宝玉石常规仪器检测方法之偏光仪——王建泉

王哥评文化收藏 2024-10-10 14:16:42

偏光仪,作为一种在宝石鉴定领域发挥着重要作用的仪器,其构造相对而言较为简单,但功能却不容小觑。它能够以方便且快捷的方式,精准地测定宝石的光性特征。

偏光仪

在宝石的世界里,大致可分为均质体宝石、非均质体宝石和多晶集合体宝石这三大类别。偏光仪能够清晰地区分它们,为宝石鉴定工作提供关键的依据。

不仅如此,偏光仪还能够进一步测定宝石的干涉图(光轴图)。通过对这一重要指标的测定,可以准确地确定宝石是一轴晶还是二轴晶。从历史的角度来看,偏光仪的出现极大地推动了宝石鉴定技术的发展,使得宝石行业的鉴定工作更加科学、准确和可靠。

01、偏光仪的仪器结构与工作原理

01-1、仪器的结构特征

偏光仪由一个装灯的铸件和两个偏振片(即上下偏光镜)所构成。在检测宝石时,首先应使上下偏光处于正交位置(视域黑暗),然后再在两偏光片之间转动宝石进行观察。

此外为便于观察干涉图( 光轴图) 多配有干涉透镜或者干涉球。

偏光仪的结构

01-2、工作原理

偏振片只允许一个振动方向的光线通过。在测试时,首先使上下偏光镜的振动方向处于正交位置,这样仪器光源发出的自然光经过下偏振片后形成的线性偏振光就不能通过上偏振片,这时, 从检偏镜向下看整个视域是暗的。如果在上下偏光镜之间存在双折射的透明宝石,当偏光镜发出的线性偏振光通过宝石时,如果振动方向与宝石双折射的振动方向不平行, 线性偏振光的振动方向就会发生偏转,使得有部分光线可以通过仪器的检偏镜,这样,样品转动就会产生明暗变化的现象。

平行偏振光和正交偏振光

02、偏光仪的操作

首先清洁宝石, 观察宝石是否透明;在打开电源, 调节上偏光片与下偏光片成正交位置(视域全暗);将宝石放于载物台上, 旋转物台360°, 观察宝石的表现, 换方向再测, 综合分析记录现象, 得出结论;如果是双折射宝石, 用锥光镜旋转宝石各方位寻找光轴图, 确定宝石轴性;最后取下宝石放好, 关闭电源。

03、偏光仪的应用及现象解释

03-1、均质体

03-1-1、 全暗 ( 全消光)

旋转宝石360°,透过宝石的偏光与上偏光方向垂直, 无法透过上偏光, 因此宝石始终全暗(全消光)。例如: 尖晶石、玻璃等。

03-1-2、异常消光

宝石旋转360°,呈现明暗变化无规律的现象。常呈弯曲黑带、格子状、波状、斑纹状的异常消光, 它是由于均质体结构应力发生畸变导致。

宝石的异常消光

03-2、非均质体

当宝石放置在偏光镜上旋转360°之后呈现4次规律的明暗交替变化(四明四暗)的现象时即判断为非均质体。

宝石四明四暗现象

A、当下偏光方向与分解后其中一个方向一致,透过宝石的偏光与上偏光方向垂直, 无法透过上偏光, 因此宝石在该位置呈现全暗((360°出现4次)。

B、当下偏光方向与分解后的方向都不一致,下偏光进入宝石后分解成两束相互垂直的偏光,再进入上偏光最大合矢后透过, 因此宝石在该位置呈现全亮((360°出现4次)。

C、 其他位置时, 总有部分光透过, 宝石呈现全暗-全亮的过渡状态。例如: 红宝石、水晶、托帕石等。

D、可加干涉球进一步区分宝石轴性。

D-a、一轴晶

黑十字干涉图;牛眼干涉图(水晶) ;螺旋桨干涉图(紫晶由于双晶结构导致, 也称扭曲黑十字)。

D-b、二轴晶

单臂干涉图或双臂干涉图。

一、二轴晶干涉图

观察干涉图技巧: 转动宝石寻找干涉色,在干涉色最浓集的位置上方放置干涉球,寻找干涉图( 当宝石为弧面型时可以直接观察)。

03-3、多晶集合体

当宝石在偏光镜上旋转360°时, 始终为全亮的现象时, 即判断为多晶质体宝石。

多晶质体宝石

A、 非均质集合体

其中任何位置上总有部分小晶处于全亮或全亮向全暗过渡状态。例如: 翡翠、软玉、玛瑙等。

B、 均质集合体

宝石呈半亮, 与全亮非常类似, 是假集合消光, 是光线被不透明的颗粒或者粗糙的表面漫射造成的。例如: 半透明的绿色玻璃。

04、注意事项与局限性

在使用偏光镜对宝石的观察中要注意其适用范围及影响测试的各项因素。

A、 透明度差的宝玉石不宜采用该测试。

B、 瑕疵、裂隙多的宝石要多方向测试、细心观察后得出结论。某些裂隙多的非均质体宝石如祖母绿由于裂隙透光出现全亮的现象。

C、多从几个方向测试, 避免某些特殊光学方位影响结论。

D、聚片双晶与多裂隙宝石在偏光测试中的现象为全亮, 但注意其并非为多晶质,通过其他观察后在结论中要注明。例如, 月光石在偏光镜下的现象为全亮但其结论却判断为非均质体( 由于聚片双晶导致现象为全亮)。

E、 注意异常消光与四明四暗现象的区分。

F、具有高 RI、切工好的宝石样品测试时以亭部刻面与物台接触摆放,若台面向下摆放, 可能因全内反射而使视域呈现全暗的假象。如钻石、合成立方氧化锆。

05、偏光仪的用途

A、 区分均质体与非均质体及多晶质体。

B、区分宝石的轴性( 通过观察光轴图)。

C、 确定光轴方向。

D、鉴定宝石种: 水晶的“牛眼干涉图”。

E、观察多色性:

E-a、转动上偏光片与下偏光片振动方向一致, 即出现亮域。

E-b、将宝石放于载物台上转动, 如果是具有多色性的宝石则在转动相隔90°时会出现不同的颜色。

06、作者简介

作者:王建泉

珠宝鉴定师、钻石分级师 、NGTC 宝石学家、资深珠宝投资顾问。贵金属首饰与宝玉石检测高级技师(国家一级)、担任黑龙江省玉文化研究会秘书长、哈尔滨商业大学宝石专业客座教授。从事中国玉文化研究与珠宝行业发展趋势分析工作多年。

注释:

部分文字和图片来源于《系统宝石学》、《宝玉石鉴定与检测技术》和《珠宝首饰检验》以及网络软文等。欢迎广大玉友提出宝贵意见。如转载需标注来源。

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