宝石的折射率

4.2折射与反射一、折射与反射现象当光波从一种介质传到另一种介质时，在两种介质的分界面上将发生分解，产生折射与反射现象。折射光按折射定律进入另一介质反射光按反射定律返回介质中二、折射定律给定的两种接触介质及给定的波长的光的入射角的正弦与折射角的正弦值比为一常数。当光线从光疏介质进入光密介质时，光线偏向法线折射，入射角大于折射角；当光线从光密介质进入光疏介质时，光线偏离法线折射，入射角小于折射角。三、全反射临界角当折射角为90度时的入射角全内反射当入射角增大超过临界角时，入射光将不再发生折射，而是全部反射回入射介质中。四、宝石的折射率当光波从一种介质传到另一种介质时，其传播速度和方向会发生改变，这种现象叫折射。光在入射介质中的传播速度与折射介质中的传播速度之比，等于入射角正弦与折射角正弦之比。即ul/u2=sini/sinr=n当两种介质一定时，n为一常数，称为折射介质相对入射介质的相对折射率。根据折射定律，宝石的折射率等于光在真空（或空气）中的传播速度与光在宝石中的传播速率之比。它是反映宝石成分、晶体结构的主要常数之一，是宝石种属鉴别的重要依据。五、宝石的双折射和单折射要了解双折射、单折射产生的原因，必须先知道：“偏振光”、“均质体”和“非均质体”1、偏振光自然光转变为偏振光的作用称为偏振化仅在一固定方向震动的光波称为偏振光当两个偏振光片相互垂直震动时光线无法通过，此时为全黑现一也称正交偏光。2、均质体和非均质体根据光学性质的不同，宝石可分为均质体和非均质体两大类均质体：等轴晶系和非晶质宝石的光学性质各方向相同称为均质体（各相同性）。如钻石、玻璃等。均质体只有一个折射率。光波在均质体中传播时，其振动特点和振动方向基本不改变。这一现象称单折射。均质体宝石只有一个折射率（n），在折射仪上仅有一道阴影边界。例：钻石、石榴石、尖晶石、玻璃等都是均质体宝石。非均质体：中级晶族和低级晶族宝石的光学性质随方向而异称为非均质体。非均质体的折射率值有多个。如红宝石、橄揽石等。光波进入非均质体宝石时，除特殊方向外，一般分解成振动方向互相垂直、传播速度不等的两束偏振光。这一现象称双折射。在折射仪上非均质体宝石有两道阴影边界锆石因为双折射率较高，放大检查时，可明显地看到刻面棱线呈双影。3、双折射率各向异性宝石的双折率，用其最大折射率与最小折射率的差值称为双折射率（DR）。4、一轴晶、二轴晶光波沿非均质体的特殊方入射时不发生双折射，这特殊方向为光轴方向。中级晶族宝石只有一个光轴方向，称为一轴晶；低级晶族宝石有两个光轴方向，称为二轴晶。5、异常双折射等轴晶系和非晶质体，当在正交偏光下出现波状消光时，旋转报收360度出现明暗相间条纹或斑点、黑十字、黑色弯曲代的现象为异常双折射宝石的均质性或非均质性，可用宝石鉴定仪器折光仪和偏光镜检测。用折光仪还可检测非均质体宝石是一轴晶或二轴晶。常见的均质体宝石：钻石、石榴石、尖晶石、欧泊、萤石常见的非均质体宝石：—轴晶：红宝石、蓝宝石、祖母绿、海蓝宝石电气石水晶锆石等二轴晶：金绿宝石橄榄石黄玉月光石日光石透辉石堇青石等橄榄石、电气石、锆石、合成碳化硅的双折率高，将这些宝石磨成刻面型，从一定方向观察，可见底部刻面棱的重影，这'一定方向”为垂直光轴方向，因为垂直光轴方向的切面上双折率最大。切磨双折射率高的宝石时，应将其台面垂直光轴方向，这样从台面观察宝石就不会看到底部刻面棱重影，宝石就显得更清澈、透明。实例演示：将绳子放在冰洲石下，变换冰洲石角度，