第一节 放大镜和显微镜
一、放大镜
对于宝石鉴定来说，利用光学放大是至关重要的。放大镜主要用于宝石表面特征和内部特征的观察，从中获得大致信息，为宝石鉴定和质量评价提供依据。放大镜具有便携性、便宜性，是宝石工作者最常用的鉴定工具之一。
宝石学中一般选择10倍放大镜（用“10×”表示），以三组合镜最为常用，如图1-1所示。
图1-1 10倍放大镜
1.放大镜的结构
宝石放大镜的结构是由镜头与塑料或不锈钢套组成。宝石放大镜的倍数有10倍、20倍等数种。
常见的放大镜种类有：
①双合镜：由两片平凸透镜构成，无像差（图像畸变）。
②三合镜：由两个铅玻璃制成的凹凸透镜中夹一无铅玻璃制成的双凸透镜黏合而成。无像差和色差（出现彩色边缘）。
优质的宝石放大镜应具备球面半径一致、焦距稳定、无像差和色差、视域宽而清晰等特点。其中三合镜最为常用，不仅视域较宽，而且消除了图像畸变（球面像差）和彩色边缘现象（色像差），即最常用的10倍放大镜。25倍、30倍、50倍的放大镜因其放大倍数大，观察视野小，焦距短而难于操作。放大倍数越大的凸透镜，其视域边缘像差也就越明显。大于3倍的单透镜有明显像差。
判断宝石用放大镜的质量，可以通过观察米格纸上1mm×1mm的正方形格子图形进行检验，若方格物像不发生畸变且周边无色差现象则其质量合格。
2.放大镜的使用方法
①用不起毛的布彻底擦净样品。
②鉴定宝石时：放大镜靠近眼睛，双眼睁开，可把手靠在脸上。如果戴眼镜，可把放大镜挨着眼镜。
③用手指或镊子将宝石放置到大约与放大镜相距1英寸（2.54cm）的位置。把持放大镜的手的小指头抵在持着样品的手上。
④用旁侧光以及无反射的暗背景观察并使光线射到样品上，但放大镜上不能有光。
⑤首先观察宝石的表面特征，然后再把焦点集中至内部寻找包裹体及其他特征。
3.使用放大镜的注意事项
①严格按照宝石放大镜的操作步骤进行实验。
②注意保护标本和仪器，特别是放大镜镜头，使用时要小心谨慎，不能用尖锐的物品刻划镜头。
③用放大镜观察宝石时，为避免疲劳，两眼要睁开。
④使用放大镜时，坐姿要端正、稳定。
4.放大镜的保养
首先因放大镜的透镜硬度不高，镊子及尖锐物品都可能将其划伤，所以在使用放大镜时，应避免透镜体与镊子或尖锐物品接触，当透镜体表面有颗粒时，应用镜头纸或布轻轻擦拭。其次要定时检查固定透镜的螺母，以防透镜松动影响使用效果。在使用结束后，应将透镜旋转至金属框架内并放入皮套中。
二、显微镜
显微镜是宝石鉴定工作中重要的仪器之一，它是寻找包裹体，检测出裂隙或易遭损害的脆弱区，检测人工处理，鉴别拼合宝石以及天然与合成宝石、优化处理宝石的最佳仪器之一。
1.显微镜的结构
显微镜（图1-2）由三大系统组成，分别如下。
图1-2 显微镜
①光学系统：可用于观察宝石形状、颜色、内含物及荧光。
②照明系统：利用高品质的立体变焦显微镜使双目看到清晰的三维图像。
③机械系统：可相当灵活地移动和旋转宝石但不影响观察质量。
显微镜的部件有目镜、物镜、变焦系统底光源、顶光源、电源开关、光量强度调节旋钮、支架、焦距调节旋钮、锁光圈、弹簧宝石夹等。
a.目镜：装在镜筒的上端，双筒，放大倍数有10倍和20倍两种，见图1-3（a）。
图1-3 显微镜部件
b.物镜：装在镜筒的下端，放大倍数为0～4倍，可调。
c.变焦旋钮：可连续调节物镜的放大倍数，见图1-3（b）。
d.调节旋钮：由齿条和旋钮组成，可以升降镜身，调节物镜与被测宝石之间的工作距离，使被测局部清晰对焦见图1-3（c）。
e.顶光源：表面垂直照射光源，一般为日光灯，方向可调，见图1-4。
图1-4 顶光源
f.底光源：底部照射透射光源，一般为白炽灯，内置，方向不可调，光强可通过滑键调节强弱，见图1-5。
图1-5 底光源
g.锁光圈：控制底光源照射的光量大小，见图1-6。
图1-6 锁光圈
