34. 평면법의 측정방법
(1) 평면 검사법
평면법으로 보석의 굴절률을 측정하기 위해서 듀플렉스 Ⅱ 굴절계를 사용한다면 다
음 과정을 따른다.
1) 패싯이 가장 넓고 연마 상태가 좋은 패싯을 찾는다.
2) 보석을 젬크로스나 깨끗한 티슈로 닦아서 먼지나 이물질을 제거한다.
3) 백색광으로 확대 접안렌즈를 빼고 시작한다. 이러한 이유는 확대로 인해 수치를 잘
못 읽거나 OTL(over the limits)로 오인할 수 있는 것을 막을 수 있기 때문이다.
4) 유리 막대를 사용하여 [그림 3-36]의 접촉액 사용법에서 보이는 것처럼 금속판 위
에 살짝 댄다.
5) 손가락으로 검사할 보석을 잡고 접촉액 방울 위에 보석을 놓는다. 그리고 접촉액이
묻은 보석을 헤미실린더의 중심으로 헤미실린더가 상하지 않게 보석을 부드럽게 이동시
킨다. 접촉액이 너무 많다는 생각이 들면 보석을 집고 깨끗한 티슈로 헤미실린더를 닦
은 다음 조심스럽게 보석을 제자리에 놓는다. (접촉액의 양이 적당해질 때까지 두 가지
응용 과정을 반복한다.)
6) 굴절계로부터 약 25cm 거리에서 굴절계의 눈금을 보며, 머리를 위 아래로 움직여
서 헤미실린더에 접촉되어 있는 보석의 윤곽 즉, 보석과 같은 형태의 음영을 찾는다. 만
약 윤곽을 찾기가 어려우면 보석을 앞 뒤로 헤미실린더가 상하지 않게 조심스럽게 움직
여 보석의 윤곽을 찾는다.
7) 윤곽에서 녹색 음영의 절단선을 찾고 대략의 굴절률 수치를 기록한다.
8) 보석의 윤곽에서 녹색 음영의 절단선이 보이면 굴절계에 확대렌즈(접안렌즈)를 놓
는다. 녹색 음영의 절단선은 약 두 눈금 정도의 가는 녹색 밴드로 나타나며 가장 높은
수치의 굴절률은 녹색 밴드의 아래 부분에 나타난다. 굴절률은 소수점 둘째자리(0.01)
까지 기재한다[그림 3-37(a)]. 뚜렷한 수치를 얻기 위해서는 단색광으로 바꾼다. 그럼
녹색밴드는 날카로운 회색 라인이나 절단선으로 바뀔 것이며, 그 위치에서 소수점 셋째
자리(0.001)의 굴절률을 눈금은 없지만 대략적으로 세분하여 읽는다[그림 3-37(b)].
(2) 복굴절 검사와 복굴절량(복굴절률) 계산
보석이 단굴절인지 복굴절인지 결정하고 또한 복굴절 보석의 복굴절량(복굴절률)을
측정하기 위해서는 다음과 같은 과정을 따른다(보석은 적어도 하나의 평평한 패싯이 있
어야 일정한 굴절률 수치를 나타낼 수 있다).
1) 확대용 접안렌즈에 편광 필터를 놓고 가능하다면 이 검사를 할 때 단색광을 사용한
다. 단색광은 굴절률 수치를 뚜렷하게 보여주기 때문에 복굴절량(복굴절률)이 낮은 보
석에서 간격이 아주 좁은 음영 절단선을 관찰하기 쉽다.
2) 확대용 접안렌즈 위에서 편광 필터를 좌우로 90° 돌린다. 이렇게 하면 복굴절 보석
의 음영 절단선들이 각각 분리되어 보이고 그것들의 차이가 더욱 더 명확하게 보인다.
음영의 절단선들이 움직이지 않는다면 그 보석은 단굴절일 것이다. 헤미실린더 위의 보
석을 돌려서 광축 방향을 보고 있지 않은지 확인하고 최소한 세방향에서 복굴절량(복굴
절률)을 검사하고 음영의 절단선이 움직이면 그 보석은 복굴절이며 복굴절량(복굴절률)
을 계산할 수 있다.
3) 음영 절단선의 아래 부분의 수치를 기록하고 필터를 90°돌린 다음 두 번째 수치를
기록한다. 헤미실린더 위에서 보석을 30°씩 돌리고 이 과정을 반복하며, 계속해서 각 위
치에서 보석을 30°돌리면서 필터는 90°돌린다. 보석을 180°돌릴 때까지 총 7회의 수치를
각각 기록한다. 복굴절 보석을 이 방법으로 돌리면서 잘 연마된 패싯에서 최대 복굴절
량(복굴절률)을 구할 수 있다.
