11 : 보석을 감정하는 데 사용되는 장비 11.07 침수 셀 사용법

[백산]

11 : 보석을 감정하는 데 사용되는 장비 11.07  침수 셀

출처:  Gemology Project   소스: EK 이페어케이 플러스

11.07: 침수 셀

 
보석학
보석학 프로젝트

침지 셀은 보석이 놓인 액체를 보관하는 데 사용됩니다. 

주요 목표는 반사를 줄여 보석 내부의 내부 특징을 더 명확하게 볼 수 있도록 하거나 비교를 통해 보석의 굴절률을 추정하는 수단입니다.

또 다른 용도는 보석에 포함된 굴절률을 추정하는 것입니다(보석 자체가 침지 셀 역할을 함).

그림 \(\PageIndex{1}\): 광물의 굴절률(왼쪽)과 굴절률이 같은 액체에 담갔을 때의 굴절 부족(오른쪽)

보석 굴절계를 사용할 수 없지만 보석의 대략적인 굴절률을 알아야 하는 상황이 있습니다. 이를 달성하는 한 가지 방법은 보석을 알려진 굴절률의 액체와 비교하는 것입니다.

빛이 광물을 통과할 때 빛은 공기에 비해 굴절률이 높기 때문에 광물에 의해 굴절되고 반사됩니다. 

이를 통해 광물의 모양을 볼 수 있습니다(색상 무시). 

광물과 굴절률이 같은 투명한 액체에 광물을 담그면 빛이 광물 내부에서 구부러지지 않고 반사도 일어나지 않습니다. 

이로 인해 미네랄이 액체에서 거의 사라집니다.

광물은 우리가 "릴리프"라고 부르는 일정량에서 주변 매체에 대해 두드러집니다. 

광물과 그 주변 사이의 RI 차이가 클수록 릴리프가 높아집니다(더 선명하게 두드러짐). 

공기나 액체를 주변 매체로 사용할 수 있을 뿐만 아니라 보석 자체도 내포물을 위한 주변 매체가 될 수 있습니다.

굴절계

앤더슨 방법

그림 \(\PageIndex{2}\): 앤더슨 침지 비교 굴절법

물이 담긴 유리잔에 물 한 방울을 넣으면 물방울이 사라진다는 것은 비밀이 아닙니다. 

왜 그런 일이 일어나는지에 대한 다른 이유가 있지만, 이제 초점은 물방울과 유리잔의 물의 굴절률에 맞춰질 것입니다.

물방울은 이미 유리에 있는 물과 동일한 굴절률을 가지므로 빛은 동일한 겉보기 속도로 유리를 통과합니다. 

이것은 물방울이 현재 있는 물(물이 채워진 유리)보다 빛을 더 많이(또는 적게) 구부리지 않는다는 것을 의미합니다. 

물방울이 마법처럼 사라질 것입니다.

작은 유리 구슬 (RI ~ 1.5)을 물 (RI ~ 1.3)에 떨어 뜨리면 두 굴절률 사이에 차이가 있으며 물 속의 유리 구슬을 볼 수 있습니다

 (공기 중에있을 때만큼 명확하지는 않지만 (RI ~ 1). 유리 구슬은 주변 물보다 빛을 더 많이 굴절시키며 유리 또는 보석과 같은 기타 투명 물질의 굴절률을 결정하는 데 매우 유용한 도구가 될 수 있습니다.

지금쯤이면 두 매체(액체와 보석) 사이의 굴절률이 가까울수록 돌이 액체에 잠길 때 더 많이 사라진다는 것이 분명해야 합니다.

그림 \(\PageIndex{3}\): 렌즈에서 빛의 굴절에 대한 그림

유명한 보석 학자 B.W. 앤더슨은 일련의 비교 액체를 사용하여 이것을 볼 수 있는 기술을 고안했습니다. 

이 기술은 "앤더슨 침지 방법"이라고도 합니다.

커팅된 보석을 물 접시 안에 테이블 아래로 놓을 때 보석의 RI가 주변 환경(이 경우 물)보다 크면 보석이 렌즈 역할을 합니다. 

보석과 액체(물뿐만 아니라) 사이의 RI 차이로 인해 보석은 유리 바닥에 안쪽 그림자를 드리웁니다. 

이 그림자는 보석의 윤곽 주위에 어두운 테두리로 표시되며 테두리가 넓을수록 돌과 액체 사이의 굴절률 차이가 커집니다.

굴절률이 증가하는(또는 감소하는) 일련의 액체에 보석을 넣으면 손에 있는 보석의 RI를 추정할 수 있습니다. 

