رفرکتومتر گوهرشناسی چیست؟

رفرکتومتر یا شاخص شکست نور‌سنج دستگاهی است که برای اندازه‌گیری ضریب شکست نور (Refractive Index) سنگ‌های قیمتی و گوهرها به کار می‌رود. ضریب شکست نور یکی از مهم‌ترین خواص فیزیکی گوهرهاست که در تشخیص نوع سنگ، تعیین اصل یا بدل بودن آن و حتی شناسایی انواع مشابه بسیار کاربرد دارد.

اجزای تشکیل‌دهنده رفرکتومتر گوهرشناسی

1. منبع نور (Light Source):
   یک لامپ LED یا لامپ هالوژن کوچک است که نور با شدت و طول موج مناسب تولید می‌کند. نور از این قسمت به داخل دستگاه وارد می‌شود.
2. لنز همگراکننده (Condenser Lens):
   نور پراکنده شده از منبع، توسط این لنز متمرکز و همگرا می‌شود تا به صورت یک پرتو باریک و دقیق به نمونه برسد.
3. محفظه نمونه (Sample Stage):
   قسمتی که سنگ یا گوهر روی آن قرار می‌گیرد. معمولاً این بخش دارای یک صفحه شیشه‌ای شفاف است که نمونه روی آن گذاشته می‌شود و به کمک قطره روغن غوطه‌ور می‌شود تا فضای هوایی بین نمونه و صفحه کاهش یافته و خطاهای اندازه‌گیری کم شود.
4. عدسی اندازه‌گیری (Measuring Prism):
   معمولاً یک منشور شیشه‌ای خاص است که نور وارد شده را از طریق نمونه عبور داده و شکست نور را بررسی می‌کند.
5. چشمی (Eyepiece):
   بخش مشاهده که کاربر از طریق آن مقدار شاخص شکست نور را به صورت خط یا نشانگر بر روی یک مقیاس می‌بیند.
6. مقیاس اندازه‌گیری (Scale):
   یک صفحه یا گرید دقیق که روی آن اعداد ضریب شکست نور نوشته شده و کاربر با خواندن موقعیت نور شکست‌یافته مقدار RI را می‌خواند.
7. سیستم تنظیم فوکوس و کالیبراسیون (Focus & Calibration Controls):
   پیچ‌ها یا اهرم‌هایی برای تنظیم وضوح تصویر و کالیبره کردن دستگاه به منظور افزایش دقت.

نحوه کار رفرکتومتر گوهرشناسی

1. قرار دادن نمونه:
   ابتدا سنگ قیمتی یا گوهر روی صفحه نمونه گذاشته می‌شود. برای جلوگیری از ایجاد حباب هوا و بهبود انتقال نور، معمولاً قطره‌ای از روغن شاخص شکست (با RI مشخص) روی صفحه ریخته می‌شود.
2. تابش نور:
   نور از منبع عبور کرده، از لنز همگراکننده عبور می‌کند و به نمونه تابیده می‌شود.
3. شکست نور:
   نور هنگام عبور از محیط‌های مختلف (از هوا به نمونه و از نمونه به منشور) زاویه شکست پیدا می‌کند. میزان این شکست بستگی به ضریب شکست نمونه دارد.
4. تشکیل تصویر شکست:
   نور شکست‌یافته توسط منشور و سیستم اپتیکی دستگاه به چشم کاربر منتقل می‌شود و روی مقیاس RI نمایش داده می‌شود.
5. خواندن مقدار RI:
   کاربر با نگاه کردن در چشمی، موقعیت خط یا لکه نور را روی مقیاس ضریب شکست می‌بیند و مقدار RI سنگ را دقیقاً می‌خواند.

نکات مهم در مبحث انواع رفرکتومتر گوهرشناسی و کاربرد آن

• استفاده از روغن شاخص شکست با مقدار RI نزدیک به RI نمونه باعث دقت بیشتر می‌شود.
• هر سنگ قیمتی محدوده خاصی از RI دارد که برای تشخیص آن سنگ از دیگران استفاده می‌شود.
• رفرکتومترهای پیشرفته قابلیت اندازه‌گیری RI دوگانه (در سنگ‌های دو شکستی) و حتی تشخیص ضریب شکست‌های مختلف در جهت‌های گوناگون را دارند.