Phương pháp đo chiết suất được sử dụng chủ yếu cho đá quý là phương pháp khúc xạ và thiết bị được dùng là khúc xạ kế (refractometer). Thiết bị này dựa trên sự tương quan giữa giá trị chiết suất n và góc phản xạ toàn phần của viên đá (góc tới hạn).

Sơ đồ nguyên lý của một khúc xạ kế dùng cho đá quý trình bày ở Hình 1.

Hình 1 - Cấu tạo và sơ đồ nguyên lý của máy khúc xạ kế

3  Thiết bị, dụng cụ

3.1  Khúc xạ kế

Những yêu cầu cơ bản của một khúc xạ kế dùng cho đá quý là:

- Phải là loại dùng để đo các chất rắn;

- Có dải đo chiết suất đủ rộng (thường từ 1,3 đến 1,8) để đo được đa số các loại đá quý;

...

...

...

- Có kính lọc phân cực để đo chiết suất những chất dị hướng quang học;

- Có dung dịch có chiết suất trung gian (1,81) giữa bán cầu (bán trụ) thủy tinh và viên đá để tạo ra tiếp xúc quang học giữa chúng (dung dịch đệm).

4  Mẫu thử

Mẫu để đo chiết suất phải có ít nhất một mặt được mài phẳng và đánh bóng theo đúng quy định. Chuẩn máy bằng các mẫu chuẩn chiết suất trước khi đo.

Rửa và lau sạch mặt của bán cầu (bán trụ) thủy tinh và mặt mẫu. Các mặt phẳng này không cho phép có các vết xước, nứt rỗ.

5  Cách tiến hành

Mờ nguồn sáng natri cho đến khi hoạt động ổn định. Điều chỉnh nguồn sáng sao cho thang đo rõ nét nhất. Nhỏ một giọt dung dịch đệm lên mặt bán cầu (bán trụ) thủy tinh của khúc xạ kế: đường kính giọt dung dịch khi đặt viên đá lên không lớn hơn 1 mm đến 2 mm. Dung dịch đệm dùng cho khúc xạ kế để đo đá quý thường là iodur methylen (CH₂I₂) được bão hòa lưu huỳnh. Đặt nhẹ mặt mài bóng của viên đá lên giọt dung dịch đệm, di nhẹ qua lại sao cho không còn bọt khí ở mặt tiếp xúc quang học. Điều chỉnh nguồn sáng sao cho thang đo rõ nét nhất. Giá trị chiết suất n đọc theo giá trị tương ứng với ranh giới giữa trường tối (ở trên) và trường sáng (ở dưới).

Đá đẳng hướng quang học chỉ có một ranh giới, đá dị hướng quang học sẽ có 2 ranh giới (hình 2).

Lấy mẫu khỏi bán cầu thủy tinh và lau sạch dung dịch ở cả bán cầu và mặt viên đá.

...

...

...

CHÚ DẪN:

1  Đá đẳng hướng quang học;

2  Đá di hướng quang học

Hình 2 - Hình ảnh thang đo trong khúc xạ kế

6  Xử lý kết quả

Đối với đá đẳng hướng cần đo 2 đến 3 lần và lấy giá trị trung bình cộng.

- Đối với đá dị hướng, lắp kính phân cực lên thị kính và xoay 360°, nếu chỉ một ranh giới giữa trường sáng và trường tối thay đổi thì đó là đá dị hướng một trục quang. Nếu cả hai ranh giới này đều thay đổi thì đó là đá dị hướng hai trục quang.

- Đối với đá dị hướng một trục quang: đo 4 lần chiết suất lớn nhất và nhỏ nhất ứng với 4 vị trí xoay viên đá, mỗi lần cách nhau 45°, rồi lấy các giá trị n_max và n_min, và giá trị lưỡng chiết ∆n từ 4 lần đo trên.

- Đối với đá dị hướng 2 trục quang: đo 8 lần chiết suất lớn nhất và nhỏ nhất ứng với 8 vị trí xoay viên đá, mỗi lần cách nhau 45°, rồi lấy các giá trị n_max và n_min và giá trị lưỡng chiết ∆n từ 8 lần đo trên.

...

...

...