테두리가 미세할수록 보석의 RI가 액체의 RI와 더 가깝습니다.

돌의 굴절률이 액체보다 낮으면 결과가 역전되어 더 어두운 코어 주위에 밝은 테두리가 보입니다.

이 테두리를 관찰하려면 유리 아래에 작은 거울을 삽입하여 이미지를 눈으로 리디렉션하기만 하면 됩니다. 

물론 유리를 들어 올려 아래에서 관찰할 수도 있지만, 그러려면 천장 조명(그리고 시간이 지나면 물리치료사)이 필요합니다.

광원이 침지 셀(유리 비커) 위에 있어야 하므로 광원의 반사를 줄이기 위해 거울에 떨어지기 전에 빛을 확산시키는 것이 좋습니다. 

이를 위해 바닥이 젖빛 된 침지 셀을 사용하거나 얇은 흰색 화장지 (벗겨짐)로 확산을 생성 할 수 있습니다.

그림 \(\PageIndex{4}\): 왼쪽에서 오른쪽으로: 액체와 보석의 RI 차이를 줄이기 위해 브릴리언트 컷 원석으로 주조된 테두리(그림자). 굵은 것부터 미세한 것까지

테두리의 두께는 항상 보석의 크기와 관련하여 판단해야 합니다. 

즉, 그림자는 보석 직경의 백분율입니다.

침지 액체가 물일 때 다이아몬드는 상대적으로 두꺼운 테두리를 나타내는 반면 사파이어는 덜 두꺼운 테두리를 주조하는 것이 분명합니다. 

이 돌 중 두 개를 침지 셀(작은 다이아몬드와 큰 사파이어)에 나란히 놓으면 주조된 그림자의 절대 두께가 같거나 비슷할 가능성이 있습니다. 

이러한 이유로 돌의 직경과 관련하여 테두리를 추정해야 합니다.

사용할 수 있는 액체는 많으며 보석의 굴절률을 추정하기 위해 이 기술을 적용해야 하는 경우 RI 값이 점진적인 여러 액체에 보석을 담그는 것이 가장 좋습니다. 

돌의 RI는 돌이 가장 작은 그림자를 드리우는 액체의 RI 값 사이에 놓입니다. 

드리워진 그림자가 없는 경우 액체의 RI는 보석의 RI와 같습니다(물 한 컵의 물방울처럼).

플라톤 방법

그림 \PageIndex{5}:  11.7.5년
 플라톤 침수 기법의 "베케 라인"의 이상화 된 그림

앤더슨 침지 방법과 마찬가지로 플라토 방법 (W. Plato의 이름을 따서 명명됨)은 보석을 알려진 굴절률의 액체와 비교하는 침지 기술입니다. 

두 방법 모두 광물학자들이 가장 자주 사용하는 Becke 라인 방법에서 파생된 것입니다.

Becke line 기법과 마찬가지로 Plato 방법은 현미경으로 확대해야 합니다.

돌을 알려진 굴절률의 액체에 담그고 침지 접시를 투과광이 있는 현미경 스테이지에 놓습니다. 

다이어프램은 돌의 직경에 근접하도록 닫혀 있으며 렌즈의 초점은 돌 바로 위에 있습니다. 

돌의 패싯 가장자리가 어둡게 보이면 액체의 굴절률이 돌의 굴절률보다 높습니다. 

돌 내부에 초점을 맞추면 면 가장자리가 밝게 나타나기 시작합니다.

그 반대의 경우(돌 위의 초점은 밝고 초점이 돌 쪽으로 내려갈 때는 어두움) 돌은 액체에 비해 굴절률이 낮습니다. 

액체의 RI가 돌의 RI와 같을 때(또는 거의 같을 때) 가장자리는 밝게 유지됩니다.

이 기술은 매우 간단하지만 알려진 굴절률의 돌과 액체에 대한 약간의 연습이 필요합니다. 

특히 돌 바로 위에 초점을 맞추려고 하면 그 시점에서 돌의 이미지가 매우 흐릿하기 때문에 번거로울 수 있습니다. 

돌 내부의 초점을 낮추면 찾고 있는 정보를 제공할 수 있는 더 많은 패싯 가장자리가 나타나기 시작합니다.

이 기술은 사파이어와 같은 일부 확산 된 돌의 패싯 가장자리의 색상 집중과 혼동되어서는 안됩니다.

참조

Guide to Affordable Gemology (2001) - W. Wm. Hanneman 박사

보석학 3판(2005) - 피터 리드

보석 출처, 설명 및 식별 4판(1990) - 로버트 웹스터(6판)

Introduction to Optical Mineralogy 3판(2003), W.D. Nesse 교수