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^TOP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^TOP 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/显稀土谱黄区和绿区有两组密集的吸收线^TOP 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^TOP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。