분광기는 돌을 관통하는 빛을 분석하는 상대적으로 작은 기구이다. 이것은 실제로는 최근까지 결코 진가를 인정받지 못했었다. 어떤 이유들로 인해서, 많은 보석학자들이 다른 기구들을 선호하고 이것을 무시하여 왔었다. 그러나, 여러 색깔의 다이어먼드(fancy-color diamond) 시장의 급속한 성장은 이의 가치에 대한 태도를 변화시키고 있다. 우리는 이것은 없어서는 안되는, 사용하기가 가장 흥미로운 기구들 중의 하나이며, 당신의 보석판별 실험실을 완성하기 위하여 조만간에 추가해야 할 것들 중의 하나라고 믿고 있다.
이것을 사용한 경험이 있는 사람들에게, 분광기는 가공하지 않은 재료(연마와 광택을 내지 않은 재료)를 포함한, 난집에 설치했거나 하지 않은 돌들을 가장 빠르게 판별하는 방법들의 하나를 제공한다. 이것은 굴절계가 유효하지 않는 돌들 - 광택을 내지 않은 돌 또는 아주 조악하게 광택된 돌, 아주 높은 굴절률을 지닌 돌, 굴절계에 놓을 수 없게끔 난집에 부착된 돌 그리고 굴절계로 읽기가 어려운 캐버션들 - 에 특히 유용하다. 이것은 방사(irradiation) 또는 가열(heating)에 의해서 색을 얻은 것들로부터 자연색의 다이어먼드들을 분리하는 데에 널리 사용되는 유일한 기구이다. 이것은 또한 염색된 것으로부터 자연색의 녹색 경옥(jadeite), 합성으로부터 자연산 청옥(natural sapphire)(특히 청색) 그리고 합성의 색 변화(color-change) 강옥(corundum)과 합성 색 변화의 첨정석(spinel)로부터 자연산의 금록석(alexandrite)를 구별하는 데에 특히 유용하다.
두 형태의 분광기가 일반적으로 사용된다: 프리즘형(prism type)과 회절결자형(diffraction-grating)이다. 보석판별용으로, 어떤 형태든지 사용할 수 있다. 표준 회절형이 덜 비싸지만, 프리즘형은 두 개의 장점을 지닌다; 기구에 더 많은 빛이 들어간다; 그리고 스펙트럼의 짙은 청색의 끝을 읽기가 더 쉽다. 그러나, 이러한 제한을 근본적으로 뛰어넘는 - 광섬유 광원과 디지틀 눈금을 지닌 - 여러 가지의 새로운 형들이 있다. 어느 정도 비싸기는 하지만, 점차 대중화되고 있다.
대부분의 휴대형(portable) 또는 손바닥형(hand-held type)은 일반적으로 눈금을 읽기 더 어렵고 어떤 형들은 스펙트럼의 짙은 청색 부분에서의 눈금을 제공하지 않는 관계로 우리는 그것들을 권장하지 않는다. 또한 많은 형들이 기구에 들어가는 빛을 조정하는 당신의 능력을 제한하고 있다.
이 장에서 우리는 좋은 광원과 받침대를 지닌 표준프리즘형의 분광기구를 사용하는 방법에 대하여 설명할 것이다. 실제의 작동이 이 형과 회전 또는 디지털 형과는 다소 다를 수도 있지만, 기본적인 원리는 적용할 수 있으며 여기에 기술하는 기법을 당신의 기구에 쉽게 적용할 수 있어야 한다.
프리즘 분광기는 서로 인접한 두 개의 연결된 관들 - 실제의 분광기인 긴 관과 조명눈금을 포함하고 있는 짧은 관 - 을 닮았다. 분광기의 끝에는 빛이 통과하는 가늘고 긴 조절용 틈(slit)가 있다. 간단히 설명하면, 이 기구는 보석물질을 통과하는 백색광(white light)를 스펙트럼의 색들로 분리하여 분석해 준다. 이것은 정말이지 사용하기 쉬운 기구이며 시각적인 관점에서도 아주 흥미가 있을 수 있다. 만약에 무지개를 사랑한다면, 이것을 사랑하게 될 것이다!
광원에 대한 장에서 논의한 바와 같이, 가시 스펙트럼의 모든 색들(적, 주황(orange), 황(yellow), 녹(green), 청(blue), 남(indigo)와 보라)이 존재할 때, 우리는 백색광을 얻는다. 분광기를 이해하기 위하여, 당신이 알아야 할 모든 것은 백색광이 보석재료를 통과할 때, 색을 만드는 하나 이상의 파장들이 보석에 의해서 흡수 된다는 것이다.
이것은 육안으로 볼 수 있는 것은 아니지만, 만약에 빛이 돌을 통과하는 것을 볼 수 있고, 만약에 백색광(white light)가 돌에 들어갈 때, 만들어내는 모든 색들을 볼 수 있다면, 빛이 보석을 통과할 때에 쉽게 사라져 버리는 어떤 색들을 볼 수 있게 될 것이다. 이 현상 - 선택흡수(selective absorption)이라고 하는 - 은 보석정체에 대한 아주 중요한 단서를 제공한다.
분광기가 실제로 하는 것은 스펙트럼의 색이 사라지는 공간에 수직의 검정색 선이나 막대를 만들어서 우리에게 많은 보석들에서 이 현상을 볼 수 있게 - 흡수되는 색을 볼 수 있게 - 해 주는 것이다. 전체의 스펙트럼에서 없어지고 사라진 것을 보므로써, 우리는 그 보석의 뚜렷한 스펙트럼 상을 얻게 된다. 이 상은 그 보석 특유의 흡수 스펙트럼 - 보이는 색의 형태와 검정색의 막대들의 대체 - 으로, 특정 보석에 대한 특성이다.
같은 방법으로, 같은 파장들(색)을 흡수하는 두 개의 보석재료들을 없기 때문에, 우리는 많은 보석들에서 특유의 스펙트럼을 판별할 수 있다. 불행히도, 모든 보석들이 명확하고 뚜렷한 형태를 나타내지는 않지만, 나타낼 때, 이 특유의 흡수 스펙트럼들은 검사하고자 하는 물질에 대한 빠른 양성적인 판별을 제공하며 어떠한 경우에는 색이 자연색인지의 여부를 알려준다.