（一）宝石折射仪的结构构造和工作原理
宝石折射仪主要由玻璃半球工作台、刻度尺、目镜和套在目镜上的偏光片组成，其外观见图8-3B。玻璃半球主要由折射率为1.81的铅玻璃制成。宝石折射仪的工作原理见图8-3A。当光线由光密介质铅玻璃半球射到光疏介质宝石磨光平面上，入射角小于临界角的光线在界面处发生折射进入宝石；入射角大于临界角的光线都发生全反射，光线按反射定律返回玻璃半球内，在玻璃半球的右侧形成明区和暗区，在刻度尺相当于临界角的位置上可看到明暗的分界线。临界角的大小与宝石和玻璃半球的折射率有关，因玻璃半球的折射率是已知的，将临界角大小换算成宝石折射率值标定在刻度上，再通过目镜放大，可直接在刻度尺上读出宝石的折射率。
图8-3 宝石折射仪的工作原理（A）及仪器外形（B）
（二）宝石折射率的测定方法
1.大刻面宝石折射率的测定方法（近视法）
大刻面是指测试的刻面（抛光的平面）边长比玻璃半球工作台面宽度大。大刻面宝石折射率测定操作步骤如下：
（1）调节、校正好仪器，清洗好玻璃半球工作台面和待测宝石。
（2）在折射仪金属工作台上滴上一滴浸油（N油大于宝石折射率而小于玻璃半球折射率，直径约1.5mm）。
（3）将宝石待测刻面朝下放在浸油滴上，用手指将宝石缓缓推入工作台中部，盖上折射仪盖。
（4）眼睛靠近目镜（因而称为近视法），垂直视域平面观察，需要时移动宝石，变换光源位置，直到视域中出现清晰的明暗分界线为止。
图8-4 折光仪视域内的读数
（A）均质宝石，只有一个折射率值，为1.715；（B）非均质宝石，有两个折射率值，为1.655及1.690
（5）读出宝石折射率。若使用单色钠光源，明暗分界线截然，分界线指示数值即为宝石折射率。若使用白光源，明暗交接处出现彩色色散带，色带的中间读数或色带中黄色线的读数即为宝石折射率。若宝石为均质体或玉石（如翡翠），视域中只有一条明暗分界线（图8-4A）；若为非均质体，视域中一般有两条明暗分界线，其中一条为灰域与黑暗域的分界线，另一条为最亮域与灰域的分界线（图8-4B），两条分界线分别代表宝石的两个折射率值。
（6）测试完毕，将宝石轻推至金属台上并小心取下，将工作台洗净擦干待用。
2.小刻面宝石折射率的测定方法（远视法）
小刻面是指测试宝石的刻面（抛光平面）的直径小于棱镜工作台的宽度。其测试操作步骤如下：
（1）清洗好棱镜工作台面和待测宝石，校正调整好仪器。
（2）在折射仪工作台面中滴一小滴（直径约1mm）浸油，将选好的待测刻面朝下小心放在浸油滴上。
图8-5 远视法的折射率读数
（3）眼睛离目镜30～45cm（因而称为远视法）处，上下移动头部进行观察。在刻度尺上一般会显现与宝石刻面形状一致的影像（刻面太小时，影像为圆形或椭圆形）。寻找有明暗分界线的影像，分界线指示的刻度数值即为宝石折射率（图8-5）。
（4）测试完毕，小心取下宝石，清洗擦干仪器、宝石。
3.弧面宝石折射率的测定方法（斑点法）
弧面是指测试用的宝石抛光面为弧形面，其测试操作步骤如下：(www.xing528.com)
（1）清洗好仪器和待测宝石。
（2）在玻璃半球工作台面中央滴一小滴（直径约0.5mm）浸油，将选好的弧面顶端朝下放在浸油滴上，若弧面为椭球面，使其长轴与工作台长边一致。
（3）眼睛距目镜30～45cm处，上、下移动头部进行观察。在刻度尺上只见到宝石弧面与仪器工作台面接触点的圆形或椭圆形斑点影像（因而称斑点法）。若弧面抛光度高，在刻度尺上可见到具半明半暗的斑点（图8-6A），其明暗分界线处的刻度数即为宝石的折射率（精度最高）；若弧面抛光度一般，刻度尺上无半明半暗的斑点，则取相邻亮点与暗点的中间数值（图8-6B）作为宝石折射率（精度较差）；若弧面抛光度差，斑点明暗从亮到暗是逐渐过渡的，则取全亮点与全暗点读数平均值或全亮点与全暗点的中间数值（图8-6C）作为宝石折射率（精度最差）。
