折射率 (RI) 读数超过 1.81 的宝石被称为“超限”(OTL)。低成本的折光仪无法检测宝石中的最高或最低 RI 值。虽然儿童淘宝石淘矿小镇科普可以为此使用更昂贵的电子折射仪，但您还有另一种选择，尤其是对于单折射宝石：测微尺和显微镜。这对于从模拟物中分离钻石非常方便，例如钇铝石榴石(YAG)、立方氧化锆 (CZ)、钆镓石榴石 (GGG)，甚至玻璃。

        适用于测量 OTL 宝石 RI 的显微镜。

        图 1：适用于测量 OTL 宝石 RI 的显微镜。

        使用测微尺和显微镜测量 OTL 折射率

        为您的显微镜添加测微尺会很有帮助。FSH Tisdall 和 BW Anderson（BSc、FGA、FKC）使用此技术测量超过 1.81（无限制）的 RI。但是，它的主要应用是单折射宝石或 单轴双折射宝石。对于前者，在良好的条件下，如果宝石不是太小，您可以获得优于 0.02 精度的 RI。您还可以使用此技术来确定夹杂物的深度。

        在 1980 年代，宝石学家通过应用小尺子和游标尺来利用这种技术到显微镜。如今，儿童淘宝石淘矿小镇科普可以使用数显卡尺。无需使用游标将测量小至 0.1 毫米（0.004 英寸），您可以达到 0.01 毫米（0.0004 英寸），精度甚至优于 ±0.02。您还可以在任何位置将卡尺归零。

        如何升级您的显微镜

        让我们应用这些概念。对于此升级，您将需要以下内容：

        *一个数显卡尺

        *两颗螺丝

        *几个螺栓

        *一块 L 形金属片

        请记住，这只是一个指导方针。由于每个显微镜都有自己的形状、尺寸等，某些部件可能会干扰数字读取器的位移或其位置。

        对于这次升级，您可能会花费大约 140 元。（您不需要昂贵的卡尺）。上面的图 1 显示了这种适应的典型情况。

        定位卡尺

        在开始之前，请仔细研究如何将卡尺安装到显微镜上。请记住，你想要的卡尺移动与对焦时的目标位移。考虑几个不同的计划。不要尝试你的第一个想法。确保您的调整将使您的卡尺相对于显微镜平面保持绝对垂直和水平。

        就我而言，儿童淘宝石淘矿小镇科普在做对之前做了两次试验。您可能会发现使用卡尺的最佳方法是将其倒置放置。这会给你负数。但是，这无关紧要，因为您会将它们视为正值。

        卡尺切割建议

        组装完成后，必须将卡钳的某些部分剪掉。（图 2 显示了我必须切割的部分）。如果您有带切割盘的迷你钻头，请使用它。如果您没有自己的钻头，请让金属加工车间为您切割零件

        切勿在未卸下读取器的情况下切割卡钳的金属部件。切割金属所需的热量会损坏阅读器的电子设备。

        卡钳改变

        图 2：我必须从卡钳上拆下所有标有“X”的部件。

        拆卸卡钳时要小心。一步一步地做，并确保您了解每件作品的所属位置。例如，每个卡钳内部都有一个小的弯曲铜条。它用作张力带并连接到固定销。

        您可以在图 3 中看到最终结果。注意我在外大钳口上制作的孔。它约为 3.5 毫米（0.138 寸），将用作 3 毫米（0.118 寸）螺钉的通道。

        拆卸下来的卡钳

        图 3：我拆卸的卡钳。

        对齐水平轴和垂直轴

        卡尺的顶部保持不变，因为它可以完美地对齐水平轴和垂直轴。见图 4。

        校准卡尺

        图 4：卡尺与显微镜底座对齐。

        当然，在仔细定位后，标记您要为螺钉钻孔的螺纹插入点。最有可能的是，您必须在卡尺和显微镜主体之间添加一些间距螺母。这将在数字阅读器和显微镜机身之间保持一些自由空间。参见图 5 和图 6。

