TCVN 5857:1994

ĐÁ QUÝ - PHƯƠNG PHÁP ĐO CHIẾT SUẤT

Precious stone - Testing refractive index

Lời nói đầu

TCVN 5857:1994 do Hội khoáng học Việt Nam biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường chất lượng trình duyệt, Bộ khoa học Công nghệ và Môi trường (nay là Bộ khoa học và Công nghệ) ban hành;

Tiêu chuẩn này được chuyển đổi năm 2008 từ Tiêu chuẩn Việt Nam cùng số hiệu thành Tiêu chuẩn Quốc gia theo quy định tại Khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a Khoản 1 Điều 6 Nghị định số 127/2007/NĐ -CP ngày 1/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.

ĐÁ QUÝ - PHƯƠNG PHÁP ĐO CHIẾT SUẤT

Precious stone - Testing refractive index

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp đo chiết suất để kiểm tra các loại đá quý.

1. Bản chất phương pháp

Khi một tia sáng được chiếu vào một viên đá quý, tốc độ truyền ánh sáng trong đó sẽ giảm xuống ở mức độ nào đó tùy thuộc vào các đặc tính quang học - tinh thể của viên đá. Đại lượng phản ánh tính chất quang học đó của đá quý gọi là chiết suất n:

Trong đó:

V₀ - vận tốc ánh sáng trong chân không;

V - vận tốc ánh sáng trong viên đá;

i - góc tới;

r - góc khúc xạ.

Đo chiết suất n để kiểm tra đá quý là bản chất của phương pháp này.

2. Thiết bị thử

Phương pháp đo chiết suất được sử dụng chủ yếu cho đá quý là phương pháp khúc xạ kế 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.

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

Hình 1 - Sơ đồ nguyên lý của máy 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 nguồn sáng natri với bước sóng chuẩn 5893^oA;

- 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).

3. Mẫu thử

Mẫu để đo chiết suất phải có ít nhất một mặt được mài phẳng và đánh bóng theo đúng quy định. Đối với mẫu dị hướng mặt phẳng này phải song song với trục quang học của mẫu.

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.

4. Tiến hành thử

Mở nguồn sáng natri cho đến khi hoạt động ổn định. 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 iođua mêtylen (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).

Lắp kính phân cực lên thị kính và xoay 360^o. Nếu ranh giới giữa trường sáng và trường tối không thay đổi thì chỉ có một giá trị chiết suất (vật đẳng hướng). Nếu ranh giới này thay đổi trong một khoảng độ nào đó thì ghi giá trị n_max và n_min (vật dị hướng).

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

5. Xử lý kết quả

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

Đối với vật dị hướng, nếu không có mặt phẳng song song với trục quang, cần đo chiết suất ở vài mặt khác nhau, mỗi mặt 2 đến 3 lần rồi lấy các giá trị n_max và n_min.