偏光镜法在宝石鉴别中的作用分析

Science&TechnologyVision科技视界偏光镜法在宝石鉴别中的作用分析罗润箐(广东产品质量监督检验研究院袁广东广州510000)揖摘要铱自然光与宝石之间存在一定的光学特性袁文中对该特性进行了阐述遥并对利用该特性的偏光镜法宝石鉴别的原理做了详细分析袁鉴别的方法和步骤做了具体说明遥此外袁还对偏光镜法可能出现的特殊现象和解决方法作出了简单说明袁最后对多仪器联合鉴别宝石提出了展望遥揖关键词铱均质体曰宝石曰偏振光曰消光中图分类号院X799.1文献标识码院ADOI院10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.11.114文章编号院2095-2457渊2019冤11-0238-002AnalysisoftheRoleofPolarizedMirrorMethodinGemIdentificationLUORun-jing(Guangdongtestinginstituteofproductqualitysupervision袁GuangzhouGuangdong510000,China)揖Abstract铱Thereisacertainopticalpropertybetweennaturallightandgemstone.Thisfeatureisdescribedinthepaper.Theprincipleofpolarizedspectroscopicgemidentificationusingthischaracteristichasbeenanalyzedindetail,andthemethodsandstepsofidentificationhavebeenspecified.Inaddition,abriefdescriptionofthespecialphenomenaandsolutionsthatmayoccurinthepolarizedmirrormethodispresented.Finally,theprospectofmulti-instrumentjointidentificationofgemstonesispresented.揖Keywords铱Homogeneousbody;Gemstone;Polarizedlight;Extinction0前言宝石是一种特殊的矿物质袁由大自然天然形成且具备一定的光学特性遥比如珠宝的光泽度尧颜色程度这类属性都是光与宝石之间相互作用的感官结果呈现袁可以利用该特性可以对宝石进行设计加工尧材质和品质鉴定以及价值的评价等遥偏光镜是充分利用光学特性对宝石进行鉴定[1]和价值估值的有效手段之一袁本文将对偏光镜的工作原理和在宝石鉴定中的作用进行详细分析遥光片经过时袁会产生平面层级的偏光遥如若下偏光与上偏光处于偏振平行方向的状态袁那么已经通过下偏光片的偏振光会全部通过上偏光片袁此时人眼观察到的亮度最大曰如若下偏光与上偏光处于偏振垂直的状态袁那么已经通过下偏光片的偏振光将无法穿越上偏光片袁此时人眼观察到的亮度最小袁即为消光[3]遥加急11期10.tif not exist! 11.1宝石的鉴别宝石与光的关系自然光是一种电磁波袁具备波粒二象性遥波的特性之一是在传播过程中袁振动方向与传播方向垂直袁并且波长一般表示波的能量大小袁振幅表示波的强度遥根据电磁波谱的特性袁可见光只是波谱中很小的一段袁波长大约在780nm-380nm[2]遥所谓可见光即能够被人眼感官识别的视觉反应袁根据不同波长在人眼中呈现不同的颜色袁通常所说的颜色即为红橙黄绿蓝紫等遥自然光经过宝石的反射尧折射尧吸收或者双折射等作用后袁可以转变成只在一个固定方向内振动的光波袁这种光称为偏振光或偏光遥1.2偏光镜原理偏振光在宝石学中的应用极其广泛且重要袁而以此原理开发的偏光仪渊图1冤也是宝石鉴定中最常用的工具之一遥当物体折射或选择吸收后投射出来的光从下偏图1偏光仪原理示意图偏光镜进行宝石观察步骤如下院渊1冤首先把宝石表面清洁干净袁保证其透亮性不受其他因素影响曰渊2冤偏光镜初始化袁即调整上偏光片至消光的状态曰渊3冤把宝石放置在载物台袁转动载物台观察宝石的明暗情况曰1.3宝石鉴别作用分析根据偏光镜的光学特性袁主要可以用于对宝石的材质袁如均质体尧非非均质体和多晶质体等的鉴定遥渊1冤均质体均匀转动载物台袁使得宝石360毅全方位得到观察遥首作者简介院罗润箐渊1989要冤袁女袁河南开封人袁本科袁助理工程师袁贵金属首饰与宝玉石检验员渊三级/高级工冤袁GIC宝石鉴定师袁主要从事贵金属首饰检测尧钻石4C分级尧珠宝玉石鉴定等方面的工作遥238科技视界Science&TechnologyVisionScience&TechnologyVision科技视界先袁当自然光从下偏光片