Phụ lục A

(Tham khảo)

Giá trị chiết suất của đá quý và các vật liệu liên quan

Bảng A.1 - Giá trị chiết suất của đá quý và một số vật liệu liên quan

(theo thứ tự chiết suất giảm dần)

Chiết suất (n)

Lưỡng chiết (∆n)

Tên gọi

2,940 đến 3,220

...

...

...

Hematit

2,905 đến 3,256

0,351

Cinabar

2,881 đến 3,084

0,203

Proustit

2,880 đến 3,080

0,200

...

...

...

2,849

-

Cuprit

2,616 đến 2,903

0,287

Rutil

2,583 đến 2,700

0,117

Brucit

...

...

...

0,046 đến 0,067

Anatas

2,417 đến 2,419

-

Kim cương

2,409

-

Fabulit

2,307 đến 2,450

...

...

...

Stibiotantalit

2,368 đến 2,371

-

sphalerit

2,290 đến 2,660

0,270

Crocoit

2,280 đến 2,400

0,120

...

...

...

2,260 đến 2,430

0,160

Tantalit

2,202 đến 2,273

0,071

Linobat

2,172 đến 2,182

-

Djevalit

...

...

...

0,015

Mimetesit

2,114 đến 2,145

0,028

Phosgenit

2,088 đến 2,176

-

CZ

2,087

...

...

...

Senarmontit

2,030

-

Galiant

2,013 đến 2,029

0,016

Zinkit

1,997 đến 2,098

0,096 đến 0,098

...

...

...

1,976 đến 2,034

0,058

Simpsonit

1,958 đến 2,245

0,291

Lưu huỳnh

1,950 đến 1,990

0,040

Bayldonit

...

...

...

0,010 đến 0,018

Scheelit

1,880 đến 1,940

-

Andradit

1,878 đến 1,895

0,017

Anglesit

1,870

...

...

...

Uvarovit

1,850 đến 1,920

0,007

Purpurit

1,843 đến 2,110

0,100 đến 0,192

Sphen

1,833

-

...

...

...

1,810 đến 2,024

0,002 đến 0,059

Zircon

1,804 đến 2,079

0,274

Cerusit

1,791 đến 1,818

-

Gahnit

...

...

...

-

Spesartin

1,787 đến 1,816

0,029

Painit

1,770 đến 1,820

-

Almandin

1,770 đến 1,820

...

...

...

Gadolinit

1,762 đến 1,770

0,008

Ruby, Saphir

1,757 đến 1,804

0,047

Benitoit

1,746 đến 1,763

0,007 đến 0,011

...

...

...

1,74

-

Periclas

1,738 đến 1,768

0,027 đến 0,030

Scorodit

1,736 đến 1,762

0,010 đến 0,015

Staurolit

...

...

...

-

Grosular

1,732 đến 1,745

0,010

Chambersit

1,730 đến 1,757

-

Hesonit

1,729 đến 1,768

...

...

...

Epidot

1,720 đến 1,848

0,108 đến 0,110

Azurit

1,720 đến 1,756

-

Pyrop

1,719 đến 1,730

0,004 đến 0,009

...

...

...

1,716 đến 1,752

0,010 đến 0,014

Rhodonit

1,715 đến 1,754

-

Gahnospinel

1,712 đến 1,762

-

Spinel

...

...

...

0,015 đến 0,033

Kyanit

1,708 đến 1,760

0,048 đến 0,050

Adamin

1,702 đến 1,750

0,048

Diaspor

1,701 đến 1,734

...

...

...

Saphirin

1,700 đến 1,723

0,002 đến 0,012

Vezuvian

1,691 đến 1,700

0,009

Tanzanit

1,690 đến 1,736

0,029 đến 0,045

...

...

...

1,690 đến 1,723

0,028 đến 0,033

Wilemit

1,690

-

Rhodozit

1,678 đến 1,689

0,015 đến 0,037

Dumortierit

...

...

...

0,060

Legrandit

1,673 đến 1,731

0,010 đến 0,016

Hypersthen

1,671 đến 1,772

0,081 đến 0,101

Parisit

1,670 đến 1,734

...

...

...

Clinozoisit

1,665 đến 1,712

0,036 đến 0,042

Sinhalit

1,664 đến 1,730

0,024 đến 0,031

Diopsid

1,662 đến 1,707

0,014 đến 0,015

...