h.挡板：改变底光源的照明方式（亮域/暗域），见图1-7。
图1-7 挡板
i.宝石镊：夹持宝石用，可上下、左右、前后移动及自身旋转。
2.宝石显微镜的类型以及常用照明方式
显微镜有很多种类型，主要有单筒显微镜、双筒显微镜、立体显微镜、卧式显微镜等。常用的是立式双筒立体连续变焦显微镜。
立式显微镜的照明方式主要有亮域照明法、暗域照明法、垂直照明法、散射照明法、水平照明法、斜向照明法、偏光照明法等。由于宝石的透明度不同，包裹体类型的不同，选择适当的照明方法会取得更好的观察效果。
（1）垂直照明法（顶光源照明法）
如图1-8所示，关闭底光源，用顶光源垂直（或近垂直）照射宝石。主要用于观察宝石的表面特征，有时对于透明、色浅的宝石也可观察到自然光垂直照射下的内部特征。
图1-8 顶光源照明法
（2）亮域照明法
如图1-9所示，撤掉挡光板，使底光源的光线直接通过宝石观察。主要用于观察宝石的包裹体，尤其有利于对色带、生长纹和低突起的包裹体的观察。
图1-9 亮域照明法
（3）暗域照明法
如图1-10所示，打开底光源，加入挡板，可得到测光照明，在暗域背景下，使包裹体更清晰地显现出来。主要用于观察宝石的内部特征，使内部特征在暗色背景下呈现清晰的影像，可以观察出内部特征的具体形态和特征，如相态、颜色等。
图1-10 暗域照明法
（4）点光照明法
如图1-11所示，使用底光源并缩小锁光圈呈点状照射宝石。主要用于观察宝石内部的局部特征及一些特殊结构。
图1-11 点光照明法
（5）散射照明法
如图1-12所示，在宝石和光源之间放置面巾纸等半透明材料，使光线散射、柔和。主要用于辅助观察宝石的色带、色环及一些特殊的颜色分布。
图1-12 散射照明法
3.显微镜的调节和使用
（1）显微镜的调节
许多人左右眼视力不一致，因此双目立体显微镜在设计时充分考虑到了这一因素，左侧（或右侧）目镜可以调焦，目镜调节具体步骤如下。
①坐在显微镜正前方，调节镜壁至合适高度。
②打开显微镜照明灯，关上暗域挡板，关上缩光圈。
③根据双眼宽度调节两目镜间距直至清晰。
④转动焦距调节旋钮调节焦距。
⑤将物镜放大倍数调至最大，闭上左眼（或右眼）仅用右眼（或左眼）观察并再次调焦。
⑥固定焦距调节旋钮，闭上右眼（或左眼）转动左侧目镜，仅对左眼（或右眼）再次准焦。
（2）显微镜的使用
显微镜调节完成后，使用显微镜观察宝石时应注意以下几点。
①擦净目镜和样品，防止将宝石表面灰尘当成内部特征。
②打开顶灯和底灯，根据需要选用合适的照明方式。
③调节焦距，为了防止宝石和物镜碰撞使用时最好从下向上提升物镜。
④在低倍放大条件下从各个方位观察宝石的内外部特征、对称性等。
⑤根据需要逐渐增加放大倍率。
⑥必要时使用油浸法。在浸油槽内装上二碘甲烷或水等液体，放入宝石使之全部浸没。在浸油槽下方放置一白色或蓝色半透明塑料板。
⑦仔细观察并记录出现的各类特征。
4.宝石显微镜的用途
宝石显微镜的最主要用途是放大观察宝石的内外部特征、显微照相、测定宝石近似折射率、观察多色性和干涉图等。在观察宝石时，主要观察下列特征。
①外部特征：观察宝石基本性质和切工质量。
②内部特征：包括气、液、固相包体，裂隙、生长纹、色带的分布及特征，拼合宝石结合面特征以及刻面棱重影等。
5.显微镜的保养
宝石显微镜一种贵重和精细的仪器，是实验和教学中不可或缺的辅助工具。所以在使用时和使用后都要好好地维护和保养。应注意以下事项：
①不可对显微镜的机械部位用力过猛。
②当显微镜在长时间不使用的情况下，应用塑料罩盖好，并储放在干燥的地方防尘防霉。同时建议将物镜和目镜保存在干燥器之类的容器中，并放些干燥剂。
③不能用手触摸任何镜头，若需清洁镜头，用棉花棒、纱布、柔软的刷子等比较柔软的东西，注意轻柔、慢、缓。
④使用完毕，将物镜调至最低点，以延长调焦旋钮的使用寿命。