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Cómo medir el índice de refracción de las piedras preciosas OTL

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Una piedra preciosa con un índice de refracción (IR) superior a 1,81 se denomina «fuera de límite» (OTL). Los refractómetros de bajo costo no pueden detectar los valores de RI más altos o más bajos en las piedras preciosas. Si bien puedes usar un refractómetro de electrones más costoso para esto, tienes otra opción, especialmente para gemas refractarias individuales: un micrómetro y un microscopio. Esto puede separar fácilmente los diamantes de los simulantes como el granate de itrio y aluminio (YAG), la zirconia cúbica (CZ), el granate de gadolinio y galio (GGG) e incluso el vidrio.

Figura 1: Microscopio adecuado para medir RI de piedras preciosas OTL.

Medición del índice de refracción OTL con micrómetro y microscopio

Puede ser útil agregar un micrómetro a su microscopio. FSH Tisdall y BW Anderson (BSc, FGA, FKC) utilizaron esta técnica para medir RI (ilimitado) por encima de 1,81.Sin embargo, su aplicación principal es para gemas de refracción simple o eje único Piedras preciosas birrefringentes.Para el primero, en buen estado y si la gema no es demasiado pequeña, puede obtener un RI con una precisión superior a 0,02.También puede utilizar esta técnica para determinar tolerar.

En la década de 1980, los gemólogos usaban reglas pequeñas y regla vernier al microscopio. Ahora, podemos usar calibradores digitales. En lugar de usar un vernier para reducir la precisión de la medición a 0,1 mm (0,004 in), puede llegar a 0,01 mm (0,0004 in) con una precisión incluso mejor que ±0,02. También puede poner a cero los calibradores en cualquier posición.

Cómo actualizar su microscopio

Apliquemos estos conceptos. Para esta actualización necesitará lo siguiente:

Recuerda, esto es solo un PautasDado que cada microscopio tiene su propia forma, tamaño, etc., algunas partes pueden interferir con el desplazamiento del lector digital o su posición.

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Es probable que gaste alrededor de $ 20 para esta actualización. (No necesita calibradores caros). La Figura 1 anterior muestra el aspecto típico de esta adaptación.

pinza de posicionamiento

Antes de comenzar, mire más de cerca cómo se conectan los calibradores al microscopio.Recuerda que quieres que las pinzas se muevan y Desplazamiento de la lente del objetivo al enfocar. Considere varios planes diferentes. No intentes con tu primera idea. Asegúrese de que sus ajustes mantendrán sus calibradores perfectamente verticales y horizontales en relación con el plano del microscopio.

En mi caso, experimenté dos veces antes de acertar. Puede encontrar que la mejor manera de usar un calibrador es colocarlo boca abajo. Esto le dará números negativos. Sin embargo, no importa porque los tratará como valores positivos.

Recomendaciones de corte de calibre

Después del montaje, debe cortar algunas partes de la pinza. (La foto 2 muestra la parte que tuve que cortar). Si tiene un taladro pequeño con una hoja de corte, utilícelo.Si no tiene su propio taladro, haga que un taller de metalistería corte las piezas por usted.

Nunca corte las partes metálicas de la pinza sin quitar el lector de tarjetasEl calor requerido para cortar metal puede dañar los componentes electrónicos del lector.

Cambio de calibre: cómo medir el índice de refracción OTL

Figura 2: Tuve que quitar todas las partes marcadas con una «X» de la pinza.

Tenga cuidado al quitar las pinzas. Hazlo paso a paso, asegurándote de entender a dónde pertenece cada pieza. Por ejemplo, cada calibre tiene una pequeña tira de cobre curvada en su interior. Actúa como una banda de tensión y se une al pasador de retención.

Puedes ver el resultado final en la Figura 3. Tenga en cuenta los agujeros que perforé en la mandíbula exterior. Tiene aproximadamente 3,5 mm (0,138 in) de largo y se puede utilizar como paso para tornillos de 3 mm (0,118 in).

Calibrador desmontado: cómo medir el índice de refracción OTL

Figura 3: Mi pinza desmontada.

Alinear los ejes horizontal y vertical

La parte superior de la pinza sigue siendo la misma, ya que se utilizará para alinear perfectamente los ejes horizontal y vertical. Consulte la figura 4.

Calibrar calibres

Figura 4: Los calibradores están alineados con la base del microscopio.

Por supuesto, después de un posicionamiento cuidadoso, marque los puntos de inserción de la rosca donde perforará los tornillos. Lo más probable es que tenga que agregar algunas tuercas espaciadoras entre el calibrador y el cuerpo del microscopio. Esto mantendrá algo de espacio libre entre el lector digital y el cuerpo del microscopio. Consulte la Figura 5 y la Figura 6.

tuerca espaciadora

Figura 5: Tuerca espaciadora.

espacio entre el calibrador y el microscopio

Figura 6: Espacio libre necesario entre el calibrador y el cuerpo del microscopio.

Si el tornillo inferior no está completamente alineado, se debe insertar otro tornillo para doblar ligeramente la pinza. (Esto me pasó a mí. Aproveché esta oportunidad para alinear la posición vertical).

Eso sí, en esta instalación hay que quitar la tira metálica que se utiliza para medir la profundidad. Al quitar la pinza, simplemente sáquela y se romperá. No necesitas esa parte.