        间隔螺母

        图 5：间隔螺母。

        卡尺和显微镜之间的空间

        图 6：卡尺和显微镜机身之间需要的自由空间。

        如果底部螺钉未完全对齐，则必须插入另一个螺钉以稍微弯曲卡钳。（这发生在我身上。我利用这个机会对齐垂直位置）。

        当然，在这种安装中，您必须去除用于测量深度的金属条。当您卸下卡钳时，只需将其拉出就会断裂。你不需要那部分。

        安装数字阅读器

        现在，您要将数字读取器连接到显微镜的上平台。我们使用了一块 L 形金属片，通过为一个小螺钉钻一个螺纹插入物来固定它。

        但是，在执行此操作之前，儿童淘宝石淘矿小镇科普必须将 L 形金属片连接到数字阅读器上。为此，请使用诸如 Pattex Nural 21 之类的胶水 在两者之间进行冷焊。24 小时后，标记准确位置，然后钻出螺钉孔。（见图 7）。如果金属不能很好地与 Nural 粘合，请尝试使用 Pattex Extreme 胶水之类的东西. 不要只是做一些内部粘合。小心地构建一个包含 L 形部件的“盖子”。

        L型支架

        图 7：L 形支架和将其固定到位的螺钉。

        如果您愿意，您可以为数字阅读器的后部涂漆，让您的设备看起来更好看。在执行此操作之前，请用涂漆胶卷完全覆盖所有显微镜部件。接下来，覆盖阅读器和其他您不想画的部分。哑光黑色将为升级带来专业外观。不要忘记保护金属计算尺。你只想画读者的背面。

        如果您的显微镜是双目显微镜，请始终只使用一只目镜，最好是固定的（通常是正确的）。不要使用可以调节屈光度的那个（通常是左边的）。如果您通过两个目镜观察对焦，则可能会出现错误。

        OTL RI 宝石的测试读数

        现在，让我们测试一下我们的适应性。我有一块旧石头，形状不好，几年前我朋友在巴西买的。他说这是 立方氧化锆（CZ）。通过仅使用我们升级的显微镜，让我们确认它是否是 CZ。

        对焦

        我们必须在水平位置的桌子上检查宝石。这个位置可能很难安排，需要耐心的方法。（我选择安装一个暗场板并在宝石处于非常好的位置时关闭虹膜）。

        接下来，我选择了适中的放大倍数，例如 20X。由于完美聚焦的难度增加，因此可能会出现高于此水平的错误。我小心地聚焦宝石的桌子。要做到这一点，您需要关注宝石上的一个点。例如，您可以在宝石表面使用灰尘或宝石可能具有的任何标记。您甚至可以在宝石上用细点的非永久性记号笔做一个小墨水标记并使用它。

        接下来，儿童淘宝石淘矿小镇科普也确定了尖底。当我认为桌子完全聚焦时，我将卡尺归零。然后，我将显微镜聚焦到尖底。在大多数情况下，精确标记证明非常有用。当我确定它完全聚焦时，我停下来读取卡尺：2.15 毫米（0.085 英寸）。这标志着石头的明显深度。

        计算 OTL RI

        使用宝石数显卡尺（Leveridge 型），我知道宝石的真实深度为 3.90 毫米（0.154 英寸）。因此，通过将实际深度除以表观深度，我们得到宝石的 RI：3.90 毫米/2.15 毫米 = 1.814。

        咨询 RI 表

        在查阅了一张宝石 RI 表后，我发现 CZ 的 OTL RI 为 2.15。所以，我的石头毕竟不是 CZ。我搜索了其他参考资料，直到我可以确认我第一次通过显微镜观察时已经知道的东西：石头是玻璃。然而，这不是普通的玻璃。那是一块超密的燧石玻璃。（当然，我还测量了它的比重并进行了光谱观察）。

        估计包含深度

        您还可以使用升级后的显微镜来估计内含物的深度。放置宝石，使您要测量的内含物可见，然后进行深度读数。将该表观深度乘以宝石 RI。结果显示了从您选择的表面到内含物的真实深度。

        斯内尔定律

        折射定律，也称为斯内尔定律，在法国，笛卡尔定律使这些计算成为可能。图 8 说明角 A 的正弦除以角 B 的正弦等于折射率。

        测量 OTL RI 宝石 - 斯内尔定律

        图 8：斯涅尔定律：sin A/sin B = 折射率 (RI)。

        历史笔记

        葡萄牙数学家Pedro Nunes (1502-1578) 发明了现在被称为游标的装置。事实上，Pierre Vernier (1580-1637) 将 Nunes 的概念应用于线性度量装置。多年前，在葡萄牙的探索时代，努涅斯描述了该设备的数学基础，并将其应用于在几分钟内测量角度的误差。然而，儿童淘宝石淘矿小镇科普发现这种设备的名称“游标”在全世界都被采用，葡萄牙和巴西除外。在这些国家/地区，该设备在 Nunes 之后被称为n ónio。