Дихроскоп. Спектроскоп. Устройство, приемы работы.

Цели: - познакомиться с оптическими приборами: дихроскопом и спектроскопом;

- изучить диагностические признаки некоторых самоцветов по характеру плеохроизма и линиям поглощения.

Задачи: - овладеть навыками работы с оптическими приборами: дихроскопом и спектроскопом.

Дихроскоп – прибор для определения плеохроизма в окрашенных анизотропных (двупреломляющих) самоцветах.

Плеохроизм – изменение окраски (и/или ее интенсивности) самоцвета в зависимости от направления наблюдения в кристалле.                                                       

Частными случаями плеохроизма являются:

1)  дихроизм - два цвета (или оттенка) для одноосных кристаллов;

2)  трихроизм - три цвета (или оттенка) для двуосных кристаллов.

С помощью дихроскопа можно определить оптический характер, осность, цвета плеохроизма (либо плеохроизм в своей цветовой гамме).

Виды дихроскопов:

1. Призменный.

2. Пленочный - с двумя поляризационными фильтрами в виде тонких пластинок.

Цвета плеохроизма можно наблюдать в полярископе - в положении “светлого поля”.

Призменный дихроскоп представляет собой трубку с вмонтированным в ней кристаллом кальцита, приклеенными к кальциту стеклянными призмами, окуляром и объективом.

Принцип действия: два проходящих через самоцвет луча разделяются в кристалле кальцита и попадают в окуляр дихроскопа. Мы видим два расположенных рядом участка, которые будут окрашены в цвета прошедших через камень поляризованных лучей:     2 поля – 2 цвета плеохроизма.

Методика работы.

Наблюдать плеохроизм лучше всего в дневном свете. Держать камень пинцетом против света в левой руке, а дихроскоп - в правой. Вращение камня - важный фактор при определении плеохроизма. Если при изменении оптической позиции камня появляется третий цвет - это трихроизм (пример: сапфир –темно-синийи светло-синий, уральскийалександрит -- пурпурный, зеленыйиоранжевый).

Для некоторых камней цвета плеохроизма являются важными диагностическими признаками.

Аксинит – фиолетовый, коричневый, зеленый.

Корнерупин – желтый, коричневый, зеленый.

Цоизит -- розовый, коричневый, зеленый.

Андалузит -- сильныйтрихроик(одинизцветовкирпичный).

Турмалин, апатит -- сильныедихроики.

Задание: произвести изучение образца с помощью дихроскопа, описать наблюдаемые цвета плеохроизма.

Спектроскоп - прибор, который служит для разложения светового луча, прошедшего через камень или отраженного от камня.

В зависимости от способа разложения света используют два вида спектроскопов:

1. Призменный.

2. Спектроскоп с дифракционной решеткой.

Призменныйспектроскоп. Способ разложения: узкий параллельный пучок белого света, пройдя через призму, превращается в полосу радужных цветов - видимый спектр. Призменный спектроскоп дает более яркий спектр, но ширина его цветных зон не равномерна, она увеличивается по мере приближения к фиолетовому краю.

Спектроскопсдифракционнойрешеткой. Способ разложения: пропуская свет через решетку из параллельных линий, расположенных очень близко друг от друга и через равные интервалы, получают видимый спектр. Данный прибор дает равномерное распределение цветовых областей, однако, спектр менее яркий.

Поскольку яркость наблюдаемого спектра очень важна для быстрой диагностики ювелирных камней, рекомендуется применять призменный спектроскоп.

 В спектроскопе мы наблюдаем спектр поглощения, т. е. серию темных линий или полос на фоне радужного спектра.

Методика работы.

1. Спектроскоп необходимо установить в специальную подставку, либо в микроскоп (вместо окуляра), либо держать в руках, максимально приблизив к диагностируемому камню.

2. Камень максимально приблизить к осветителю. Важно свести до минимума влияние постороннего света и рассеивание света не прошедшего через камень.

3. Отрегулировать необходимую ширину щели спектроскопа с помощью механизма перемещения, расположенного на внешней стороне корпуса.

Спектры поглощения наиболее распространенных ювелирных камней (величины длин волн в нанометрах =1*10^-9метра):

Рубин – индикатором является поглощение в красной области (694, 692), связанное с хромом и три линии в голубой области (476, 475, 468).                                       

Красная шпинель – наблюдается разделение яркой линии в красной области на серию линий (эффект “органной трубы”).

Пироп – широкая полоса поглощения в желтой и зеленой областях (620-520).

Альмандин – главные полосы поглощения в зеленой и синей частях спектра (576, 527, 505 и 462).

Спессартин – отличительные полосы в голубой части спектра, связанные с марганцем (495, 484, 462) и широкая полоса поглощения в синей области (432).

Изумруд – типичный спектр поглощения хрома в красной части спектра (682, 679).

Сапфир ( зеленый и голубой ) – главные полосы поглощения связаны с окисным железом (471, 460, 450), причем последняя полоса характерна только для природных камней.

Хризолит – характерны полосы поглощения в голубой части спектра (491, 473, 453).

Синтетический синий кварц – индикатором является спектр поглощения, связанный с кобальтом, где просматриваются три широкие полосы в красной, желтой и зеленой областях (655, 580, 535), причем кобальтовый спектр поглощения характерен для всех синтетических камней синей окраски.

Задание : произвести наблюдения спектров поглощения предложенных образцов с помощью спектроскопа.