质时，总是折离法线，入射角小于折射角。增加入射角达 到某一定数值时，光线会从两介质的接触界面穿过，此时折射角等于 900，所对应的入射角 为全反射临界角。如果再增加入射角，光线将按反射定律返回原介质，即发生了全反射。
图 6 一些常见宝石的吸收光谱示意图
三、棱镜式分光镜的结构 棱镜式分光镜由一组棱镜列组成，如图。棱镜可以把通过宝石的光线予以分解，一般 使用 3—5 个棱镜，以获得比较直的光路。在分光镜的一端设计有狭缝，接受来自宝石的光 线。狭缝越窄，则进入宝石的散杂光线越少，光谱越清晰。
图 7 直读棱镜式分光镜结构及光路示意图
四碘乙烯（折射率 1.81）。
四、折射仪用途
⒈测定宝石的折射率；
⒉确定单折射宝石和双折射宝石；
⒊测定双折射宝石的最大折射率；
⒋确定一轴晶宝石和二轴晶宝石及光性符号。
五、测定步骤
⒈仔细清洗宝石和棱镜；
⒉在棱镜中央滴一滴折射液；
⒊从目镜中观察折射液的阴影边界位置；
⒋将待测宝石台面向下放在金属台上，在轻轻推到棱镜上；
⒌从目镜中观察，找出阴影边界位置，旋转宝石，观察阴影边界特征；
⒍旋转宝石，读出最大折射率；再旋转宝石，读出最小折射率。最大折射率与最小折
射率的差值
六、结果解释
⒈单阴影边界，且旋转宝石 360o 没有变化。待测宝石为单折射宝石。 ⒉双阴影边界，旋转宝石 360o，其中一条阴影边界向上或向下移动，另一条固定不动。
⒈半球形棱镜：用高折射率的铅玻璃制成，折射率可以达到 1.96，但是铅玻璃的硬度
比较低，，易于磨损变形，使用时要特别小心。金刚石和立方氧化锆棱镜的硬度高，但是色
散也高，需要同时使用单色光光源。
⒉单色光光源：一般使用钠光源或发黄光的二极管。
⒊内标尺：可以直接从标尺上读出宝石折射率，读数精度 0.01。
大值移过半路程点，则 Ng--Nm＞Nm--Np 宝石为二轴晶正光性； 如果小值移过半路程点，则 Ng--Nm＜Nm—Np，宝石为二轴晶负光性。
七、获得精确读数应注意的问题
⒈要使用单色光光源，并保证有足够亮的照明；
⒉将宝石和棱镜清洗干净，保证两者之间良好的光学接触；
⒊折射液用量要合适；
⒋太小或严重划伤、磨损的刻面不能获得精确读数；
⒈透射法：光线直接透过宝石，进入分光镜狭缝。适用于颜色较深的宝石。
⒋三角形棱镜：改变光传播方向。
⒌一组透镜：放大图象。
在使用标准型折射仪时，必须使用折射液，以保持宝石和半球形棱镜之间良好的光学
接触。有许多液体可以使用，一个重要的条件是折射液的折射率必须大于待测宝石的折射率。
常用的有二碘甲烷（折射率 1.742）；二碘甲烷+溶解硫（折射率 1.78）；二碘甲烷+溶解硫+
样源自文库名称
折射仪测定宝石的折射率和最大双折率
颜色 琢型 最大折射率 最小折射率
最大双折率
轴性与光性
3
实验二 分光镜
一、目的要求 ⒈熟悉光栅式分光镜的原理与结构。 ⒉学会使用分光镜观察宝石光谱的方法。 ⒊熟悉常见几种重要的光谱特征。 二、分光镜的原理 分光镜是利用宝石对可见光部分波长的单色光的选择吸收的原理制成。利用色散元件 把通过宝石的光予以分解，则被吸收的部分就会在光谱中表现为间断，由此构成具有黑色吸 收带或吸收线的光谱。不同的宝石致色因素不同，并且在光谱中有不同的吸收位置，形成不 同的吸收光谱特征。根据吸收光谱特征就可以鉴定宝石。
待测宝石为一轴晶宝石。如果大值移动，小值不动，则 Ne＞No，宝石为一轴晶正光性；如 果小值移动，大值不动，Ne＜No，宝石为一轴晶负光性。