4) 복굴절량(복굴절률)을 계산하기 위해서 최고 굴절률에서 최저 굴절률을 뺀다. 복
굴절량(복굴절률)은 보석을 180°돌렸을 때 모든 패싯에서 구할 수 있는 최고 굴절률과
최저 굴절률 사이의 차이이다
| 복굴절량(복굴절률)의 검사 복굴절량(복굴절률)의 존재는 보석이 복굴절이라는 증거인데 복굴절 보석은 광 축을 제외한 모든 방향에서 두 개의 굴절률 수치를 보여주기 때문이다. 그러나 복굴절량(복굴절률)이 없다고 단굴절의 증거는 아니다. 보석을 180° 돌렸음에도 하나의 일관성 있는 수치가 나온다면 그 보석은 단굴절임을 암시하지만, 확인하 기 위해서는 편광기나 이색경 등으로 추가 보완 검사를 해야 한다. OTL(over the limits) - 보석의 굴절률 측정 시 보석의 고유 굴절률이 굴절계의 측정 범위인 1.35 ∼ 1.81 사이에 들어가지 않고 1.81 이상의 굴절률을 가져 일 반적인 굴절계로 측정할 수 없는 경우를 말한다. OL이라고도 함. 시차(視差) - 패싯이 완전히 평평하지 않던가 접촉액이 너무 많기 때문에 생기 는 광학적 삐뚤어짐을 말하며, 굴절률이 눈금 사이에서 흔들리는 것이 특징이다. |
(3) 평면 검사법의 유의 사항
1) 접촉액은 조심스럽게 취급하지 않으면 위험할 수 있다. 사용하는 동안 가능한 손에
접촉액이 묻지 않게 주의해야 하고 사용한 후에는 반드시 손을 씻어야 한다. 사용할 때
장소는 통풍이 잘 되어야하고 사용할 때마다 접촉액 병의 뚜껑을 단단히 닫아야한다.
2) 접촉액이 증발되어 유황 결정이 생긴다면 헤미실린더에 묻은 그 유황 결정을 닦다
가 헤미실린더에 스크래치가 날 수 있으므로 억지로 닦지 말아야하며 대신 좀 더 많은
접촉액이나 순수한 메틸렌 아이오다이드 용액을 유황 결정에 묻혀서 녹인다.
3) 1개월 이상 굴절계를 사용하지 않을 경우 산화되는 것을 방지하기 위해 헤미실린
더에 바셀린을 얇게 발라둔다. 산화된 헤미실린더는 산화세륨 가루를 물에 적셔서 손가
락으로 문질러 닦을 수 있지만 깊은 스크래치는 제거할 수 없다. 헤미실린더가 스크래
치나 마모되어 거칠어졌다면 새 것으로 교체하거나 수리를 해야 한다.
4) 굴절률이 1.70 이상인 어떤 보석에서는 무지개 빛이 보일 수 있으나 무지개 빛이
보인다고 보석이 OTL이라는 증거는 아니다. 무지개 빛은 접촉액이 너무 많거나 패싯이
평평하지 않기 때문에 생기기도 한다.
5) 가닛과 글라스 더블릿은 적색 플래그(red-flag) 현상을 보일 수 있는데 그것은 보
석의 상 아래 적색 반사이다. 이 반사는 보석의 테이블 패싯으로 확대 없이 백색광을 사
용하여 굴절률을 측정할 때 볼 수 있다. 만약 접합된 가닛이 너무 얇으면 두 번째의 글
라스의 낮은 굴절률도 나올 수 있으며 때론 글라스의 굴절률만 나올 수도 있다.
6) 몇몇 집합체와 암석들, 예를 들어 라피스 라줄리는 작은 구멍들과 울퉁불퉁한 표면
에 광택이 매우 거칠은 편이다. 작은 구멍들을 채우기 위해 접촉액을 조금만 더 추가하
면 표면의 틈새로 접촉액이 잘 메워져서 보다 정확한 굴절률을 읽을 수 있다.
7) 만약 패싯이 평평하지 않거나 접촉액이 너무 많을 경우 패싯면이 헤미실린더와 평
행하지 않을 수도 있다. 이런 잘못된 배열은 눈금의 상을 물결치듯이 보이게 하는데 이것
을 시차(視差)라고 한다. 이러한 경우에는 다른 패싯으로 검사하거나 접촉액의 양을 조절
한다. 이런 시차를 복굴절이라고 잘못 판단해서는 안 된다. 만약 이런 시차가 복굴절량
(복굴절률)을 검사하는 중에 나타난다면 관찰 방향을 움직이지 말고 보석과 편광필터를
돌린다.
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