В современных условиях измерить параметры драгоценные камней можно с использованием различного оборудования. Одним из них является настольный спектрометр, называемый также гониометром, состоящим из центрального столика для образца, расположенной по радиусу от центра столика подвижной зрительной трубы и неподвижного коллиматора (источника света, используемого для получения узкого пучка света из параллельных лучей). Зрительная труба снабжена окуляром, имеющим проволочное перекрестие, и ее угловое положение относительно коллиматора может определяться по шкале, нанесенной на столике (лимбу).
Процесс измерения
Для проведения измерений необходимо, чтобы на образце были грани или поверхности, которые могли бы играть роль двух граней призмы. Тогда показатель преломления можно определить с точностью по крайней мере до 0,001. Для этого измеряется угол между двумя выбранными гранями или поверхностями, а затем — угол наименьшего отклонения призмы, образованной этими гранями. Пока угол между поверхностями не превышает вдвое критический угол драгоценного камня, верхнего предела для определения показателя преломления этим методом не существует.
Угол между двумя выбранными поверхностями призмы находится следующим образом. Во-первых, нужно отрегулировать коллиматор на самую узкую щель, какую возможно, фокусируя его на проволочный крест в зрительной трубе. Затем помещаем образец драгоценного камня в центр столика так, чтобы грани, соответствующие призме, были по возможности вертикальны и чтобы свет от коллиматора падал на грани призмы, угол между которыми нужно измерить. Вращаем зрительную трубу до тех пор, пока изображение щели коллиматора, отраженное от одной из граней призмы, не окажется в центре креста пересекающей поле зрения зрительной трубы, и снимаем показание со шкалы на столике. Затем вращаем зрительную трубу, чтобы увидеть отражение щели коллиматора от другой грани призмы, и снова снимаем показание с лимба. Угол призмы будет равен половине разности
Чтобы измерить угол минимального отклонения призмы, сначала уберем драгоценный камень со столика, повернем зрительную трубу так, чтобы щель коллиматора оказалась в ее центре, и определим по шкале ее угловое положение. Положим камень обратно на столик и сориентируем его так, чтобы свет от коллиматора падал на одну из выбранных граней призмы. Этот свет будет преломляться призмой. Изменим положение зрительной трубы, чтобы получить преломленное изображение щели коллиматора. Если используется белый, а не монохроматический свет, изображение щели будет окрашено в результате дисперсии света и следующим шагом является установка перекрестия в зрительной трубе на красную часть спектра (она лучше всего видна).
Далее нужно определить угловое положение призмы, при котором наблюдается наименьший угол между лучом, падающим из коллиматора, и лучом, преломленным призмой и видимым в зрительной трубе. Чтобы сделать это, посмотрим в зрительную трубу и повернем камень вокруг вертикальной оси так, чтобы преломленное изображение щели или спектра сдвигалось в направлении линии падения света из коллиматора. Следуйте за этим изображением, вращая трубу. Нужно достичь такой точки, когда изображение щели остановится и затем начнет двигаться в обратном направлении. В положении, когда изображение остановится, установим зрительную трубу так, чтобы крест в поле зрения снова попал на красный участок спектра. Определим положение зрительной трубы по лимбу.
Поскольку, как правило, существует только один вариант ориентации драгоценного камня на столике спектрометра, для одноосных образцов обычно возможно определить показатель преломления только обыкновенного луча. Для двуосных камней показатель преломления будет примерно средним между пр и ng. Эти показатели меняются при изменении ориентации камня. Для изотропных минералов подобных проблем не существует.
Хотя измерение показателя преломления этим методом требует времени и возможно только для образцов определенного размера, точность и отсутствие пределов в диапазоне измерения делают его очень важным средством при исследовании вновь открытых минералов. Дополнительным преимуществом является возможность измерения дисперсии образцов с помощью монохроматора (или подходящих интерференционных фильтров) для оценки показателей преломления на фраунгоферовых линиях В и G (686,7 и 430,8 нм).
Более сложную современную модель спектрометра для аналитических целей в спектроскопии, а также другие приборы для измерения показателя преломления и дисперсии можно заказать в Институте Физико-Технических Проблем (ИФТП).
