2014/3/14 10:48:45
折射率是透明矿物的重要光学常数，是鉴定宝石品种的主要依据。从折射仪上可测出宝石的折射率、轴性及光性符号等。由于宝石的光学特性不同，它们在折射仪上出现的情况也各不相同。
一）折射率的测定
使用折射仪可以对其上抛光刻面或弧面的宝石的折射率进行测试，测试范围因所用折射仪棱镜和接触液而异，通常情况下测试折射率范围是1.35~1.81。
在使用折射仪进行测试的过程中要注意两个问题。首先是高折射率玻璃棱镜硬度较小，若使用不当，几乎所有的宝石材料都能在棱镜上留下划痕。其次是接触液要适量。由于接触液密度很大，若点得过多，密度较小的宝石会漂浮；若点得过少，则不能使宝石与棱镜产生良好的光学接触。
1.刻面宝石的大刻面折射率的测定
当宝石为刻面型时，采用下列方法和步骤进行测试，称之为近视法或刻面法
1)用酒精清洗宝石和棱镜。
2)打开光源，观察视域的清晰程度。
3)选择宝石最大刻面，放置于金属台上。
4)在棱镜中央轻轻点一小滴接触液，通常以油滴直径约2mm为宜
5)轻推宝石至棱镜中央，通过接触液与棱镜产生良好的光学接触。
6)眼睛靠近目镜观察视域内标尺的明暗情况，读数（如图4-6）。
图4-6宝石折射率的测试
7)用手指轻轻转动宝石360°，每转一定角度进行一次观察，读数并记录。所转动角度依据观察者的经验和宝石的情况而定。初学者应每转动15°读数一次，这样虽准确但所需时间较长；经验丰富者可转动45°~90°观察和读数一次。
8)测试完毕，将宝石轻推至金属台上，取下。
9)清洗宝石和棱镜。清洗棱镜时要注意将蘸有酒精的棉球或镜头纸沿着一个方向擦洗，以防接触液中析出的硫划伤棱镜。
若测试的样品为非均质体，则必须转动目镜上的偏光片（即转动偏光片），至留下一条阴影边界，读出折射率值；转动偏光片再留下另∵条阴影边界，读出另一折射率值。分别记录两个折射率值（如图4-6）。
2.弧面宝石折射率的测定
为了扩大折射仪的使用范围，对小刻面宝石或弧面型宝石的折射率可采用点测法进行近似测试，方法如下。
1)清洗棱镜和宝石。
2)在金属台上点一滴接触油。
3)手持宝石，用弧面或小刻面接触金属台上的油滴，以保证宝石上的接触油滴直径约为0.2mm。若宝石上的油滴较大，则不易得到清晰而准确的读数。
4)将带有合适油滴的宝石轻轻放置于棱镜中央，通过油滴与棱镜形成良好的光学接触。
5)眼睛距目镜30~45cm,平行目镜前后（有人称之为上、下）移动头部。
6)观察油滴呈半明半暗时明暗交界处的读数并记录，一般读数到小数点后第二位。
3.观察现象及结论
在折射仪使用方法和操作步骤正确的情况下，对大刻面的宝石进行测试，可以观察到如下现象。
1)转动宝石360°视域内出现一条阴影边界。若快速转动配置在目镜上的偏振镜片，阴影边界无上下跳动的现象，表明此宝石为均质体宝石、非晶质宝石或多晶集合体宝石。大多数多晶集合体宝石都加工成弧面型，有的多晶集合体也会出现模糊的双阴影边界，这是由于晶体有一定程度的选择性定向。
2)转动宝石360°视域内出现两条阴影边界，其中一条在宝石转动过程中保持读数不变这种情况说明宝石为一轴晶。不动的阴影边界读数为常光的折射率值No，而随着宝石的转动改变读数的阴影边界为异常光折射率值Ne。若Ne）No则此宝石为一轴晶正光性，若Ne（No几则此宝石为一轴晶负光性。
3)转动宝石360°视域出现两条阴影边界，两条阴影边界随着宝石的转动而上下移动,这种情况说明宝石为二轴晶。转动宝石过程中，若大折射率阴影边界上下移动幅度比小折射率边界移动幅度大，则说明宝石为二轴晶正光性；反之，则说明宝石为二轴晶负光性。
4)转动宝石360°，整个视域较暗，仅能观察到折射油所形成的位于1.81附近的阴影边界。采用远视法，加大眼睛与折射仪间的距离，会观察到宝石、接触液、棱镜相互接触区的阴影永远呈现黑暗。这种现象表明宝石的折射率大于接触液的折射率，通常即大于1。81。由于得不到读数，故称之为“负读数”，如翠榴石、锆石等通常光泽较强的宝石。 此外还有几种特殊现象。