...

...

1,660 đến 1,699

0,012 đến 0,017

Kornerupin

1,660 đến 1,681

0,014 đến 0,016

Hidenit, Kunzit

1,658 đến 1,673

0,010 đến 0,011

Boracit

...

...

...

0,010 đến 0,012

Axinit

1,655 đến 1,909

0,254

Malachit

1,652 đến 1,688

0,020

Jadeit

1,650 đến 1,703

...

...

...

Peridot

1,650 đến 1,680

0,009 đến 0,012

Enstatit

1,650 đến 1,677

0,019 đến 0,025

Euclas

1,650 đến 1,670

0,016

...

...

...

1,644 đến 1,709

0,051 đến 0,053

Dioptas

1,640 đến 1,680

-

Gagat

1,636 đến 1,648

0,012

Barit

...

...

...

0,051

Durangit

1,633 đến 1,875

0,242

Siderit

1,630 đến 1,636

0,006 đến 0,008

Danburit

1,629 đến 1,674

...

...

...

Clinohumit

1,628 đến 1,649

0,002 đến 0,006

Apatit

1,627 đến 1,649

0,007 đến 0,013

Andalusit

1,625 đến 1,664

0,030

...

...

...

1,621 đến 1,849

0,228

Smithsonit

1,621 đến 1,675

0,040 đến 0,050

Datolit

1,619 đến 1,635

0,010 đến 0,012

Celestin

...

...

...

0,014 đến 0,032

Tourmalin

1,614 đến 1,653

0,020 đến 0,025

Actinolit

1,614 đến 1,636

0,022

Hemimorphit

1,612 đến 1,646

...

...

...

Lazulit

1,611 đến 1,669

0,021 đến 0,039

Prehnit

1,610 đến 1,650

0,040

Đá Mặt Trăng

1,609 đến 1,643

0,008 đến 0,016

...

...

...

1,607 đến 1,611

0,001 đến 0,004

Sugilit

1,602 đến 1,623

0,019 đến 0,021

Brazilianit

1,600 đến 1,820

0,208 đến 0,220

Rhodocrosit

...

...

...

0,010

Odontolit

1,600 đến 1,627

0,027

Nephrit

1,595 đến 1,645

0,038

Pectolit

1,594 đến 1,633

...

...

...

Montebrasit

1,594 đến 1,621

0,021 đến 0,033

Phosphophylit

1,593 đến 1,612

0,019

Melinophan

1,591 đến 1,633

0,003 đến 0,010

...

...

...

1,590 đến 1,640

0,035

Chondrodit

1,590 đến 1,599

0,009

Wardit

1,590 đến 1,596

0,001

Ekanit

...

...

...

0,023 đến 0,032

Herdenit

1,586 đến 1,615

0,028 đến 0,030

Colemanit

1,586 đến 1,605

0,019

Howlit

1,578 đến 1,646

...

...

...

Amblygonit

1,570 đến 1,590

0,014 đến 0,020

Augelit

1,565 đến 1,602

0,006

Emerald

1,564 đến 1,596

0,004 đến 0,005

...

...

...

1,563 đến 1,594

0,031

Variscit

1,562 đến 1,602

0,004 đến 0,010

Beryl quý

1,560 đến 1,643

0,017 đến 0,027

Tremolit

...

...

...

0,050 đến 0,075

Vivianit

1,560 đến 1,571

0,008 đến 0,014

Serpentin

1,559 đến 1,570

0,008 đến 0,010

Labrador

1,553 đến 1,628

...

...

...

Hambergit

1,552 đến 1,561

0,009

Berylonit

1,550 đến 1,561

0,004 đến 0,009

Charoit

1,544 đến 1,553

0,009

...

...

...

1,543 đến 1,551

0,008

Andesin

1,542 đến 1,578

0,008 đến 0,012

Cordierit

1,542 đến 1,549

0,007

Oligoclas

...

...

...

0,050

Talc

1,540

-

Gỗ hóa thạch

1,54

-

Jasper

1,539 đến 1,545

...

...

...

Hổ phách

1,535 đến 1,570

-

Ngà voi

1,535 đến 1,537

0,002

Apophylit

1,530 đến 1,690

0,160

...

...

