蒸馏水密度
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2023年2月22日发(作者：成人高考历年真题)第二章珠宝鉴定仪器
珠宝鉴定仪器是宝石鉴定的主要工具，熟练使用宝石鉴定仪器，准确观
察、测试是宝石鉴定人员的必备技能。
§1放大镜和宝石显微镜
一、应用
1、放大检查：观察宝石的表面特征和内部特征
(1)据包裹体鉴别天然石/人工石
(2)查找优化处理迹象
(3)初步确定单折射、双折射并估计双折率
(4)观察断口，解理以便鉴别宝石
(5)观察加工质量、抛光工艺以及外部瑕疵
(6)观察拼合石等
2、钻石净度（用10倍放大）
二、放大镜
1、构造：由一个透镜或多个透镜组合而成
(1)双凸透镜：由单个双凸透镜组成，价廉，常小于3倍
(2)双组合镜：由两个平凸透镜组成
(3)三组合镜：由一对凸透镜和两个凹凸透镜粘合而成，视域宽，质量好，
10倍常用。
2、质量要求
(1)无球面差（消球面差、消像差）即中央准焦后，边部也同时准焦
(2)无色差：放大镜不能产生色散等的颜色
(3)放大镜前工作距不小于25mm
(4)常用的为10倍
(5)钻石分级用放大镜必须无蓝色镀膜
3、使用方法
放大镜尽量贴近眼睛，宝石距放大镜2.5cm(10×)左右观察。
M=d/FM——放大倍数
D—明视距离（人眼看物体最清楚而不易疲劳的距离，一
般为25cm）
F——放大镜的焦距
10×放镜的焦距为
F=d/M=25cm/10=2.5cm
三、宝石显微镜
1、构造：宝石显微镜主要由以下几个部分组成
(1)光学系统（透镜系统）：目镜、物镜、变焦系统
(2)照明系统：包括底光源、顶光源、光强调节钮、电源开关等
(3)机械系统：包括支架、焦距调节旋钮、锁光圈、宝石夹等
放大倍数=目镜倍数×物镜倍数×变倍镜倍数(变倍镜象一个大的透
镜，常用的为2×的)
2、调节与使用
打开光源，清洁宝石，置宝石夹上
(1)据双眼宽度调节的目镜间距
(2)调节两眼焦距
正确使用宝石显微镜时准焦步骤如下：
a、对准目的物
b、旋转准焦螺旋，使一无调焦装置的目镜准焦
c、使另一具调焦装置（用准焦螺旋）的目镜准焦。
d、选择照明方法（有的宝石显微镜两个目镜都具调焦装置）
(3)从低放大倍数观察再到高倍放大观察
(4)根据需要采用不同照明方法
(5)从不同方向观察宝石
(6)注意灰尘、油污与内部特征的区别
3、照明方法，见教程P15
4、使用注意事项(自学)
九种基本照明方法：亮域照明、暗域照明、垂直照明、斜照明、水平照
明、偏光照明、散射照明、点光照明、遮挡照明
此外有复合照明法：亮域+斜照、暗域+斜照等
§2折射仪
一、方法原理：根据全反射/临界角原理制成
N
宝
=N
棱
×sinα
α——宝石临界角
常见的宝石临界角：钻石24º25′
红蓝宝石33º37′
尖晶石35º36′
黄玉37º50′
水晶40º50‘
二、构造
棱镜、工作台、刻度尺、目镜、偏光片、进光孔
密封盖，浸油，标准光源：589.5nm(589nm)黄光、钠光源
浸油：①二碘甲烷1.74
②二碘甲烷+硫1.79
③二碘甲烷+硫+四碘乙烯18%1.81
三、精度与测量范围
仪器精度为±0.002
观测精度为±0.005（刻）
±0.01（点）
测量范围：1.350~1.810（视N
油
的值而定）
四、使用方法与操作步骤
1、刻面测法（近视技术）：适用于具有较大平整、光滑刻画的宝石