Conectar un lector digital

Ahora conectará el lector digital a la etapa superior del microscopio. Usamos una pieza de metal en forma de L que aseguramos perforando un inserto roscado para un tornillo pequeño.

Sin embargo, antes de hacer esto, debe colocar la pestaña de metal en forma de L en el lector digital.Para esto usa un pegamento como Pattex Noor 21 Para soldadura en frío entre los dos. Después de 24 horas, marque la ubicación exacta, luego taladre y atornille los tornillos. (Ver Figura 7).Si el metal no se adhiere bien a Nural, intente algo como Pattex pegamento extremo

No se limite a hacer un poco de pegado interno. Con cuidado, construya una «tapa» que contenga las partes en forma de L.

Soporte en L

Figura 7: Soporte en L y tornillos para mantenerlo en su lugar.

Si lo desea, puede pintar la parte posterior del lector digital para que su dispositivo se vea mejor. Antes de hacer esto, cubra completamente todas las partes del microscopio con un rodillo de pintura. Luego, cubre el lector y otras partes que no quieras pintar. El negro mate le dará a la actualización un aspecto profesional. No olvide proteger la regla de cálculo de metal. Solo quieres dibujar la parte posterior del lector.

Si tu microscopio es binocular, utiliza siempre un solo ocular, preferiblemente el fijo (normalmente el ojo derecho). No utilice el de dioptría ajustable (normalmente el de la izquierda). Si está mirando a través de ambos oculares para enfocar, es posible que tenga errores.

Lecturas de prueba para piedras OTL RI

Ahora, probemos nuestra adaptabilidad. Hace unos años mi amigo compró una piedra antigua en Brasil que no estaba en buen estado. Dijo que era circonita cúbica (CZ). Confirmemos si es una CZ simplemente usando nuestro microscopio actualizado.

enfocar

Tenemos que comprobar las gemas sobre la mesa en posición horizontal. Esta ubicación puede ser difícil de organizar y requiere un enfoque paciente. (Opté por instalar la placa de campo oscuro y cerrar el iris donde está la gema en muy buena posición).

Luego, elegí un aumento moderado, digamos 20X. Pueden ocurrir errores por encima de este nivel debido a la mayor dificultad del enfoque perfecto. Cuidadosamente enfoqué la mesa de la gema. Para hacer esto, necesitas enfocarte en la gema. Por ejemplo, puede usar polvo o cualquier marca que la piedra pueda tener en la superficie de la piedra. Incluso puedes hacer una pequeña marca de tinta en la gema con un marcador no permanente de punta fina y usarlo.

A continuación, también determiné la cúspide. Cuando creo que la mesa está completamente enfocada, pongo a cero los calibradores. Luego, enfoco el microscopio al ápice. El marcado preciso es muy útil en la mayoría de los casos. Cuando estuve seguro de que estaba totalmente enfocado, me detuve para leer los calibradores: 2,15 mm (0,085 in). Esto marca la profundidad aparente de la piedra.

Calcular OTL IR

Use un calibrador digital de gemas (Aprovechar), sé que la profundidad real de la piedra preciosa es de 3,90 mm (0,154 pulgadas). Por lo tanto, al dividir la profundidad real por la profundidad aparente, obtenemos el RI de la piedra preciosa: 3,90 mm / 2,15 mm = 1,814.

Consulta Formulario RI

Después de consultar la tabla de gem RI, encontré que el OTL RI de CZ es 2.15. Entonces, mi piedra no es CZ después de todo. Busqué otras referencias hasta que pude confirmar lo que ya sabía la primera vez que miré por un microscopio: la piedra es vidrio. Sin embargo, este no es un vidrio ordinario. Era un cristal de pedernal particularmente denso. (Para estar seguro, también medí su gravedad específica y tomé un espectrograma).

Profundidad de contención estimada

También puede usar el microscopio actualizado para estimar la profundidad de la inclusión. Coloque la gema de modo que las inclusiones que desea medir sean visibles, luego tome una lectura de profundidad. Multiplique esta profundidad aparente por la piedra preciosa RI. Los resultados revelan la verdadera profundidad de las inclusiones de la superficie de su elección.

La ley de Snell

ley de la refracción, también conocida como La ley de Snell En Francia, la ley de Descartes hizo posible estos cálculos. La Figura 8 ilustra que el seno del ángulo A dividido por el seno del ángulo B es igual al índice de refracción.

Medición de gemas OTL RI - Ley de Snell

Figura 8: Ley de Snell: sen A/sen B = Índice de refracción (RI).

registro de la historia

matemático portugués Pedro Nunes (1502-1578) inventó el dispositivo que ahora se conoce como cursor. De hecho, Pierre Vernier (1580-1637) aplicó los conceptos de Nunes a los dispositivos de medición lineal. Nunes había descrito la base matemática de tal dispositivo hace muchos años, durante la Era de la Exploración portuguesa, y la aplicó al error de medir ángulos en cuestión de minutos. Sin embargo, con la excepción de Portugal y Brasil, el nombre del dispositivo «Vernier» se ha adoptado en todo el mundo.En estos países, el dispositivo se llama nortecebolladespués de Nunes.

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