귀금속 보석공예사, 보석디자인 전공 등 보석 감정사 요점 정리 36. 광학특성과 광학부호의 결정

36. 광학특성과 광학부호의 결정

 

보석의 굴절률과 복굴절량(복굴절률)은 굴절계로 검사가 필요한 유일한 특성들이다.
그러나 광학특성(일축성인지, 이축성인지)은 특정한 감별에 도움이 될 수도 있고 감별
한 것을 확인해 볼 수도 있으며, 광학부호(포지티브인지, 네거티브인지, 결정불가인지)
도 확인이 가능하다.
대부분 광학특성과 광학부호의 결정을 하기 위해 육안 작도라 부르는 방법을 사용하
며 그것은 복굴절인 보석을 헤미실린더에 놓고 180° 회전시키면서 굴절률 수치의 변화
를 관찰하는 것이다.

(1) 육안 작도
육안 작도를 이용하여 7가지의 결과를 얻을 수 있다.
육안 작도를 하기 위해서는 보석의 패싯이 평탄하고 잘 연마된 표면이 있어야 하고
굴절률 수치가 선명하게 보여야 한다. 육안 작도의 과정은 다음과 같다.
1) 단색광으로 확대해서 본다.
2) 보석의 긴 방향을 헤미실린더의 긴 방향과 평행하게 놓는다.
3) 접안렌즈 위에 편광필터를 놓고 회전시키면서 두 개의 굴절률 수치를 찾는다. 광축
방향을 보고 있을 경우, 두 개의 수치를 보기 위해서는 보석을 30°씩 돌린다. 수치들은
어두운 회색과 밝은 회색의 절단선들로 나타난다. 이들 절단선들 아래의 굴절률들을 읽
고 두 개의 수치들을 기록한다.
4) 편광 필터는 돌리지 않고 보석을 천천히 180° 회전시킨다. 두 개의 굴절률 수치들의 움직임을 관찰함으로서 보석이 일축성인지 이축성인지 결정할 수 있다[그림 3-43].
하나의 굴절률 수치는 일정하고 다른 하나의 수치는 변한다면 그 보석은 일축성이다.
이것은 굴절률이 고정되어 변하지 않은 일정한 선(상광선)과 굴절률이 변화하는 가변적
인 선(이상광선)의 움직임을 반영한다. 일축성 보석들에서 두 개의 굴절률은 한 수치를
공유한다. 두 개의 굴절률 수치가 변화한다면 그 보석은 이축성이다. 광학특성을 결정
하고 나면 다음 단계로 넘어 가서 광학 부호를 결정한다.
(2) 일축성
일축성 작도에서 두 개의 굴절률들은 한 수치를 공유하지만 하나의 굴절률은 변화하
고 다른 하나는 일정하며, 굴절률 수치의 움직임을 통해 광학부호를 알 수 있다.
1) 일축성 포지티브
낮은 수치의 굴절률은 일정하고 높은 쪽 수치의 굴절률이 변한다면 그 보석은 포지티
브 광학부호를 가진 일축성(uniaxial positive : U+)이다

2) 일축성 네거티브
낮은 수치의 굴절률은 변화하고 높은 수치의 굴절률은 일정하다면 그 보석은 네거티
브 광학부호를 가진 일축성(uniaxial negative : U-)이다

3) 일축성 부호 결정불가
일축성 보석의 테이블이 광축방향과 수직으로 연마되었다면 보석을 회전시킬 때 음
영부의 절단선 모두가 일정하게 되며, 비록 최대 복굴절량(복굴절률)을 얻었다하더라도
광학특성을 결정할 수가 없다(uniaxial with sign indeterminable : Ui/d). 그 이유는
어떤 음영부 절단선이 일정한 선인지 알 수 없기 때문이다. 광학부호를 알 필요가 있을
경우 다른 패싯의 굴절률을 작도해야 한다

 

(3) 이축성
이축성 작도에서 두 개의 굴절률 수치들이 변화하면 그 보석은 이축성이며, 변화하는
두 굴절률 수치가 한 수치에 공유한다면, 그 굴절률 수치들의 움직임을 관찰함으로써
보석의 광학부호를 알 수 있다.
1) 이축성 포지티브
공통적인 굴절률 수치에서 높은 굴절률의 수치가 낮은 굴절률의 수치보다 더 많이 벗
어난다면 그 보석은 포지티브 광학부호를 가진 이축성(biaxial positive : B+)이다

2) 이축성 네거티브
공통적인 굴절률 수치에서 낮은 굴절률의 수치가 높은 굴절률의 수치보다 더 많이 벗
어난다면 그 보석은 네거티브 광학부호를 가진 이축성(biaxial negative : B-)이다.

3) 이축성 부호 없음
변화하는 높고 낮은 두 굴절률의 수치가 공통 수치에서부터 똑같이 변화 한다면 그
이축성의 보석은 부호 없음(biaxial without sign: Bw/o)이다. 이런 경우는 드물며 이
것은 이축성 보석의 두 개의 광축이 90°로 분리될 때 발생한다.

 

(4) 편광 필터를 이용한 진보 검사
육안 작도로 보석의 광학부호를 확실히 알 수 없을 때는 편광 필터가 도움이 될 수 있
다. 이것은 일축성 보석의 음영 절단선들이 움직이지 않거나 이축성 보석에서 하나의
음영 절단선은 움직이고 하나의 음영 절단선은 움직이지 않을 때 필요하다.
여기에는 두 가지 방법이 있는데 다음과 같다.
1) 편광 필터의 투과 방향을 찾은 후 필터에 표시를 해 놓으면 굴절계의 접안렌즈 위
에 필터를 놓을 경우 원하는 위치로 바로 놓을 수 있다. 일축성 보석의 광학부호를 결정
하기 위해서는 원하는 위치에 필터를 놓는 것부터 시작한다.
편광 필터의 투과 방향이 굴절계 눈금의 수평 방향과 평행이고 높은 수치의 음영 절
단선이 눈에 보인다면 그 보석은 일축성 네거티브이다[그림 3-50].
편광 필터의 투과 방향이 굴절계 눈금의 수평 방향과 평행이고 낮은 수치의 음영 절
단선이 눈에 보인다면 그 보석은 일축성 포지티브이다. 아주 드문 경우지만 이축성 보
석들도 하나의 고정된 수치와 하나의 변화하는 수치를 보일 수 있으며 편광 필터의 기술

적인 사용은 그 보석들의 광학특성을 확인하는데 도움이 될 수 있다.
2) 편광 필터의 투과방향을 굴절계 눈금의 수평 방향과 평행하게 하여 굴절계의 접안
렌즈 위에 놓는다. 만약 움직이지 않는 음영 가장자리가 사라진다면 그 보석은 이축성
이다. 그러나 이축성의 보석은 편광 필터를 이용한 진보 검사로 광학 부호를 결정하기
에 어려움이 있으므로 광학특성과 광학부호의 결정에서 이축성의 육안 작도를 참고하여
이축성의 광학부호를 결정한다.