...

1,530 đến 1,685

0,155

Aragonit

1,530 đến 1,540

0,004 đến 0,009

Agat, Chalcedony

1,530

-

Sét trắng

...

...

...

0,148

Viterit

1,529 đến 1,551

0,003

Milarit

1,526 đến 1,546

0,0004

Nephelin

1,525 đến 1,548

...

...

...

Feldspar aventurin

1,522 đến 1,530

0,008

Amazonit

1,520 đến 1,680

0,155

Amolit

1,520 đến 1,670

0,150

...

...

...

1,520 đến 1,529

0,009

Thạch cao

1,518 đến 1,530

0,008

Sanidin

1,518 đến 1,526

0,008

Đá Mặt Trăng

...

...

...

-

Polucit

1,516 đến 1,544

0,026

Stichtit

1,515 đến 1,542

0,006 đến 0,025

Thomsonit

1,509 đến 1,717

...

...

...

Magnesit

1,504 đến 1,509

-

Leucit

1,504 đến 1,508

0,001

Mesolit

1,502 đến 1,698

0,185

...

...

...

1,502 đến 1,519

0,012 đến 0,017

Petalit

1,500

-

Lapis lazuli

1,496 đến 1,510

-

Hauyn

...

...

...

0,006

Tugtupit

1,495 đến 1,528

0,024 đến 0,029

Cancrinit

1,495 đến 1,520

-

Xenlulô

1,491 đến 1,520

...

...

...

Ulexit

1,490 đến 1,510

-

Moldavit

1,486 đến 1,658

0,172

Calcit

1,486 đến 1,658

0,172

...

...

...

1,480 đến 1,493

0,013

Natrolit

1,480

-

Sodalit

1,479 đến 1,489

-

Analcim

...

...

...

0,023 đến 0,040

Chrysocola

1,450 đến 1,550

-

Obsidian

1,440 đến 1,900

-

Thủy tinh

1,434

...

...

...

Fluorit

1,378 đến 1,390

0,010 đến 0,012

Selait

1,370 đến 1,520

-

Opal

Bảng A.2 - Giá trị chiết suất của đá quý và một số vật liệu liên quan

(theo vần chữ cái alphabet)

...

...

...

Chiết suất (n)

Lưỡng chiết (∆n)

Actinolit

1,614 đến 1,653

0,020 đến 0,025

Adamin

1,708 đến 1,760

0,048 đến 0,050

Agat, Chalcedony

...

...

...

0,004 đến 0,009

Almandin

1,770 đến 1,820

-

Amazonit

1,522 đến 1,530

0,008

Amblygonit

1,578 đến 1,646

...

...

...

Amolit

1,520 đến 1,680

0,155

Analcim

1,479 đến 1,489

-

Anatas

2,488 đến 2,564

0,046 đến 0,067

...

...

...

1,627 đến 1,649

0,007 đến 0,013

Andesin

1,543 đến 1,551

0,008

Andradit

1,880 đến 1,940

-

Anglesit

...

...

...

0,017

Apatit

1,628 đến 1,649

0,002 đến 0,006

Apophylit

1,535 đến 1,537

0,002

Aquamarin

1,564 đến 1,596

...

...

...

Aragonit

1,530 đến 1,685

0,155

Augelit

1,570 đến 1,590

0,014 đến 0,020

Axinit

1,656 đến 1,704

0,010 đến 0,012

...

...

...

1,720 đến 1,848

0,108 đến 0,110

Barit

1,636 đến 1,648

0,012

Bayldonit

1,950 đến 1,990

0,04

Benitoit

...

...

...

0,047

Beryl quý

1,562 đến 1,602

0,004 đến 0,010

Berylonit

1,552 đến 1,561

0,009

Boracit

1,658 đến 1,673

...

...

...

Brazilianit

1,602 đến 1,623

0,019 đến 0,021

Brucit

2,583 đến 2,700

0,117

Bustamit

1,662 đến 1,707

0,014 đến 0,015

...

...

...

1,486 đến 1,658

0,172

Cancrinit

1,495 đến 1,528

0,024 đến 0,029

Casiterit

1,997 đến 2,098

0,096 đến 0,098

Celestin

...

...

...

