紫外荧光仪和查尔斯滤色镜

第六节　紫外荧光仪和查尔斯滤色镜

一、紫外荧光仪

紫外荧光仪（如图3－56）是一种重要的辅助性鉴定仪器，主要用来观察宝石的发光性（荧光）。

图3－56　紫外荧光仪

（一）基本原理和结构

1.基本原理

有些宝石在紫外线的刺激下会发出可见光，这种现象称为荧光。若关闭紫外灯后，具荧光的物质继续发光，这种现象称为磷光。

紫外灯是用来测试宝石是否具荧光和磷光的仪器。

2.结　构

（1）紫外灯管（LW：365nm，SW：253.7nm），开关控制盒；

（2）暗仓；

（3）挡板（布）；

（4）观察窗口。

（二）操作方法

（1）清洁待测宝石，放入暗仓，宝石尽量靠近灯源，盖上挡板（布）；

（3）打开电源，先选择长波紫外光LW（红色按钮）照射观察，再换短波紫外光SW（绿色按钮）照射观察；

（3）记录所用紫外光源类型和相对的宝石发光现象，记录格式：发光强度（强、中、弱）＋颜色/无；

（4）关闭电源，注意观察宝石是否继续发光（磷光），如果具有磷光，须记录；

（5）取出宝石放好，关闭电源。

（三）注意事项

（1）紫外光对人体有伤害，测试时避免用眼睛直视灯管，放取宝石时应关闭电源，避免紫外线对手部皮肤的伤害；

（2）注意区分宝石表面的反射光（紫色），易误认为是宝石的发光；

（3）待测宝石局部发光，有可能是多矿物集合体中某一矿物具发光性，也可能是优化处理后宝石因染剂或充填物具发光性。

（四）用　途

1.作为具有强荧光的宝石品种的辅助鉴定特征

例如红宝石有红色荧光。

2.辅助鉴定天然宝石与其合成品

例如大多数天然蓝宝石无荧光，维尔纳叶法合成蓝宝石在短波紫外光下常有弱荧光。气相沉淀法合成的钻石可具有橙色的紫外荧光。

3.辅助鉴定某些优化处理的宝玉石

例如具有强蓝白色荧光的翡翠经过充胶或者充蜡处理，具有较弱荧光的翡翠可能是经过充胶处理，或者是抛光上蜡造成的，而天然翡翠一般没有荧光。有些拼合石的胶层会发出荧光。充油和玻璃充填处理的宝石中的油和玻璃有荧光。硝酸银处理黑珍珠无荧光，天然黑珍珠具有荧光。

4.辅助鉴别钻石及仿制品

钻石荧光的颜色和强度变化较大：颜色丰富、可有可无、可强可弱（如图3－57）。而同一种仿钻材料的荧光较为一致。

图3－57　钻石在长波紫外光下的荧光

二、查尔斯滤色镜

（一）基本原理和结构

1.原　理

滤色镜用于检测样品某些特殊的选择性吸收。常用的查尔斯滤色镜由两块黄绿色的明胶滤色片组成。滤色片的功能是通过吸收，只允许某些波长的光通过。通过前面学习我们知道，有色宝石多为对光选择性吸收的结果，因此有人说：用滤色镜检测宝石相当于通过一种滤色镜（检测用的滤色镜）来观察另一种滤色镜（宝石）。通过两次的选择性吸收，可以把样品限定在一个很小的范围（如图3－58）。

图3－58　查尔斯滤色镜原理

2.结　构

查尔斯滤色镜（如图3－59）是宝石鉴定中最常用的一种滤色镜，它最初的设计目的是用来快速区分祖母绿与其仿制品，因而又被称为“祖母绿镜”。

图3－59　查尔斯滤色镜

查尔斯滤色镜由仅允许深红色光和黄绿色光通过的滤色片组成，通过滤色镜直接观察物体，所有物体只会出现两种颜色，即黄绿色或红色。

（二）使用方法

使用滤色镜时，应在白色无反光背景条件下，采用强白光照射宝石，将查尔斯滤色镜紧靠眼睛与宝石保持30至40厘米的距离观察宝石颜色的变化。

查尔斯滤色镜因本身颜色相当深暗，所以在使用它检测宝石时，必须采用非常强烈的光源照明。正确的用法是：准备一盏钨丝白炽台灯，灯泡不小于60瓦，将查尔斯滤色镜贴近眼睛，让宝石尽量靠近光源，这时观察宝石的颜色才能准确。用阳光、日光灯或小手电照明几乎看不清现象。

（三）宝石学用途

滤色镜的优势是可以成批检测，而且便于携带；其不足是结论的唯一性稍差。查尔斯滤色镜最先在伦敦的查尔斯工学院使用，它所选择的滤色片只允许深红和黄绿光通过，主要用于区分祖母绿与其仿制品。因为祖母绿几乎是唯一能让深红色光大部分透过并同时吸收黄绿区大部分的宝石，因此只有绿色的祖母绿在查尔斯镜下发红。

后来研究表明，查尔斯镜的使用只针对祖母绿是不全面的，只要具备同样的吸收特征，其在查尔斯镜下呈现的现象就应该相同，而相同的吸收特征常常由相同的致色离子所致。祖母绿由Cr^3＋致色，如今大量使用含Cr^3＋染色剂的改善品，在查尔斯镜下便会发红。与此同时，某些产地的祖母绿，由于其他致色离子的干扰，反而在查尔斯镜下不发红。

如今，查尔斯镜不仅仅限于对绿色宝石的检测。对于有荧光的红色宝石，查尔斯镜下呈亮红色，反之呈暗红色。对于由钴致色的蓝色宝石，查尔斯镜下呈红色；蓝色的海蓝宝石和托帕石，在查尔斯镜下前者呈蓝绿色，后者呈浅肉色。

查尔斯滤色镜的用途（常见宝石的滤色镜反应见表3－3）：

（1）快速区分大量颜色相近的宝石，主要针对蓝色、绿色宝石，例如：东陵石和翡翠；

（2）帮助鉴定某些染色处理的宝石，例如：翡翠；

（3）帮助鉴定某些合成宝石，例如：蓝色尖晶石与合成蓝色尖晶石（如图3－60）；

图3－60　合成蓝色尖晶石在查尔斯滤色镜下变红

4.帮助鉴定某些仿制品，例如：蓝色Co玻璃仿蓝宝石。

表3－3　　　　　　常见宝石的滤色镜观察现象

续表3－3

（四）注意事项

现在，很多合成祖母绿在滤色镜下变红，很多染绿色的翡翠不再变红色。利用滤色镜观察宝石仅可作为补充的测试手段，不能以此作为宝石鉴定的主要依据。