（4）测试完毕，取下宝石，清洗擦干仪器、宝石。
图8-6 斑点法的折射率读数
测试时要注意如下事项：①浸油折射率应尽量与玻璃半球折射率一致，若使用二碘甲烷（N=1.74），勿把刻度尺1.74处的浸油折射线当作是宝石的折射线；②浸油量要适当，过多会使宝石漂起，使明暗分界线发生弯曲，斑点法中的影像产生粗黑暗色环，过少会使宝石与工作台面光学接触不良，二者都会影响测试结果；③放、取、移动宝石时动作要轻，以免划伤玻璃半球工作台面；④尽量选用抛光的大刻面用近视法进行测定；⑤尽量用单色钠光源进行测定；⑥若排除了样品位置不对、眼睛观察方位不对、浸油量不宜等对测试结果的影响后，视域中仍无宝石影像，则可能是宝石折射率大于玻璃半球的折射率。
（三）用宝石折射仪对宝石进行晶体光学鉴定
1.区分均质体与非均质体
按上述操作程序将宝石大刻面放在仪器工作台面上进行观察。若刻度尺上出现两条明暗分界线，则宝石为非均质体；若只有一条明暗分界线，且水平转动宝石180°、调换宝石另一方位的刻面、转动目镜偏光片，仍只有一条明暗分界线，且折射率值不变，则宝石为均质体。
若为非均质体，还可以继续测定以下晶体光学性质。
2.确定轴性和光性符号
（1）在工作台面上水平转动宝石时，若刻度尺见到一条明暗分界线不动（No），另一条上、下移动（Ne′），并能见到两条有时重合为一的现象，则宝石为一轴晶。
若移动的分界线在不动的明暗分界线下面（Ne′＞No），则宝石光性符号为正，若移动的明暗分界线在不动的明暗分界线的上面（Ne′＜No），则宝石光性符号为负。
（2）在工作台面上水平转动宝石时，若刻度尺上的两条明暗分界线都上、下移动，且不重合，则宝石为二轴晶。
若上面的明暗分界线移动的幅度较大，表明（Nm-Np）＞（Ng-Nm），宝石光性符号为负；若下面的明暗分界线移动的幅度较大，表明（Ng-Nm）明显地比（Nm-Np）大，宝石光性符号一般为正。
（3）在工作台面上水平转动宝石时，若刻度尺上的两条明暗分界线都不动，或其中一条变动，但始终不与另一条不动的重合，则轴性和光符都难以确定，需要更换另一刻面进行测定。
3.测定宝石的最大、最小折射率和最大双折射率
将宝石在仪器工作台面上水平旋转360°（至少转动180°），每转动15°都要来回90°转动目镜上的偏光片，记录最大、最小两个折射率值，然后从测试的所有数值中选出最大、最小值，则该最大、最小值分别相当于一轴晶的Ne、No（正光性符号）或No、Ne（负光性符号），二者之差为一轴晶的最大双折射率｜Ne-No｜。有时该最大、最小值也分别相当于二轴晶的Ng、Np，二者之差为二轴晶的最大双折射率（Ng-Np）。
若为二轴晶，最好再选另一方位的刻面进行测定，从两个刻面的测试数值中，选取最大、最小值，则它们分别相当于二轴晶的Ng、Np，二者之差为二轴晶的最大双折射率（Ng-Np）。
4.确定二轴晶的Nm和2V大小
将上述第3项的测试结果，以折射率为纵坐标，以宝石水平转动角度为横坐标作图（图8-7）。图中上面的线为Np′变化线，折射率变化于Np、Nm之间，下面的线为Ng′变化线，折射率变化于Nm、Ng之间。作一条与上述两条线都有交点的水平线，该水平线的纵坐标值即为Nm。从图中同时还可求出Ng、Np，然后根据光轴角公式计算出宝石的2V值。虽然计算的2V值精度不高，但可据此值大致了解宝石光轴角的大小等级。
图8-7 二轴晶折射率变化图式
（A）负光性矿物；（B）正光性矿物
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