第二节 分光镜.doc

第二节 分光镜
工作原理
仪器结构
适用范围
操作要领
主要用途及局限性
一、工作原理
　　1．利用色散元件（三棱镜或光栅）便可将白光分解成不同波长的单色光，且构成连续的可见光光谱。

图2-2-1-1
图2-2-1
分光镜的外观图
利用棱镜产生单色光
　　2．宝石中所含的各种色素离子（过渡族元素、某些稀士元素、放射性元素），对可见光光谱具有不同程度的选择性吸收。
　　3. 宝石的光谱中的吸收带、吸收线都具有固定的吸收位置，这一特点可用来鉴定宝石品种，帮助指出宝石致色的原因。
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二、结构及特点
　　根据分光镜所利用的色散元件不同，分为棱镜式和光栅式。
　　1. 棱镜式分光镜：

图2-2-2
棱镜式分光镜结构图
　　特点：光谱的蓝紫区相对扩宽，红光区相对压缩；
　　      透光性好，可产生一段明亮光谱；
　　      红光区分辫率要比蓝光区差。
　　2. 光栅式分光镜：

图2-2-3
光栅式分光镜结构图
　　特点： 所产生光谱各色区大致相等；
　　       红光区分辫率比棱镜式要高；
　　       透光性差，需要强光源照明。
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三、适用范围
　　1. 分光镜主要适用于有色宝石，无色宝石除锆石、钻石、顽火辉石外无明显的吸收光谱。
　　2  鉴定中仅适用于具有典型光谱的宝石。
　　3. 显典型光谱的宝石， 可作为诊断性鉴定特征，需要重点掌握。
　　      显铬谱的宝石
宝石名称
光谱图
描述
红宝石

红区有3条吸收线，黄绿区宽的吸收带，蓝区3条吸收线，紫区吸收
图2-2-4（光栅式分光镜观察）
红色尖晶石

红区有吸收线，黄绿区吸收带，紫区吸收
图2-2-5（光栅式分光镜观察）
变 石

红区有吸收线，黄绿区吸收带，蓝区1条吸收线，紫区吸收
图2-2-6（光栅式分光镜观察）
祖母绿

红区有吸收线，橙黄区弱吸收带，蓝区弱吸收线，紫区吸收
图2-2-7（光栅式分光镜观察）
翡 翠

红区三条阶梯状吸收（630-690nm处），紫区437nm处有吸收线（绿色鲜艳无杂质时，437nm吸收线可能缺失）
图2-2-8（光栅式分光镜观察）
　　显铁谱的宝石
宝石名称
光谱图
描述
蓝宝石

蓝区450、460、470nm有3条吸收窄带
图2-2-9（光栅式分光镜观察）
橄榄石

蓝区453、473、493nm有3条吸收窄带
图2-2-10（光栅式分光镜观察）
金绿宝石

蓝区444nm处有一强的吸收窄带
图2-2-11（光栅式分光镜观察）
铁铝榴石

黄绿区有三条强吸收窄带（505、527、576nm），蓝区和橙黄区有弱带
图2-2-12（光栅式分光镜观察）
顽火辉石

绿区506nm有一吸收线，此线为诊断线
图2-2-13（棱镜式分光镜观察）
　　显钴谱的宝石
宝石名称
光谱图
描述
合成蓝色尖晶石

绿、黄和橙黄区有三条强的吸收带，绿区吸收带最窄
图2-2-14（棱镜式分光镜观察）
钴玻璃

绿、黄和橙黄区有三条强的吸收带，黄区吸收带最窄
图2-2-15（光栅式分光镜观察）
　　其它吸收谱
宝石名称
光谱图
描述
钻石（无色）

紫区415.5nm有一吸收线
图2-2-16（光栅式分光镜观察）
锆石（无色）

红区653.5nm吸收线为诊断线
图2-2-17（光栅式分光镜观察）
锆石（有色）

红区653.5nm吸收线，1-40条吸收线均匀地分布在各个色区
图2-2-17-1（光栅式分光镜观察）
锰铝榴石

紫区432nm吸收窄带为诊断带
图2-2-18（光栅式分光镜观察）
磷灰石
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显稀土谱黄区和绿区有两组密集的吸收线
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四、操作方法及步骤
　　1．透射法：适用于透明到半透明的宝石。操作方法及图示

　　i. 擦净宝石，将宝石置入冷光源上方，使光透过宝石
　　ii. 将分光镜对准透过宝石光源部分进行观察
　　iii. 调整分光镜角度（或狭缝）、焦距直至看清光谱为止
图2-2-19透射法观察宝石的吸收光谱

　　2. 内反射法：适用于颜色浅、颗粒小的透明宝石。操作方法及图示

　　i. 擦净宝石，将光线从宝石斜上方的某一位置射入，并使之从宝石的另一侧面反射出来
　　ii. 将分光镜直接对准反射光
　　iii. 调整分光镜角度（狭缝或焦距），直至看清光谱为止

图2-2-20   内反射法观察宝石的吸收光谱

　3. 表面反射法： 适用于不透明或透明度差的宝石。操作方法及图示

　　i. 擦净宝石，使光线从样品表面反射出来
　　ii. 将分光镜对准反射出来的光线
　　iii. 调整分光镜角度（狭缝或焦距），直到看清光谱为止
图2-2-21  表面反射法观察玉石的吸收光谱
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五、主要用途及局限性
　　1．可帮助确定具有典型光谱的宝石名称。如：锆石 653.5nm典型吸收线具有鉴定意义；钻  石415.5nm典型吸收线具有鉴定意义
　　2．帮助区分某些天然宝石与合成宝石。如：天然蓝色尖晶石显复杂的铁谱；合成蓝色尖晶石显典型的钴谱
　　3 帮助区分某些天然宝石与人工处理宝石。如：天然绿色翡翠红光区630-690nm处显三条阶梯状吸收谱；染色翡翠（人工处理）红光区显模糊吸收带
　　4 帮助区分某些宝石与仿宝石。如：红宝石显铬谱、红玻璃显稀土谱；祖母绿显铬谱、绿色钇铝榴石显稀土谱
　　5 帮助确定宝石中的致色离子。如： 红宝石显铬谱、橄榄石显铁谱、合成蓝色尖晶石显钴谱、锆石显稀土谱
　　6 不能区分某些天然宝石与合成宝石。如：天然红宝石与合成红宝石具有相似的光谱
　　7 观察光谱时需要强光照明