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 11. 편광기 (The polariscope)

 

 편광기 사용법 (How to use the polariscope)


우리는 편광기의 사용법을 당신의 사용목적에 따라 단계별로 논의할 것이다.우선 우리는 보석이 단굴절인지 또는 복굴절인지를 결정하기 위한 사용법을 알려줄 것이다 (이색 분광기란? 참조). 다음에 합성 자수정으로부터 자연산을 구별하는 데에 사용하는 방법에 대해서 논의할 것이다. 덧붙여서, 우리는 모조하는 데에 사용될 수 있는 유리 또는 다른 단굴절 보석들로부터 옥(jade)나 옥수(chalcedony)를 구별하는 데에 사용하는 방법에 대해서 언급할 것이다.
 

보석이 단굴절인지 또는 복굴절인지를 결정하기 위한 편광기의 사용(using the polariscope to determine whether a gem is single- or double refracting)


우리가 편광기를 자수정(amethyst)에 사용하는 것을 배울 때까지, 편광기의 일차적인 목적은 단굴절과 복굴절을 구별하는 것이었다. 이 목적으로 사용하는 것은 쉽다.

  1. 어두운 위치를 찾는다.
    우선, 돌을 편광기에 올려 놓기 전에, 필터의 상부로부터 들여다보면서 천천히 돌린다. 편광기를 돌릴 때, 빛은 점차 밝아지거나 또는 어두워질 것이다. 완전히 회전하면, 두 번 밝아지고, 두 번 어두워질 것이다. 가장 어두운 위치를 찾을 때까지 필터를 돌린다 (이것을 교차 극들(crossed polars) 또는 교차 편광(crossed polarization)이라고 한다.). 이제 정지한다.
     
  2. 돌을 편광기의 두 필터들의 사이에 놓는다.
    돌을 편광기의 두 필터들의 사이에 놓는다. 앨커홀(rubbing alcohol)이나 물이 채워진 작은 담금조(immersion cell) 또는 비이커(beaker)에 검사하고자 하는 것을 넣으면 도움이 된다는 것을 발견했다.
     
  3. 돌을 돌린다.
    돌을 옆으로 약 ¼회전만큼 돌린다. 더 밝아졌는가? 돌을 ¼회전 더 돌린다. 이제 어두워졌는가? 만약에 돌이 복굴절이면, 돌을 360도 완전히 돌릴 때, 밝아졌다가 어두워지고 다시 밝아졌다가 다시 어두워질 것이다. 완전히 돌리면, 두 번 밝아지고 두 번 어두워진다. 돌이 단굴절이면 계속 어두울 것이다.

    기억하기 : 편광기에 돌을 놓은 후에, 상부의 필터가 아니고 돌을 돌린다.

    중요한 예외 : 지금 당신은 편광기의 사용이 얼마나 쉬운지를 배웠지만, 우리는 규칙에는 예외가 있다는 것을 설명해야만 한다. 단굴절 보석은 계속 어두울 것이라고 방금 말했다. 이것은 현재 대부분이 진실이지만, 비정상적인 복굴절(false double refraction)을 뜻하는 비정상 복굴절 (anomalous double refraction)(ADR)이라고 하는 것을 나타내는 단굴절 보석들에서 아니다.
     

비정상 복굴절을 점검하는 방법(how to check for anomalous double refraction)


비정상적인 복굴절은 모든 합성 첨정석(spinel)과 많은 석류석들(garnets)이 나타내고 있다. 만약에 당신이 검사하고 있는 돌이 이들 중의 하나일 것 같으면, ADR을 조사해야 한다. 만약에 확실하지 않으면, 확신하기 위하여 다른 시험들을 사용해야 한다.

석류석들 : 석류석은 돌을 돌릴 때, 3가지 중의 하나의 반응을 나타낼 것이다.

  1. 통상적인 단굴절 보석과 같은 반응을 나타내어 360도 완전 회전하는 동안에 계속 어두울 수도 있다. 이 경우에, 보석이 단굴절임을 알 수 있다.
     
