偏光镜于宝石学的用途 宝石偏光镜

1结构与原理

偏光镜是一种简单而有用的宝玉石鉴定仪器,普通的偏光镜由安装合适的圆形的上、下两片偏振片以及由放置在仪器底座内的低功率灯泡提供的照明光源组成。上部偏光片称为上偏光片,它是可以转动的,下部偏光片称为下偏光片,它则是固定的,如果两个偏光片都是固定的,则它们必须处于正交(消光)的位置上。

偏光镜也是利用光的折射和双折射原理设计的。

2主要宝石学用途

1. 区分各向同性和各向异性宝石。

2. 测定光性(单折射、异常双折射、双折射、不消光)。

3. 解析干涉图(一轴晶及二轴晶)。

4. 检查多色性。

5. 与石英楔配合测定光符。

6. 区分各向异性单晶质宝石与多晶质宝石。

3具体使用方法

1. 区分各向同性和各向异性的宝石

(1)首先使偏光镜视域处于正交状态(全黑暗)。

(2)将待测样品置于上、下偏光片间的载物台上。

(3)旋转载物台360°,看宝石的变化而对其作出判断。若全黑,则宝石为各向同性宝石;若四明四暗,则宝石为各向异性宝石。

注意:许多各向同性宝石,如钻石、尖晶石和石榴石等都有异常消光现象,经常被误认为是各向异性宝石。异常消光与各向异性宝石的消光是不同的,前者常见斑马状消光条带,在宝石旋转360°的任何位置,宝石都有部分消光(黑暗),而其它部分不消光(亮)的现象。而后者则在四次明亮变化时,消光则全部消光(全暗),不消光时则全部不消光(全亮)。

2. 区分各向异性的单晶质宝石与多晶质宝石

(1)首先仍使偏光镜视域处于正交状态(全黑暗)。

偏光镜于宝石学的用途 宝石偏光镜

(2)将待测样品置于上、下偏光片之间的载物台上。

(3)旋转载物台360°,看宝石颜色的变化而对其作出判断。若四明四暗,则该宝石是各向异性单晶质宝石;若全亮,只是亮度较低,则为多晶质宝石。

注意:同样应注意与各向同性宝石的异常消光的区分。

3. 测定光性

(1)定性测试:首先使偏光镜视域处于黑暗状态(正交偏光);将待测样品置于下偏光片上或置于两偏光片之间;观察样品在两偏光片间转动360°时的变化,如果样品呈全黑,则为单折射;全亮,则为不消光;由亮变黑,则表明为双折射或异常双折射;蛇状带,铁十字(不是色环),格状或其它不规则的明暗变化,则为异常双折射。

如所测样品为单折射或不消光,则无需进行验证测试。如果所测样品为双折射或异常双折射,则必须进一步作验证性测试。

(2)验证性测试:使偏光镜在暗域位置的情况下,将宝石旋转至最亮的位置;当观察宝石的这一最亮的区域时,迅速将上偏光片转至亮域位置。若宝石变得明显更亮,则为异常双折射(单折射);如宝石变亮保持不变或变暗,则为双折射。

在测试时用黑色板或手指遮去下偏光片的大部分照明光线。

注意事项:至少要从三个不同方向对样品进行检测,以避免仅得到样品光轴方向的测试结果;具高折射率(如大于1.80)的宝石可能会出现一些问题,用放大镜和偏光片来检查是否具有重影现象,但不提倡用偏光镜来测定这一类型宝石的双折射率和单折射;样品的包裹体或裂缝集合可导致任意的偏光反应;某些单折射宝石(如石榴石、玻璃、欧泊和琥珀)可呈现几乎所有类型的偏光现象;应检查双折射率、多色性或重影来确定其单折射或双折射性质。;不透明或接近透明的样品不能用偏光镜测试;对于尺寸很小的样品来说,观察和解释都是很困难的;要考虑宝石的琢型或形状。避免将圆形多翻面宝石的平面朝下进行测试;检测红、橙和紫色样品时可能得出错误的结果,因而必须用二色镜加以检测,许多红色单折射的宝石(如石榴石)在偏光镜下可呈假偏光反应。

4. 解析干涉图,判断轴性

(1)要求:A.待测样品必须为双折射;B.待测样品必须透明(或近于透明);C.待测样品必须为单晶(而不是集合体)。

(2)定性测试:首先将偏光镜转至暗视域位置(正交偏光);把折射仪的目镜倒置于上偏光镜之上,以减小放大倍数;手持样品转动,寻找确定光轴方向的标志,下列任一方法都有助于找到光轴方向。

a.寻找干涉色,如果有干涉色,则把干涉球置于干涉色最浓集的位置上。

注意:如果在某一方向观察到干涉色,还可以将宝石转动180°在与之相反的方向上找到干涉色。一轴晶宝石则有两个方向可见到清晰的干涉色,而二轴晶宝石则有四个这种方向

b.试用帚光技术(常为二轴晶所需要),确定宝石的消光(明暗变化)图式位置,旋转宝石直至能观察到暗色消光光帚的窄端(可能看到干涉色)。把干涉球置于暗光帚窄端以上显示出干涉图。

c.如果干涉色与暗色消光帚均无法定位,则转动宝石,使干涉球与宝石的每一个部位接触,这样即可观察到干涉图,而无需预测宝石的光轴方向。

可以使用液体来减少样品的表面折射和内反射,从而使干涉图更易确定。具体办法有:

a. 在干涉球上滴一滴水或重液。

b.把样品浸入充满水或重液的油槽内。

(3)验证性测试:当宝石因裂隙仅显示出部分干涉图时需作验证性测试(如二轴晶干涉图的一半或一轴晶干涉图的四分之一)。

A. 在正交偏光下,确定部分干涉图的位置。

B. 将宝石绕其光轴转动。

注意:应保证在平行其光轴的方向上转动和观察。

C. 其结果可解释是:如消光轴运动的方向与样品转动方向相反,则为二轴晶;如消光轴保持不动,则为一轴晶。

注意事项:只有沿平行于光轴的方向观察,验证性测试才可信;某些2V角小的二轴晶宝石由于呈假一轴晶干涉图,故无法进行验证性测试(如透长石和柱晶石);某些一轴晶干涉图有变形的趋向,不要把它与2V角很小的二轴晶干涉图相混淆(图3-27);某些一轴晶样品呈异常干涉图,是因晶体结构遭到破坏所致(如低型锆石)。

5. 测定宝石多色性

(1)步骤:A.用亮域照明(单偏光);B.转动宝石观察颜色的变化;C.宝石被调到合适的位置上,每旋转90°可见不同的多色性颜色。

(2)注意事项和局限性:A.多色性颜色不象用二色镜那样可以从劈缝两边同时观察;B.应在样品的几个不同方向进行观察。

  

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