3. Применение рефрактометра
Рефрактометр -- прибор для определения пяти основных оптических признаков в диагностике самоцветов:
1. Показатель преломления;
2.Оптический характер;
3.Осность;
4.Оптический знак;
5.Величина двупреломления.
Этот прибор дает значение показателей преломления по калиброванной шкале от 1,35 до 1,81. Например, аквамарин (берилл) дает значение показателей преломления около 1,57-1,58, а голубая шпинель -- 1,73, что обеспечивает легкое разделение этих двух камней. Рефрактометр является одним из наиболее важных приборов, который используется геммологом.
Устройство. Рефрактометр РГ-1 выполнен в виде корпуса прямоугольной формы с откидывающей крышкой. Внутри корпуса размещена оптическая часть прибора, состоящая из осветительной и измерительной частей. Осветительная часть включает защитное стекло и зеркало, измерительная -- призму-столик, объектив, измерительную шкалу, зеркало и окуляр.
Принцип действия рефрактометра основан на явлении полного внутреннего отражения света при прохождении его из более плотной среды в менее плотную. Лучи света, отраженные от поверхности камня полностью или частично проецируются объективом на измерительную шкалу, наблюдаемую в окуляр. Часть шкалы, на которую падают отраженные лучи, выглядит ярко освещенной, остальная часть затемнена. Показатель преломления камня считывается по положению края тени на шкале.
Методика работы.
1.Установить рефрактометр устойчиво на подставке.
2. В качестве источника света используется осветитель ОГ-2. Манипулируя осветителем, добиться равномерного освещения измерительной шкалы. Если шкала видна не резко, то перемещением окуляра вдоль оси добиться ее резкого изображения.
3. Поместить маленькую каплю иммерсионной жидкости на призму- столик рефрактометра.
4. Тщательно очистить определяемый камень и осторожно установить его площадкой вниз на призму так, чтобы капля растеклась под ним тонким слоем, создавая оптический контакт.
5. Снять показания по шкале.
6. Для снятия камня с прибора, осторожно сдвиньте его с призмы на металлическую пластинку.
7. Удалить спиртом с поверхности призмы-столика остаток иммерсионной жидкости во избежание появления налета.
Примечание: призма-столик изготовлена из стекла с малой твердостью и требует бережного отношения!
3.1. Определение оптического характера с помощью рефрактометра.
При исследовании изотропного камня мы наблюдаем одну постоянно затененную часть, и снимаем один показатель преломления (пример: шпинель -- n = 1,720).
При исследовании анизотропного камня мы увидим, что он дает не одну, а две затененные области, причем одна затенена сильнее, а другая несколько слабее. Точное положение краев этих затененных областей будет меняться в зависимости от ориентации камня (осторожно поворачивать камень на столике, сохраняя все время с ним контакт). В этом случае необходимо снять 8 пар показателей (пример: топаз -- n = 1,614-1,623).
Таким образом, оптический характер исследуемого драгоценного камня определяется по количеству показателей преломления: один показатель – камень изотропный (кубическая сингония, либо изоморфное вещество), два показателя – камень анизотропный (минерал средней или низшей сингонии).
3.2. Определение оптического знака и осности анизотропных минералов.
1. Для одноосных камней видны два края затенения, один из которых, (соответствующий необыкновенному лучу) движется при повороте камня вперед и назад относительно неподвижного края (соответствующего обыкновенному лучу). Таким образом, наблюдают два показателя преломления: nо - постоянный, nе- изменяется. Причем nе необходимо замерять при максимальном удалении его от nо.
В том случае, когда показатель nе больше показателя nо -- камень является оптически положительным, когда меньше -- оптически отрицательным:
nо > nе -- 1-
nо < nе -- 1+
2. В случае двуосности кристаллов у области затенения видны два края, оба из которых могут передвигаться при повороте камня. Максимальный показатель преломления, определяемый по более удаленному краю затенения, соответствует величине ng. Минимальный показатель, определяемый по другому краю затенения, соответствует величине np.
Снимают 8 пар показателей. Среднее значение вычисляют по формуле: ån / 16.
Если nm стремится к np (min) - оптически положительный.
Если nv стремится к ng (max) - оптически отрицательный.
3.3. Определение величины двупреломления.