①假均质体现象，即转动宝石360°，好像只有一条阴影边界，但快速转动偏振镜片，阴影边界好像在上下跳动。这种现象实际反映了待测宝石是非均质体，其双折率很小，两条阴影边界距离很小，肉眼难以分辨。加上偏光目镜后，随着其转动，可依次将两条阴影边界分离呈现,如磷灰石，其双折射率为0.003,符山石双折射率可以更小。
②假一轴晶现象。有些二轴晶宝石的Ng与Nm或Np差值很小，当转动宝石360°时，好像其中一条阴影边界不动，如托帕石（Nm=1.069,Ng=1.616,Np=1.606）。
③特殊光性方位。当一轴晶宝石的光轴平行折射仪长轴方向时，两条阴影边界重合，但随着宝石的转动，这种现象随即消失。若二轴晶宝石（特别是斜方晶系宝石）的测试刻面与某个振动方向垂直时，则必有一条阴影不动，与一轴晶宝石的现象一致，但只要换一个测试刻面这种现象即消失。
④某些具有特别双折射率的宝石，其中一个折射率值位于折射仪测试范围之内，而另一个折射率值却超出了测试范围。如菱锰矿，其No=1.84）1.81,Ne=1.58,当转动宝石时，虽然只有一条阴影边界可见，但却是随着宝石转动在不停地移动，极易迷惑初学者。
二）宝石光率体主轴折射率及双折射率的测定
用宝石折射仪可以测定光率体三个主轴的折射率和双折射率。在大刻面上测定折射率时，如果双折射率较大则可以明显见到两条界线，双折射率较小时不十分明显。转动目镜上的偏光镜去掉∵个界线并读数，再转动偏光镜去掉已读过的界线显示另一界线进行读数。两个读数的差值，即为该侧方向上的双折射率，但并非是最大双折射率（教科书上给出的双折射率是最大的）。要测得最大双折射率，就必须还一转动宝石一定的小角度（15度左右）进行测定、记录读数。在记录下的很多组读数中，选取其最小值及最大值，两者之差即为最大双折射率。其原理见下述内容。
一个台面上，为什么能测出3个光率体主轴的折射率与最大双折射率？为什么能判别轴性与光性正负？这就必须搞清折射仪读出的折射率是光率体哪个切面上的折射率。很多人误认为所测的折射率就是台面（与玻璃半球接触的面）内的光率体切面的两个折射率。事实上这是错误的，研究证明，它应该是与全反射临界角折射线垂直的、与半圆柱台面垂直的直立面内的光率体切面的折射率。如果是一轴晶，这个切面折射率是Ne′-No（Ne′介于No与Ne之间），当Ne′>No时为正晶，而当Ne′（No时为负晶；如果是二轴晶，每一个切面的折射率为Ng′-Np′，则Nm>Np>Np,Nm（Ng′（Ng。每转一角度就有不同Ng`Np′的折射率。在转动180°过程中光率体的每工个主轴总是可以分别进人垂直临界角折射线的直立面内，成为具有该主轴的光率体切面，此时测出的折射率必有一个是主轴的折射率。
三）宝石轴性及光性符号的判别
在折射仪上判别均质体（等轴晶系与一般玻璃）、一轴晶、二轴晶的判别，在前述折射仪上的现象与结论中作了简要的说明，但对其理论基础未作说明。下面就其理论基础作一说明。
1.均质体 均质体光率体为圆球，其光率体切面都有一个直径相等的圆。各方向上的折射率相等，所以在折射仪上只有一个不动的分界线（即一个读数）。
2.一轴晶 一轴晶光率体是一个旋转椭球体，它的任意切面都有一个直径不变的No和另一直径改变的Ne′，Ne′从No变到Ne。这样的切面有不同大小的两个折射率（用目镜上的偏光镜转动来测出）。在转动宝石时，其中一个折射率值是固定不变的（明暗界线不动）。其原因是一轴晶的任意切面中都有No，所以其中一个折射率不变；另一个折射率是Ne′，它随宝石的旋转而改变大小，从No到Ne。因此，如果一个折射率在变化，另一个不动，则该宝石是一轴晶。如果变化的折射率大于不变化的折射率，即Ne′）No，则该宝石为一轴正晶（正光性）