⒊双阴影边界，旋转宝石 360o，两条边界都固定不动，待测宝石为一轴晶宝石，而且
所测刻面垂直光轴。此时两条边界读数的差值，为一轴晶宝石的最大双折射率。
⒋双阴影边界，旋转宝石 360o 都移动，待测宝石为二轴晶宝石。旋转宝石 360o，如果
图 1 光的折射和全反射
图 2 折射仪结构示意图的亮区和暗区
全反射原理：所有以小于临界角的角度与界面相遇的光线将进入光疏介质；所有以大于 临界角的角度与界面相遇的光线将返回光密介质。
在折射仪中，棱镜相当于光密介质，待测宝石相当于光疏介质。折射仪上未放宝石时，， 从目镜中可以看见一条明亮的光带，放置宝石后，光带被阴影边界分为暗区和亮区。
四、光栅式分光镜的结构 光栅式分光镜使用光栅分解通过宝石的光线。结构如图。 光栅式分光镜产生的光谱各色区分布均匀，红光区的分辨率比棱镜式分光镜好。但是
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需要强光源。
图 8 直读绕射光栅式分光镜结构及光路示意图
五、分光镜的照明方式
暗区：与折射的光线所对应； 亮区：与全反射的光线所对应； 阴影边界：与临界角的数值相对应。临界角的数值取决于相接触的两介质的折射率。折 射仪棱镜的折射率一定，临界角的数值由宝石的折射率决定。 三、折射仪的结构 标准型折射仪的结构如图 3 所示。主要组成部分有以下几种：
图 3 折射仪的亮区和暗区 1
图 4 折射仪外观
⒌折射仪被严重划伤或畸形，不能获得精确读数；
⒍宝石折射率大于折射油，仅有的阴影边界是折射油的；
⒎眼睛的位置要正确，不能偏上或偏下。
⒏表面有涂层的宝石要重新抛光后才能测定。
八、折射仪的局限性
图 5 点测法示意图
2
⒈折射仪的工作上限为 1.81，因此无法测定折射率大于 1.81 的宝石； ⒉不能测未抛光的原石； ⒊不能区分天然宝石与合成宝石； ⒋不能测定某些人工处理的宝石。 九、点测法测定近似折射率 如果宝石抛光不好，刻面太小或为弧面形琢型，可以用点测法测定近似折射率。方法 如下： ⒈将宝石和棱镜清洗干净； ⒉将少许折射液滴在棱镜边的金属台上，取待测宝石沾一点折射业液后，放在棱镜上； ⒊眼睛离目镜 30-40cm，可以观察到圆形或椭圆形液泡； ⒋上下移动眼睛，使明暗分界位于液泡中央，在明暗分界处读数，即得到宝石近似折 射率。 十、记录格式：
实验一 折射仪原理、结构和使用方法
一、目的要求 ⒈熟悉标准型折射仪的原理和结构。 ⒉掌握测定宝石折射率和双折射率的方法。 ⒊掌握用点测法测定宝石的近似折射率。 二、折射仪原理 所有的折射仪均是根据光的全反射原理制成。 当光线从光密介质射入光疏介质时，总是折离法线，入射角小于折射角。增加入射角达 到某一定数值时，光线会从两介质的接触界面穿过，此时折射角等于 900，所对应的入射角 为全反射临界角。如果再增加入射角，光线将按反射定律返回原介质，即发生了全反射。
图 6 一些常见宝石的吸收光谱示意图
三、棱镜式分光镜的结构 棱镜式分光镜由一组棱镜列组成，如图。棱镜可以把通过宝石的光线予以分解，一般 使用 3—5 个棱镜，以获得比较直的光路。在分光镜的一端设计有狭缝，接受来自宝石的光 线。狭缝越窄，则进入宝石的散杂光线越少，光谱越清晰。
图 7 直读棱镜式分光镜结构及光路示意图
四碘乙烯（折射率 1.81）。
四、折射仪用途
⒈测定宝石的折射率；
⒉确定单折射宝石和双折射宝石；
⒊测定双折射宝石的最大折射率；