操作步骤：
(1)用酒精棉球清洁样品和棱镜台面
(2)打开光源，观察视域的清晰程度
(3)滴一小滴浸液（1-2mm为宜）于棱镜中心位置
(4)置宝石于油滴上，转动宝石，以使宝石与棱镜有良好的光学接触
(5)眼睛靠近目镜（1-3cm）观察，在明暗交界处读数
(6)转宝石360º，每转一定角度即观察和读数（也可同时旋转偏光片观
察）
(7)若为均质体（或集合体），只有一条阴影边界（一个N值）
(8)若为非均质体，可见到两条阴影边界，取最大值和最小值即可（二者
差值为双折率或接近最大的双折率）
2、点测法（远视技术）：适用于弧面型宝石以及很小的刻面宝石
(1)—(4)同上（浸油少些，多会产生暗边）
去掉偏光片，所见影像为圆或椭圆，眼睛距窗口约30cm左右，上下移动
观察，当影像一半亮一半暗时读数即折射率值。
1/2法：影像一半亮一半暗时读数，较精确
明暗法：取影像急剧地由亮转暗位置的刻度值读数，误差较大，只能参
考
均值法：取影像全暗与全亮时读数的平均值，误差大
3、折射率值的记录
(1)刻面测法：单折射宝石——记录到小数点后第三位，如R.1=1.718
双折射宝石——记录到小数点后第三位，高值和低值之间用“’”或“/”隔开，
不准用连字符。如1.762，1.770或1.762/1.770均可，不可记作1.762-1.770
或1.762~1.770。
(2)点测法：记录到小数点后两位，后面加“点”字，如1.54（点），
必需注明为点测法。
(3)高折射率宝石：如>1.79（浸油）
五、注意事项
1、折射率的精度和可靠性取决于
(1)样品的抛光质量与平整度
(2)接触液的多少，太多宝石浮起，太少接触不良
(3)样品是否干净
(4)测台棱镜是否干净、平整
(5)光源应为黄光（钠光源）波长为589.5nm（589nm）
2、观测折射率的几种特殊现象
(1)假均质体现象：转动宝石360º，只有一条阴影边界，但快速转动偏
光片，阴影边界好象在上下移动。
原因：非均质体宝石双折率小，如磷灰石多为0.003，符山石可小到0.001
（但可有明显可辨的弱多色性）
(2)假—轴晶现象：有些二轴晶宝石的Ng与Nm或Nm与Np差值很小，当
转动宝石360º时，好象阴影边界有一条不动，另一条动。
如金绿宝石（Nm接近Np）
Ng1.753-1.758
Vm1.747-1.749
Np1.744-1.747
黄玉（托帕石）
Ng1.616
Nm1.609
Np1.609
柱晶石Nm接近Ng
(3)特殊光性方位
一轴晶有时两阴影边界重合，转动宝石可消除此现象。
二轴晶有时可有一条阴影边界不动，与一轴晶相似，换刻面即可解决。
(4)某些具有特殊双折射率的宝石，其中一个折射率位于折射仪的测试范
围之内，而另一个折射率超出了测试范围：如菱锰矿N
0
=1.84，Ne=1.58
当转动宝石时，只有一条阴影边界，但却不停移动（N
0
无法观测）
(5)无法读数的原因
a、宝石N>浸液N
b、抛光不良
c、样品不在测台中央
d、粒度太小
e、眼睛距离、方位不对
f、样品测台不洁净
六、折射仪的应用
(1)测折射率
(2)测双折率
(3)区分均质体与非均质体
(4)测轴性
一轴晶：一条阴影边界不动，另一条阴影边界动
二轴晶：二条阴影边界都动
(5)测光性正负：
一轴晶正光性（U+）：低值不动，高值动，即Ne>N
0