Для всех анизотропных камней, одноосных или двуосных, разница между максимальными и минимальными показателями преломления, полученными для любой грани, должна представлять собой полное двупреломление данного камня:
no – ne
ng – np
Задание: определить основные оптические признаки образца с помощью рефрактометра.
3.4. Метод дистанционного наблюдения.
Для измерения показателя преломления кабошонов или очень мелких ограненных камней, которые при обычных измерениях не дают на шкале никакого затенения, существует иная методика.
Методика измерения.
1. Ограничить количество контактной жидкости до минимально возможной капли.
2. Камень установить в центре столика рефрактометра, при этом точка контакта несколько увеличивается за счет контактной жидкости.
3. Удалив глаз от окуляра на расстояние около 30 см, наблюдатель сможет увидеть точку контакта камня и каплю жидкости в виде маленького диска в центре ограниченной части шкалы.
4. При постоянном перемещении поля зрения по вертикали в направлении более высоких показателей в определенном месте контактное пятно из темного становится светлым (за счет полного внутреннего отражения). Необходимо найти такое положение, при котором граница затенения проходит точно посредине пятна. Показание шкалы в этой точке дает показатель преломления камня.
Задание: определить порядок показателя преломления кабошона дистанционным методом.
Лабораторная работа №3.
Приемы работы с микроскопом. Включения в камне.
Цели: - познакомиться с приемами работы на микроскопе МБС-9;
- узнать самые распространенные включения, встречающиеся в минералах.
Задачи: - приобрести практические навыки работы с микроскопом МБС-9;
- научиться диагностировать самоцветы по их включениям, распределению окраски, структурным особенностям.
Для геммолога микроскоп является одним из самых важных приборов. Неоценима помощь микроскопа, когда необходимо отличить один камень от другого, поскольку, изучив под микроскопом включения в камне, можно определить природу образца и даже место его добычи. В повседневной практике эксперту гораздо чаще приходится отличать природные камни от синтетических аналогов и определять имитации, и микроскоп совершенно необходим для выявления подделок.
1. Порядок работы с микроскопом МБС-9.
(Устройство микроскопа МБС-9 подробно изложено в прилагающемся к нему паспорте).
Прибор может работать в различных режимах освещения наблюдаемого объекта: а) в отраженном свете; б) в проходящем свете.
При искусственном освещении свет от электролампы накаливания, проходя через конденсор, падает (в случае работы в отраженном свете) непосредственно на объект. Осветитель при этом закрепляется на шарнирном кронштейне. При работе в проходящем свете осветитель крепится в специальном гнезде на задней стенке основания стола микроскопа. Равномерное освещение по полю достигается поворотом рукоятки зеркала.
2. Включения в камне.
Типы включений:
- твердые;
- жидкие;
- газовые
Твердые:
а) прозрачные;
б) непрозрачные;
в) могут иметь правильную кристаллографическую форму;
г) могут быть изометричными, вытянутыми, волосовидными, игольчатыми;
д) могут составлять агрегаты зерен (’’хлебные крошки’’).
Жидкие: Минералообразующие растворы могут заполнять сферические вакуоли, полости типа “отрицательных кристаллов”, прямые или изогнутые трещины.
В проходящем свете, при повороте камня в пинцете жидкость становится, то темной, то светлой.
Газовые пузыри могут быть круглые, вытянутые, каплевидные.
В проходящем свете представляют собой темные ободки.
Газовые пузыри могут быть одиночными, либо образовывать скопления. Если газовых пузырей много, то лучше смотреть их в положении отраженного света.
Включения объединяются в:
- однофазные (только газ, жидкость или кристалл);
- двухфазные чаще газово-жидкие (пример, индийские изумруды);
- трехфазные содержат газ, жидкость, несколько кристаллов (пример, колумбийские изумруды)
Структурные особенности.
1. Линии роста:
а) прямолинейные (смотреть в проходящем свете) (пример: корунды, кварц, хромдиопсид, циркон);
б) коленчатые (пример: корунды)
в) криволинейные (пример: синтетические корунды)
2. Двойники, которые обнаруживаются с применением скрещенных поляризационных фильтров. (пример: кварц- аметист с бразильским двойником; корунд, клиногумит с полисинтетическими двойниками).