0,010 đến 0,012

Cerusit

1,804 đến 2,079

0,274

Chambersit

1,732 đến 1,745

0,01

Charoit

1,550 đến 1,561

...

...

...

Chondrodit

1,590 đến 1,640

0,035

Chrysoberyl

1,746 đến 1,763

0,007 đến 0,011

Chrysocola

1,460 đến 1,570

0,023 đến 0,040

...

...

...

2,905 đến 3,256

0,351

Clinohumit

1,629 đến 1,674

0,028 đến 0,041

Clinozoisit

1,670 đến 1,734

0,005 đến 0,015

Colemanit

...

...

...

0,028 đến 0,030

Cordierit

1,542 đến 1,578

0,008 đến 0,012

Crocoit

2,290 đến 2,660

0,27

Cuprit

2,849

...

...

...

CZ

2,088 đến 2,176

-

Danburit

1,630 đến 1,636

0,006 đến 0,008

Datotit

1,621 đến 1,675

0,040 đến 0,050

...

...

...

1,702 đến 1,750

0,048

Diopsid

1,664 đến 1,730

0,024 đến 0,031

Dioptas

1,644 đến 1,709

0,051 đến 0,053

Djevalit

...

...

...

-

Dolomit

1,502 đến 1,698

0,185

Dumortierit

1,678 đến 1,689

0,015 đến 0,037

Durangit

1,634 đến 1,685

...

...

...

Đá Mặt Trăng

1,610 đến 1,650

0,04

Đá Mặt Trăng

1,518 đến 1,526

0,008

Ekanit

1,590 đến 1,596

0,001

...

...

...

1,565 đến 1,602

0,006

Enstatit

1,650 đến 1,680

0,009 đến 0,012

Epidot

1,729 đến 1,768

0,015 đến 0,049

Euclas

...

...

...

0,019 đến 0,025

Eudialit

1,591 đến 1,633

0,003 đến 0,010

Fabulit

2,409

-

Feldspar aventurin

1,525 đến 1,548

...

...

...

Fluorit

1,434

-

Friedelit

1,625 đến 1,664

0,03

Gadolinit

1,770 đến 1,820

0,010 đến 0,040

...

...

...

1,640 đến 1,680

-

Gahnit

1,791 đến 1,818

-

Gahnospinel

1,715 đến 1,754

-

Galiant

...

...

...

-

Gỗ hóa thạch

1,54

-

Grosular

1,734 đến 1,759

-

Hambergit

1,553 đến 1,628

...

...

...

Hauyn

1,496 đến 1,510

-

Hematit

2,940 đến 3,220

0,287

Hemimorphit

1,614 đến 1,636

0,022

...

...

...

1,587 đến 1,627

0,023 đến 0,032

Hesonit

1,730 đến 1,757

-

Hidenit, Kunzit

1,660 đến 1,681

0,014 đến 0,016

Howlit

...

...

...

0,019

Hổ phách

1,539 đến 1,545

-

Hypersthen

1,673 đến 1,731

0,010 đến 0,016

Jadeit

1,652 đến 1,688

...

...

...

Jasper

1,54

-

Kim cương

2,417 đến 2,419

-

Kornerupin

1,660 đến 1,699

0,012 đến 0,017

...

...

...

1,710 đến 1,734

0,015 đến 0,033

Labrador

1,559 đến 1,570

0,008 đến 0,010

Lapis lazuli

1,5

-

Lazulit

...

...

...

0,031 đến 0,036

Legrandit

1,675 đến 1,740

0,06

Leucit

1,504 đến 1,509

-

Linobat

2,202 đến 2,273

...

...

...

Lưu huỳnh

1,958 đến 2,245

0,291

Magnesit

1,509 đến 1,717

0,022

Malachit

1,655 đến 1,909

0,254

...

...

...

1,593 đến 1,612

0,019

Mesolit

1,504 đến 1,508

0,001

Milarit

1,529 đến 1,551

0,003

Mimetesit

...

...

...

0,015

Moldavit

1,490 đến 1,510

-

Montebrasit

1,594 đến 1,633

0,22

Natrolit

1,480 đến 1,493

...

...

...

Nephelin

1,526 đến 1,546

0,0004

Nephrit

1,600 đến 1,627

0,027

Neptunit

1,690 đến 1,736

0,029 đến 0,045

...