一轴晶负光性（U-）：高值不动，低值动，即Ne 0 （不动的阴影边界为N 0 值，动的为Ne′，可转动宝石和偏光片，测两组 或三组数据，即可确定一轴晶的光性正负）二轴晶光性正负测定略 (6)测色散值 分别用红光（687nm）和紫光（430.8nm）做光源测得的两个折射率值之 差即色散值（度） (7)检查浸油的折射率 UUniaxial一轴晶 BBiaxial二轴晶 +正光性 -负光性 七、折射率的相对测量法——浸没法 原理：宝石浸没到透明液体中，明显度取决于二者折射率的差值 浸液折射率 水1.33 四氯化碳1.46 二溴化乙烯1.54 一碘苯1.62 二碘甲烷1.745 浸液避光保存，密封，置铜片于其中 观察测定： 无色宝石N与浸液N相近，则“消失” 有色宝石N与浸液N相近，只是边缘不清 可用贝克浅法观察，判断相对折射率的大小 八、反射型宝石折射仪（反射仪、反射折射仪） 仪器精度：±0.05 测量范围：1.300-2.999 方法原理：据反射率换算成折射率 R==(n-N)2/(n+N)2 R—反射率 I—反射光强度 I 0 —入射光强度 n—样品折射率 N—周围介质折射率（空气N≈1） 光源：近红外做光源 应用：适用于高折射率的宝石，测得抛光良好的样品的平面的反射率值， 仪器自动换算成折射率。 操作： 1、先校正仪器，如用CZ等 2、清洁样品 3、将样品抛光面置窗口上，将罩盖上 4、旋转样品一周，读数 5、样品抛光面必须能盖住窗口的小孔，光洁度好，否则影响精度 §3天平及密度测定 一、仪器 密度测定所用仪器为电子天平或其它衡品，感量小于等于1毫克（1mg）， 精度为千分之一。 二、密度测定 1、密度：即单位体积物质的质量 2、比重（相对密度）：比重是在4℃及标准大气压下材料的重量与等体 积的水的重量之间的比值。 比重是通过把一物体的重量除以等体积的，温度为4℃的蒸馏水的重量 得到的。由于4℃时水的密度为1(g/cm3)，因此宝石的比重的数值与其密度值正 好相等，只不过比重无单位。 与折射率一样，密度也是鉴定宝石的重要常数之一，尤其对于原料、裸 石（琢件）以及>1.81的宝石品种。 如水晶2.66±海蓝2.72±钻石3.52±（5.80±） 3、测量方法 密度测定常用静水力学法及重液、悬浮法，也可用磁流体法等。 静水力学法（有机液体介质称量法） a、原理：依据阿基米德定律。固体在液体中失去的重量等于它所排开的 同体积液体的重量。 b、公式：ρ=m/(m-m 1 )×ρ 0 ρ——样品在室温时的密度(g/cm3) m——样品在室温时的质量(g) m 1 ——样品在液体介质中的质量(g) ρ 0 ——一定温度下液体介质的密度(g/cm3) c、操作： (1)调整天平到水平位置 (2)宝石在空气中称量，记录其质量m (3)宝石在液体中称量，记录其质量m 1 (4)按ρ=m/(m-m 1 )×ρ 0 公式计算即得到宝石的密度 (5)结果表示： 密度单位统一用g/cm3，结果保留小数点后两位，如2.66，3.06等。 有机介质：蒸馏水密度采用1.00g/cm3即可，四氯化碳需做温度校正。 25º32º 35º 1.5791.5691.559 4、注意事项 (1)清洁宝石 (2)选用液体，四氯化碳需做温度校正 (3)宝石表面粗糙或有穿孔，存在气泡，会影响精度 (4)样品越小，精度越差 (5)多孔样品，串连饰品，镶嵌饰物，不要求测量密度 (6)实验台应该坚固、稳定，避免振动 (7)不要乱动天平 (8)细心操作： 金属丝筐不要接触到烧杯壁 称盘上无灰尘，不要溅上液体 称重时将防护罩门关严 液体称重时先去皮（归零） 准确读数 (9)实验结束时将液体倒回瓶中，盖紧。 