寶石鑑定知識之十五-觀察寶石的二色鏡

今天來給大家介紹第二種簡單的寶石鑑定光學儀器，二色鏡。

一、基本概念及原理

二色鏡是用來觀察寶石多色性的光學儀器。當光線進入某些各向異性的有色寶石中所顯示的二種或三種體色的現象。通常一軸晶寶石可能出現兩種顏色，稱為二色性；二軸晶寶石出現三種顏色，稱為三色性，統稱為多色性。

首先我們要了解什麼是寶石的多色性。

多色性又稱多向色性，是一種光學現象，常在礦石上看到。當一束光射入晶石內，因雙折射而分成兩束方向垂直光（極化），該兩束光的速率和路徑不同，被吸收程度有別，因此當它們離開晶石時，便顯出了相異的顏色。多色性可分為二向色性與三向色性。在礦物學和寶石學，多色向性是分辨物質的重要性質。

具有多向色性的礦物寶石均為非均質體，因為其內部結構光學性質隨方向而異，非均質體具有以下三個特徵：

（1）光波在非均質體中傳播，其傳播速度一般都隨光波的振動方向不同而發生變化，因而其相應的折射率也隨振動方向不同而改變，即非均質體具有許多個折射率。每一種具體的介質，其各個方向的折射率有一個固定的變化範圍，例如石英的折射率範圍是1.544~1.533，方解石的折射率範圍是1.486~1.658。

（2）光波進入非均質體時，除特殊方向外均要發生雙折射和偏光化，分解成兩束振動方向互相垂直、傳播速度不同、折射率不等的偏光。傳播速度較快的偏光其折射率較小，傳播速度較慢的偏光其反射率較大。這兩種偏光的折射率的差值即為雙折射率，簡稱雙摺率。

（3）非均質體中都有一個或兩個特殊方向，當光波沿這種特殊方向傳播時不發生雙折射，也不改變入射光波的振動特點和振動方向，這種方向稱為光軸。中級晶族寶石只有一個光軸方向，稱為一軸晶；低級晶族寶石有兩個光軸方向，稱為二軸晶。通常所說的礦物的軸性，就是指該礦物屬於一軸晶或是二軸晶。

了解了以上光學原理，就比較容易理解 二色鏡的工作機制了。

常見的二色鏡如下：

最常見的二色鏡

上圖第一種是最常見的二色鏡，像一隻小巧的單筒望遠鏡，非常方便轉動及調整目距來觀察寶石，是冰洲石二色鏡，它由玻璃稜鏡、冰洲石菱面體、透鏡、透光窗口和目鏡等部件組成。冰洲石具有極強的雙折射，雙折射率為0.172,它能將一束光分解成兩條偏振光線。冰洲石菱面體的長度設計成正好可使小孔的兩個圖像在目鏡裡能並排成像。當觀察具多色性的寶石時，冰洲石二色鏡將透過寶石的兩束偏振化色光再次分解，使兩束偏光的顏色並排出現於窗口的兩個影像中，就可以看到不同的顏色了。

二色鏡結構

特別提醒寶迷們注意：很多人認為裸眼看到寶石轉動時不同方向顏色不同（通常是深淺變化）就是多色性，這種描述是不準確的，多色性（二色性）一般是由二色鏡觀察出來的，且在二色鏡的成像中，不同顏色顯示在同一平面上的兩個窗口，如上圖，紅色和粉紅兩種顏色像拼在一起的格子，轉動二色鏡時兩種顏色可能互換。當寶石具有三色性時，需要通過轉動二色鏡及寶石來捕捉另外一種顏色，二色鏡一次最多觀察到兩種顏色，三色性寶石中有一種顏色會與另外兩種顏色分別同時出現在兩個窗口，而不是三個顏色同時顯示。

二色鏡下的紅柱石

二、二色鏡的使用方法

1、用白光透射寶石。

2、將二色鏡緊靠寶石，保證進入二色鏡的光為透射光。特別要注意的是不能使用反射光觀察。

3、眼睛靠近二色鏡，邊轉動二色鏡邊觀察二色鏡兩個窗口的顏色差異。

4、寶石多色性在垂直光軸方向最明顯,而平行光軸方向不顯多色性，當觀察二軸晶的三色性時，還需要轉動寶石調整觀察結果。

5、記錄並分析結果。

二色鏡使用方法

用二色鏡觀察寶石分析結果需要注意以下幾點：

1、樣品必須是透明到半透明有色單晶寶石，玉石不可測及沒有顏色的寶石不可測。

2、光源應為白光，可用燈光或太陽光。絕不能用單色光、偏正光。

3、使用時，須用透射光，不能用反射光。眼睛和寶石都要與二色鏡相距很近，一般不超過5mm。

4、在樣品的某一位置上，轉動二色鏡觀察時，兩個窗口的顏色互換，才是多色性的表現，若兩個窗口顏色不同，但轉動二色鏡時並無交換變化現象，則可能是另外進入偏光引起的。（前面加粗部分的段落-「特別提醒寶迷注意」部分有詳細解釋）

5、不要將色帶造成的顏色不均勻看成多色性（如紫晶、藍寶石等）。

6、觀察時，轉動寶石或二色鏡從三個以上方向觀察，這可避免沿非均質體的光軸方向進行觀察，而看不到多色性的情況發生。

7、是三色性的寶石，其三種顏色在不同方向上顯示，從一個方向上觀察，只能看到兩種顏色。

8、寶石多色性強弱與雙折射率的大小無關。

9、對弱多色性的寶石應持懷疑態度，如不能肯定測試結果，則應選擇其他方式驗證。

10、不要將寶石直接放在光源上，部分寶石受熱後多色性可發生變化。

11、寶石鑑定中，多色性只是作為一種輔助證據，必須要有其他測試方法的支持，這一點在其他任何一種儀器的運用中均是同理，單一的光學儀器不能作為寶石鑑定的結論性工具，而是多種儀器鑑定結果組合得出關於真假、優劣、產地等結論。

三、常見的寶石多色性參照表

常見寶石多色性參照表

主要的強多色性寶石

寶石鑑定儀器涉及到很多光學原理，介紹起來有些晦澀，小冰儘量在不同部分重複聯動介紹內容，方便大家前後對照著理解和學習，歡迎提問，歡迎互動，相互交流更利於學透相關知識。