...

...

1,535 đến 1,570

-

Ngọc trai

1,530 đến 1,690

0,16

Obsidian

1,450 đến 1,550

-

Odontolit

...

...

...

0,01

Oligoclas

1,542 đến 1,549

0,007

Opal

1,370 đến 1,520

-

Painit

1,787 đến 1,816

...

...

...

Parisit

1,671 đến 1,772

0,081 đến 0,101

Pectolit

1,595 đến 1,645

0,038

Periclas

1,74

-

...

...

...

1,650 đến 1,703

0,036 đến 0,038

Petalit

1,502 đến 1,519

0,012 đến 0,017

Phenakit, Phenacit

1,650 đến 1,670

0,016

Phosgenit

...

...

...

0,028

Phosphophylit

1,594 đến 1,621

0,021 đến 0,033

Pirargirit

2,880 đến 3,080

0,2

Polucit

1,517 đến 1,525

...

...

...

Prehnit

1,611 đến 1,669

0,021 đến 0,039

Proustit

2,881 đến 3,084

0,203

Purpurit

1,850 đến 1,920

0,007

...

...

...

1,720 đến 1,756

-

Rhodocrosit

1,600 đến 1,820

0,208 đến 0,220

Rhodonit

1,716 đến 1,752

0,010 đến 0,014

Rhodozit

...

...

...

-

Ruby, Saphir

1,762 đến 1,770

0,008

Rutil

2,616 đến 2,903

0,287

San hô

1,486 đến 1,658

...

...

...

Sanidin

1,518 đến 1,530

0,008

Saphirin

1,701 đến 1,734

0,004 đến 0,007

Scheelit

1,918 đến 1,937

0,010 đến 0,018

...

...

...

1,738 đến 1,768

0,027 đến 0,030

Selait

1,378 đến 1,390

0,010 đến 0,012

Senarmontit

2,087

-

Serpentin

...

...

...

0,008 đến 0,014

Sét trắng

1,53

-

Siderit

1,633 đến 1,875

0,242

Simpsonit

1,976 đến 2,034

...

...

...

Sinhalit

1,665 đến 1,712

0,036 đến 0,042

Smithsonit

1,621 đến 1,849

0,228

Sodalit

1,48

-

...

...

...

1,790 đến 1,820

-

Sphalerit

2,368 đến 2,371

-

Sphen

1,843 đến 2,110

0,100 đến 0,192

Spinel

...

...

...

-

Staurolit

1,736 đến 1,762

0,010 đến 0,015

Stibiotantalit

2,307 đến 2,450

0,08

Stichtit

1,516 đến 1,544

...

...

...

Strontianit

1,520 đến 1,670

0,15

Sugilit

1,607 đến 1,611

0,001 đến 0,004

Taafeit

1,719 đến 1,730

0,004 đến 0,009

...

...

...

1,540 đến 1,590

0,05

Tantalit

2,260 đến 2,430

0,16

Tanzanit

1,691 đến 1,700

0,009

Thạch anh các mầu

...

...

...

0,009

Thạch cao

1,520 đến 1,529

0,009

Thomsonit

1,515 đến 1,542

0,006 đến 0,025

Thủy tinh

1,440 đến 1,900

...

...

...

Topaz

1,609 đến 1,643

0,008 đến 0,016

Tourmalin

1,614 đến 1,666

0,014 đến 0,032

Tremolit

1,560 đến 1,643

0,017 đến 0,027

...

...

...

1,496 đến 1,502

0,006

Ulexit

1,491 đến 1,520

0,029

Uvarovit

1,87

-

Variscit

...

...

...

0,031

Vezuvian

1,700 đến 1,723

0,002 đến 0,012

Viterit

1,529 đến 1,677

0,148

Vivianit

1,560 đến 1,640

...

...

...

Wardit

1,590 đến 1,599

0,009

Wilemit

1,690 đến 1,723

0,028 đến 0,033

Wulfenit

2,280 đến 2,400

0,12

...

...

...

1,495 đến 1,520

-

YAG

1,833

-

Zinkit

2,013 đến 2,029

0,016

Zircon

...

...

...

0,002 đến 0,059

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5857:2017 về Đá quý - Phương pháp đo chiết suất