重液法： 重液法是利用密度不同的重液与宝石相比较，间接测定宝石密度的一种 方法。 简单迅速 精度：0.002-0.003 密度>4.30的样品无法测试，与重液化学反应者无法测试。 悬浮：二者密度相当 上(漂)浮：宝石密度小于重液 下沉：宝石密度大于重液 常用重液： D N 克列里奇 液4.20g/cm3 二碘甲 烷3.32g/cm3 1.74 三溴甲 烷2.89g/cm31.59 一溴甲 烷1.47g/cm31.66 甲 苯0.87g/cm3 1.49 饱和盐水1.13g/cm3 理想重液的要求： 挥发性尽可能小，透明度好，化学性质稳定，粘度适宜，尽可能无毒无 臭，可混溶而不产生第三种物质，混溶重液挥发性尽可能一致。 重液配制公式（略） 注意事项： (1)首先使用密度大的重液以节省时间 (2)每次测试后均清洗宝石和镊子（用酒精） (3)用毕紧盖瓶塞 (4)浸液用棕色瓶子，避光保存 宝石密度测定常用重液 3.32二碘甲烷 3.05二碘甲烷+三溴甲烷 2.89三溴甲烷 2.75三溴甲烷+甲苯 2.65三溴甲烷+甲苯 2.58三溴甲烷+甲苯 1.13蒸馏水+食盐（饱和盐水） 磁流体法：盛有顺磁性液体的容器置于非均匀磁场的电磁铁间隙，液体 的密度将随磁场强度的变化而变化，磁场强度大的部位在下，小的在上，则磁场 强度“分层”，顺磁性（即弱磁性）液体的密度也随之分层，形成一个密度递增 的重液柱，将宝石投入重液柱中，宝石将定位悬浮在某一密度范围内，借标尺可 读出其相对密度值，主要用于大量样品的比重分选，也可用于个别样品的密度测 定。 §4二色镜 一、应用：用于观察有色宝石的多色性，可区分均质体，非均质体，一 轴晶，二轴晶宝石，以便鉴别宝石。 二、原理：当光进入非均质体宝石时，分解形成振动方向互相垂直的两 束偏光，由于振动方向不同，选择吸收也不同，致使非均质宝石产生多色性，二 色镜中的冰洲石块双折率大，可使多色性显现出来。 三、结构：二色镜通常是用冰洲石组装的。 由：进光窗口（二色镜聚焦在窗口） 冰洲石菱面体 目镜 金属固定架 玻璃棱镜 外圆筒等构成 从宝石同一部位透射的光被分解成振动方向互相垂直的两束偏光，当其 与二色镜冰洲石的光率体椭圆半径平行一致时，即观察到二色性，二者斜交时， 观察到的是混合色。 另一种是用偏光片等偏材料拼装的，质量差，不宜使用。 四、操作 1、连续光谱的白光做光源，如白炽灯光、手电光、日光等 2、用透射光观察 3、眼睛距二色镜、宝石距二色镜2-5mm 4、从宝石的二个以上方向，并且转动二色镜观察 五、注意事项 1、光源不能用单色光、偏光，要用连续光谱的白光 2、宝石应为有色、透明、半透明的宝石 3、不要将二色性的过渡色当做第三种颜色 4、均质体无多色性，一轴晶具二色性，二轴晶具三色性，集合体多色性 一般不可测。 5、多色性有强（如董青石、红柱石、蓝碧玺等） 中（如红宝石等） 弱（紫晶、橄榄石等） 无（均质体如尖晶石、石榴石等） 6、一定要从宝石的多个方向观察，并且转动二色镜观察。 7、二色镜用毕放盒中，以免滚到地下摔坏。 §5偏光镜（仪、器） 一、原理：根据正交偏光下宝石的消光与干涉现象确定宝石的光性特征， 也可用平行偏光（相当单偏光条件）观察多色性。 