⒋确定一轴晶宝石和二轴晶宝石及光性符号。
五、测定步骤
⒈仔细清洗宝石和棱镜；
⒉在棱镜中央滴一滴折射液；
⒊从目镜中观察折射液的阴影边界位置；
⒋将待测宝石台面向下放在金属台上，在轻轻推到棱镜上；
⒌从目镜中观察，找出阴影边界位置，旋转宝石，观察阴影边界特征；
⒍旋转宝石，读出最大折射率；再旋转宝石，读出最小折射率。最大折射率与最小折
射率的差值
六、结果解释
⒈单阴影边界，且旋转宝石 360o 没有变化。待测宝石为单折射宝石。 ⒉双阴影边界，旋转宝石 360o，其中一条阴影边界向上或向下移动，另一条固定不动。
⒈半球形棱镜：用高折射率的铅玻璃制成，折射率可以达到 1.96，但是铅玻璃的硬度
比较低，，易于磨损变形，使用时要特别小心。金刚石和立方氧化锆棱镜的硬度高，但是色
散也高，需要同时使用单色光光源。
⒉单色光光源：一般使用钠光源或发黄光的二极管。
⒊内标尺：可以直接从标尺上读出宝石折射率，读数精度 0.01。
大值移过半路程点，则 Ng--Nm＞Nm--Np 宝石为二轴晶正光性； 如果小值移过半路程点，则 Ng--Nm＜Nm—Np，宝石为二轴晶负光性。
七、获得精确读数应注意的问题
⒈要使用单色光光源，并保证有足够亮的照明；
⒉将宝石和棱镜清洗干净，保证两者之间良好的光学接触；
⒊折射液用量要合适；
⒋太小或严重划伤、磨损的刻面不能获得精确读数；
⒈透射法：光线直接透过宝石，进入分光镜狭缝。适用于颜色较深的宝石。
⒋三角形棱镜：改变光传播方向。
⒌一组透镜：放大图象。
在使用标准型折射仪时，必须使用折射液，以保持宝石和半球形棱镜之间良好的光学
接触。有许多液体可以使用，一个重要的条件是折射液的折射率必须大于待测宝石的折射率。
常用的有二碘甲烷（折射率 1.742）；二碘甲烷+溶解硫（折射率 1.78）；二碘甲烷+溶解硫+
样源自文库名称
折射仪测定宝石的折射率和最大双折率
颜色 琢型 最大折射率 最小折射率
最大双折率
轴性与光性
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实验二 分光镜
一、目的要求 ⒈熟悉光栅式分光镜的原理与结构。 ⒉学会使用分光镜观察宝石光谱的方法。 ⒊熟悉常见几种重要的光谱特征。 二、分光镜的原理 分光镜是利用宝石对可见光部分波长的单色光的选择吸收的原理制成。利用色散元件 把通过宝石的光予以分解，则被吸收的部分就会在光谱中表现为间断，由此构成具有黑色吸 收带或吸收线的光谱。不同的宝石致色因素不同，并且在光谱中有不同的吸收位置，形成不 同的吸收光谱特征。根据吸收光谱特征就可以鉴定宝石。
待测宝石为一轴晶宝石。如果大值移动，小值不动，则 Ne＞No，宝石为一轴晶正光性；如 果小值移动，大值不动，Ne＜No，宝石为一轴晶负光性。
⒊双阴影边界，旋转宝石 360o，两条边界都固定不动，待测宝石为一轴晶宝石，而且
所测刻面垂直光轴。此时两条边界读数的差值，为一轴晶宝石的最大双折射率。
⒋双阴影边界，旋转宝石 360o 都移动，待测宝石为二轴晶宝石。旋转宝石 360o，如果
图 1 光的折射和全反射
图 2 折射仪结构示意图的亮区和暗区
全反射原理：所有以小于临界角的角度与界面相遇的光线将进入光疏介质；所有以大于 临界角的角度与界面相遇的光线将返回光密介质。
在折射仪中，棱镜相当于光密介质，待测宝石相当于光疏介质。折射仪上未放宝石时，， 从目镜中可以看见一条明亮的光带，放置宝石后，光带被阴影边界分为暗区和亮区。