射出穿透宝石袁如果光的偏振方向没有改变袁仍保持偏振光特性遥其次袁光继续通过上偏光片袁视野中呈现消光状态渊见图2冤袁此时均匀转动宝石袁视野状态不发生改变遥那么可以判断待测宝石渊为不2冤均妨非质将均体宝质[石体4]遥形象的看成一个椭球体袁当宝石放置在载物台时袁椭球体垂直于光轴的最大平面可以看成一个椭圆遥因此袁当宝石在偏光镜下观察时袁如果透过下偏光片的平面偏光穿过宝石且与椭圆的长半轴或者短半轴任意一个平行时袁平面偏光会顺利穿透宝石且振动方向不发生变化袁与上偏光片依然保持垂直状态袁此时视野中呈现消光状态曰如果透过下偏光片的平面偏光穿过宝石且与椭圆的长半轴或者短半轴任意一个斜交时袁下偏光镜透过的偏振光会在穿过宝石时在与光轴垂直的平面上分解成振动方向相互垂直的两束偏光[5]中一部分偏光可以透过上偏光片遥当平面偏光与宝遥其石椭圆的长尧短半轴斜交角度为45毅时袁穿过上偏光片的光线最多袁视野最亮渊见图2冤遥非均质体的特性为在正交偏光镜下观察时袁360毅转动宝石视野中会出现四次明暗交替的现象遥如果出现上述现象袁那么可以判断宝石为非均质体遥需要注意的是袁这种现象是在非均质体的光轴与观察方向垂直的状态袁如果平行袁那么视野会出现消光现象遥所以利用偏光镜鉴别渊时袁需要将宝石全方位多3晶冤多质晶的旋转观察遥宝质石可以分为多晶非均质集合体和多晶均质集合体宝石遥多晶非均质集合体可以简单的看成非均质体的集合袁且是大量的杂乱无章地排列组合[6]此360毅袁晶体分解转多动晶载非后物均袁台质产袁集生的偏正透合过体遥因下宝偏石在正交偏光镜下观察时袁光振动光片的方平向面也光是被不大确量定不的同袁的各种方向都会存在袁必然有光会与上偏振片平行且穿透遥因此视野中会一直呈现光亮袁但是亮的程度会随着转动有所变化遥而多晶均质集合体宝石恰恰相反袁根据均质体光的特性袁在正交偏光镜下宝石在视野中一直处于全暗消光状态遥加 急11期11.tifn ot exist!图2均质体和非均质体在正交偏光镜下的示意图1.4渊正1鉴交冤定异的偏常特殊现象光消镜光下鉴定均质体宝石时袁并不会出现全暗的状态遥并且转动载物台时袁视野中的明暗程度出现不规则不规律的变化袁这种现象即为异常消光遥这是因为光在穿过均质体宝石时发生了异常双折射现象袁但是不同的宝石袁异常双折射现场的成因各有不同袁较为复杂袁本文中不做详细分析遥非均质体宝石在正交偏光镜下观察时袁随着载物台的转动袁会出现明显的明暗变化袁且最亮与最暗之间的转动角度约为90毅袁有着非常明显的规律性渊袁在2而异常偏冤全光暗消光不镜假下象存在这种规律遥观察时袁无论是均质体或非均质体宝石袁也无论如何转动宝石袁均为视野全暗袁这种现象称为全暗假象遥偏光镜的鉴定原理是利用了光的特性袁所以一定要确保有足够的光穿过宝石遥而有些宝石因为设计工艺袁表面的折射率非常高袁而放置的时候恰好下置面因折射率造成几乎没有光线能够穿过的现象遥所以袁遇到全暗假象时可将宝石的放置方位进行调整再仔细观察遥或者也可以准备折射率与宝石相近的液体袁将宝石浸润渊其中再部3进行观察袁也可消除全暗假象遥分冤其透他明假宝象石因为是单晶体袁其中含有明显的裂隙或者含有大量的包体都会对光在宝石中的传播产生不确定影响遥并且外界环境的其他光线在宝石表面发生反射偏振化时袁也会影响鉴定的结果遥2结论与展望偏光镜利用了宝石与光特性间的关系袁可以有效的对宝石材质袁尤其是均质尧非均质尧多晶质等材质的宝石有着比较明显且明确的鉴定判断遥但是在鉴定过程中袁也会出现一些假象袁需要通过特殊的手段进行消除和辅助袁用以提高偏光镜鉴定的准确性遥偏光镜除了对宝石材质的鉴定有作用外袁也可以用来观察宝石的多色性遥同时宝石的鉴定袁各种仪器的敏感方向不同袁相互的配合能够有效提高准确性和效率遥例如二色镜尧滤色镜和分光镜[7]等袁这些仪器的对宝石鉴定的作用以及联合鉴定的使用还需要进一步研究遥咱咱圆暂员暂产与吴开华珠宝检揖参考文献铱地质,,1996陈昌荣测常规(01.仪包裹体特征在宝石鉴别中的应用研究器[J].西部资源,2015(02):80.):50-54.[2]崔丹丹.CAD软件二次开[J发].矿方法咱的猿及暂刘应宏用科.2018,杜红,10梅:40,库咱略源应暂唐用嘉述慧评.[浅J].谈广红东育苗,宋家达.光谱分析在宝石检测中外化光工谱,2014在,41(16):172-173.咱质缘[暂J徐].化麟工.红管外理光,2018谱在(13宝)石:26宝石检测中存在问题及解决策检-测27.中存在问题及对策分咱略远量咱[暂J唐探].化嘉索工慧,2016管.浅,13(05):46-47.析[J].理谈红外光谱在宝石检测中存在问题及解决策管苑理暂陈,2017进山(21.珠):宝,201834.无损(13鉴)定:26中-检27.测液的使用及影响[J].化工Science&TechnologyVision科技视界239