正交偏光下：全暗：均质体（包括非晶质、等轴晶系宝石） 非均质体：沿光轴方向观察时 全亮：非均质集合体 隐晶质宝石 聚片双晶、裂理、解理裂隙发育的宝石 或包体太多而引起 四明四暗：非均质宝石（光轴方向除外） 异常消光：斑块状、波状、蛇状消光等 二、结构 上偏光片：可调节 下偏光片：固定不动，其上装有可旋转360º的玻璃物台 光源：有的配有干涉球（相当于勃氏镜），用来观察干涉图。 三、操作 1、打开光源 2、调节上偏光与下偏光正交，此时视域黑暗 3、将宝石置于玻璃平台上 4、转360º观察 5、从宝石的多个方向观察 四、注意事项 1、不透明或微透明的样品不能测试 2、从多个不同方向检测，以避免仅得到光轴方向的观测结果 3、样品的包裹体和裂隙几乎可以导致任意的偏光反应 4、高折射率(N>1.81)的宝石，可能会出现问题 5、某些单折射的宝石，如石榴石、玻璃、欧泊和琥珀可呈现任意的偏光 现象 6、对尺寸很小的样品，观察和解释都是很困难的 7、有时受刻面影响，很难观察 五、应用 1、区分均质体、非均质体及多晶非均质集合体 2、解析干涉图，确定轴性及光性 3、检查多色性（用平行偏光——相当于单偏光条件） 4、检查异常消光：正交偏光镜下，将宝石转至最亮位置（或局部最亮）， 然后转上偏光片90º，若视域变更亮为异常消光（异常双折射）；若不变或变暗 为非均质体（双折射宝石） （注意：最后看多色性，测是否有双折率，看重影等综合判断） §6分光镜（可见光谱仪） 一、原理：不同宝石致色元素不同，对可见光的吸收线吸收带位置及相 对强度不同，因而可利用能形成连续光谱的分光镜观察样品在白光（700-400nm） 照射下所产生的黑色谱线或谱带的位置及相对强度来鉴别宝石。 二、构造： 分光镜可分为棱镜式和光栅式两类。 棱镜式分光镜： 狭缝：控制进光量 观察透明宝石狭缝几乎闭合 半透明宝石开的稍大一些 一般是把狭缝关闭，稍一打开时 谱线（带）最清晰 透镜： 棱镜：一组棱镜要求不吸收可见光特定波长，色散不太大也不太小，均 质体，否则会产生两套光谱。 标尺及目镜 内管（滑管） 外管 光栅式分光镜 狭缝 准直透镜 绕射光栅等 光栅式分光镜光谱分布均匀，但不如棱镜式清晰，只是对透明度好的宝 石在红区有吸收线者测试有利。 三、操作 一般使用棱镜式分光镜效果较好 棱镜式分光镜又分台式分光镜和手持式分光镜两种型式，掌握手持式分 光镜的使用方法即可。 操作步骤： 1、据样品选择照明方法 (1)透射照明法 透明、半透明宝石适用 (2)内反射法 半透明—微透明宝石适用 (3)反射光法 不透明宝石适用 2、一般采用透射照明法较易掌握 若用反射法需将样品放在黑色背景上 3、调节分光镜镜头高度，狭缝与宝石1cm±即可，若用反射法入射光与 反射光呈90º角 4、调节狭缝与滑管焦距 狭缝关闭，稍一打开谱线、谱带最清晰 调节滑管焦距，观察蓝区向上推，红区向下推 5、观察谱线、谱带位置与相对强度并画图 四、注意事项 1、光源应为白光，连续光谱的光源（400-700nm） 光源应较强，最好为冷光源，一般光源会烤热宝石，使谱线模糊甚至消失（日光、 日光灯有发射光谱不能做光源、手电、白炽灯、光纤灯可以） 2、勿使通过宝石以外的光进入分光镜 3、样品太小时，光谱弱，不易观察 4、样品透明度好，光谱清晰度好 5、样品颜色深，光谱清楚 6、手的血液会产生592nm的吸收线 7、用毕放盒中