  2. 돌을 돌릴 때, 돌 전체에 걸쳐서 물결모양의 어두운 선들이 임의로 나타날 수도 있다. 이것은 비정상적인 복굴절인 ADR의 확실한 표시이다. 돌이 단굴절일 때 이 선들이 보일 때를 당신은 알고 있다.
     
  3. 통상적인 복굴절 보석에서와 같은 밝고-어두운, 밝고-어두운 행동을 나타낼 수도 있다. 그런 경우에는 확신하기 위하여 다른 시험들을 사용하여야 한다.

합성 첨정석들 : 합성 첨정석에서는, 돌을 돌릴 때, 돌 전체에 걸쳐서 물결모양의 어두운 선들이 임의로 나타나는 것을 항상 볼 수 있을 것이다. 이것은 돌이 복굴절이 아니라 단굴절이라는 확실한 증거이다.

편광기는 무색종류에서 일어나는 그리고 경험이 없음으로 인해서 다이어먼드에 대해서 실수를 저지를 수 있는 많은 다른 원석들로부터 다이어먼드를 구별하는 데에 헤아릴 수 없을 만큼 귀중할 수 있다. 이들에는 무색의 강옥(corundum)(청옥, sapphire), 무색의 황옥(topaz), 무색의 녹주석(beryl), 무색의 석영(quartz), 무색의 풍신자석(zircon)과 새로운 다이어먼드 모조, 합성 모이사나이트(moissanite)가 포함된다. 이 돌들은 모두 복굴절이며 편광기를 사용하여 - 단굴절인 - 다이어먼드로부터 빠르게 구별될 수 있다. 편광기로는 이 돌들의 정체에 대해서 알 수 없지만, 그들이 복굴절이며 따라서 다이어먼드가 아니고 단굴절인 다른 보석들도 아님을 알 수 있다.
 

합성으로부터 자연산 자수정을 구별하기 위한 편광기의 사용(using the polariscope to separate natural amethyst from synthetic)


자수정에 대한 분광기의 사용은 약간 다른 기법이 요구된다.

  1. 광축(optic axis)를 찾아낸다.

    우선 검사하고자 하는 돌의 광축을 찾아내야 한다. 광축이 무엇인지를 이해할 필요는 없지만, 찾는 방법은 알고 있어야 한다.

    다시, 돌을 편광기에 놓기 전에, 가장 어두운 위치를 찾아 멈추기 전까지 상부의 필터를 돌린다.

    하부의 필터 위에 작은 담금조 또는 비이커를 놓는다. (검사하고자 하는 자수정을 충분히 덮을 수 있을 정도의) 소량의 벤질 벤조우에이트(benzyl benzoate)를 붓는다. 이 굴절액(refractive index liquid)는 GIA와 같은 교육기관들과 많은 보석류와 화학제품 공급상점들로부터 구입할 수 있다. 이것은 살펴보고자 하는 것을 쉽게 볼 수 있게 해 준다. 구입할 수 없으면, 앨커홀(rubbing alcohol)을 사용한다.

    이 자수정을 액에 넣는다 (족집게 또는 돌을 붙잡는 도구를 사용할 필요가 있을 수도 있다 ). 이제, 상부 필터를 통하여 쳐다보면, 자수정의 광축을 찾을 것이다. 이것을 하기 위하여, 예를 들면, (액이 덮여 있는) 테이블 패시트(table facet)로, 돌을 한 곳에 붙잡거나 놓고 나서, 상부 필터를 통하여 쳐다보면서 돌을 옆으로 돌린다. 반드시, 상부 필터를 통하여 보기만 하고 그것을 돌리지는 않는다. 이 때는 돌만을 돌린다.

