Índices de Refração; Refratômetro
Aprender Gemologia Online-[Método Gemologia Online], Com o Refratômetro é possível determinar várias características ópticas importantes de uma gema: o valor numérico dos índices de refração (IR), o caráter óptico (uniaxial ou biaxial), o sinal óptico (positivo ou negativo) e o valor numérico da birrefringência, que é a diferença entre os valores de IR máximo e mínimo.
Estas características somadas, associadas ao valor da densidade, praticamente são únicas para uma gema, permitindo na maioria das vezes a sua identificação já nessa fase.
O refratômetro tem seu princípio de funcionamento baseado no ângulo crítico para a reflexão total da luz, que é um ângulo de incidência da luz a partir do qual não há mais refração quando a luz passa de um meio mais refringente para outro menos refringente.
Para a leitura dos índices, a gema é colocada na superfície plana de um vidro (“janela” do refratômetro) com IR=1,81, sobre um líquido de contato com o mesmo índice, a fim de impedir a formação de uma camada de ar na interface gema/vidro e, consequentemente, desvios dos raios de luz.
Esse líquido de contato tem também a função de impedir que a gema analisada entre em contato diretamente com a janela de vidro do refratômetro, impedindo que seja danificada, pois este vidro tem dureza inferior à grande maioria das gemas.
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Uma fonte de luz monocromática (com comprimento de onda da luz correspondente à cor amarela) emite um feixe de luz que atravessa o vidro e o líquido e incide sobre a superfície da gema.
Parte da luz é refrata-da e outra parte é refletida, a partir de certo ângulo de incidência (ângulo crítico para a reflexão daquela gema que está relacionado com o seu índice de refração).
Isso gera um campo claro (onde se desloca a luz refletida) e outro campo escuro no vidro (onde a luz foi refratada) e, interpolando-se uma escala entre o vidro, a lente e o espelho que levam a imagem para a ocular.
É possível ler diretamente o valor numérico dos índices de refração daquela gema, no limite da sombra que se observa pela ocular .
No caso de gemas anisótropas aparecem duas sombras, porque essas gemas são birrefringentes.
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Para facilitar a leitura, é colocado um polarizador em frente à ocular que, ao ser girado, ora elimina um raio de luz e ora elimina o outro, permitindo a leitura de cada IR separadamente.
Esse refratômetro está limitado à leitura de índices de refração entre 1,30 e 1,81, o que abrange a grande maioria das gemas conhecidas.
No Labogem/UFRGS é utilizado o refratômetro de contato marca Topcon, que permite a leitura de índices de refração com precisão de 0,001.
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