    돌을 360도 완전히 돌릴 때까지, 돌이 계속 어두우면, 광축을 찾은 것이다. 만약에 밝아다가 어두워지면, 광축을 통하여  그것을 쳐다본 것이 아니며 다른 방향에서 돌을 다시 관찰해야 한다. 다른 끝을 붙잡아야 할 것이다. 순서를 반복한다. 돌을 돌릴 때, 계속 어두운 방향을 찾을 때까지 돌을 관찰하는 방향을 계속 바꾸어야 한다. 계속 어두울 때, 당신은 광축을 통하여 돌을 쳐다보고 있는 것이다.
     
  2. 광축을 통하여 자수정을 관찰한다.

    광축을 찾았으면, 관찰하는 동안에 돌을 계속 같은 위치에 유지시켜야 한다.
     
  3. 상부 필터를 돌린다.

    상부 필터를 통하여 쳐다보며, 돌을 계속 그대로 붙잡고 밝은 위치를 찾을 때까지 필터를 돌린다. 이제 당신이 보게 될 것이 자수정이 진짜인지 또는 합성인지를 알려 주게 될 것이다.

    이 밝은 위치에 관찰할 때, 만약에 돌이 매끄럽고 균일하면, 그것은 합성이다. 만약에 (모든 자연산 자수정 특유의 쌍정에 기인한) 불규칙적인 선들을 보면 당신은 아마도 진짜 돌을 갖고 있는 것이다.

    그러나, 새로운 합성 자수정은 진짜 특유의 불규칙적인 선들을 나타낼 수도 있으므로, 주의해야 한다. 그래서, 진짜인지를 확신하기 위해서는 아직 문제가 남아 있다. 만약에 아주 매끄럽고 균일한 모습을 지녔다면, 합성이라는 것을 확신할 수 있다. 그러나, 자연산을 표시하는 특유의 불규칙적인 선들을 나타낼지라도 진짜인지는 확신할 수 없다.

    합성과 자연산 자수정을 구별하기 위하여 편광기를 사용함에 있어서 대부분의 사람들이 저지르는 가장 큰 실수는 우선 자수정의 광축을 찾지 않는다는 것이다. 이 경우에, 자연산 자수정에서 목격되는 불규칙적인 선들을 볼 수 없어서, 진짜일 수 있음에도 돌이 합성이라는 잘못된 결론을 내린다.
     

유리로부터 옥과 옥수를 구별하기 위한 편광기의 사용(using the polariscope to separate jade and chalcedony from glass)


옥(jade)는 복결정질(polycrystalline) 물질이다. 이것은 수 많은 작은 서로 섞여진 결정들로 만들어졌다는 것을 의미한다. 옥수(chalcedony)는 은미정질(cryptocrystalline)(수 많은 극미의 결정들로 이루어진)이다. 모든 복결정질과 은미정질 물질들은 (단굴절과 복굴절을 조사하기 위한 순서를 사용한) 편광기로 검사할 때, 밝음을 유지한다. 360도 완전히 돌릴 때, 이 보석들은 복굴절 돌들과 같이 어두움/밝음, 어두움/밝음을 나타내지 않는다. 단굴절 보석들과 유리와 같이 어두움이 유지되지도 않을 것이다. 그들은 밝은 채로 있을 것이다.

그러므로, 편광기는 유리모조들로부터 홍옥수(carnelian) 또는 자마노(sard)와 같은 돌들을 구별하는 아주 빠르고 간단한 시험을 제공할 수 있다. 만약에 돌이 어두워지면, 유리 또는 어떤 다른 모조이다; 만약에 밝은 채로 있으면, 진짜이다. 이것은 진짜처럼 유리를 쉽게 찾을 수 있었던 그리이스(Greece) 또는 로우먼(Roman) 시대의 반지처럼, 복잡하게 조각되고 부착된 골동 작품들을 검사할 때 특히 유용할 수 있다.

옥에도 마찬가지이다. 옥은 편광기로 검사할 때, 계속 밝은 채로 있을 것이다. 옥같이 보이는 것도 편광기로 어두워지면 옥일 수 없다.
 

 편광기 사용법 (How to use the polariscope)

 11. 편광기 (The polariscope)

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