晶体矿物的光学性质一概述

宝石学基础：宝石矿物的物理性质（光学性质）光学性质光和宝石（自然光和偏振光）自然光经宝石（特别是各向异性宝石）反射、折射、双折射或选择性吸收等作用后，可转变成只在一个固定方向内振动的光波，这种光称为偏振光。

偏振光是在单一平面内并只在与传播方向垂直的一个方向上振动的光。

1、光的反射是指落到宝石表面的一部分光由表面折回的现象。

由光的反射而提供的一系列重要的光学效应：光泽：金刚光泽、亚金刚光泽、玻璃光泽、树脂光泽、丝绢光泽、金属光泽宝石的光泽也称反射率，可通过反射率仪来测试。

特殊光学效应：光彩、猫眼效应、星光效应、晕彩。

亮度：是指光从宝石亭部小面反射而导致冠部呈现的明亮和度，取决于宝石的透明度和琢磨比例。

2、光的折射折射：是指光穿过两个不同光密度的介质时（入射线与分界呈900除外），其传播方向发生变化的现象。

全内反射；以临界角（折射角等于900时）为基准，所有小于临界角的角度与分界面相遇的入射光，将离开光密度较大的物质而进入光疏介质中。

所有大于临界角的入射光与分界面相遇时，将发生全内反射（遵守反射定律）并留在光密度较大的物质中。

3、宝石的颜色颜色不是物质固有的特征，它只是光作用于人的眼睛而在人的头脑中产生的一种感觉。

这是颜色的本质。

颜色形成的条件：白光源、改变光的物质（致色元素）、接受残余光的人眼和解释它的人脑。

宝石颜色引起的因素：化学元素（自色元素、他色元素），铬元素致色的重要性。

（红宝石、祖母绿、变石），电荷转移（堇青石），晶体结构缺陷造成电子转移（电子色心和空穴色心，如萤石）主要致色元素（Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu），放射性元素如U、Th。

色散；如钻石干涉与衍射；如欧泊的晕彩。

月长石的光彩。

多色性：一轴晶宝石具二色性，二轴晶宝石具三色性。

4、宝石的透明度透明度就是指宝石矿物透过可见光的能力，主要与宝石矿物对光的吸收的强弱有关。

透明：宝石矿物碎片厚为0.01cm时能透光.半透明：宝石矿物碎片厚为0.01—0.001 cm之间时能透光。

晶体光学造岩矿物复习资料晶体光学是矿物学中的一个重要分支，它研究的是矿物在光学性质方面的表现。

在地质学和矿物学领域中，晶体光学在鉴定和分类矿物方面起着至关重要的作用。

对于从事地质学和矿物学研究的学者和爱好者来说，掌握晶体光学的基本原理和方法是必不可少的。

首先，让我们来了解晶体光学的基本概念。

晶体光学是研究晶体对光的传播和相互作用的学科。

晶体是由具有规则排列的原子、离子或分子组成的固体物质，其结构对光的传播和相互作用产生了特殊的影响。

晶体光学主要研究晶体的各向同性和各向异性光学性质，其中各向同性是指晶体在任何方向上的光学性质都相同，而各向异性则是指晶体在不同方向上的光学性质有所差异。

在晶体光学中，最基本的概念是折射率。

折射率是指光线从一种介质进入另一种介质时，光线的传播速度发生变化的程度。

不同的晶体具有不同的折射率，这是由晶体的化学成分和结构所决定的。

通过测量晶体的折射率，我们可以获得有关晶体的重要信息，如化学成分、晶体结构和晶体的光学性质等。

晶体光学中的另一个重要概念是双折射现象。

双折射是指当光线通过各向异性晶体时，光线在晶体内部会分裂成两束，分别沿着不同的方向传播。

这种现象是由于晶体内部的结构对光的传播产生了不同的影响。

通过观察和测量双折射现象，我们可以判断晶体的各向异性性质和晶体的结构类型。

晶体光学中的另一个重要概念是偏光现象。

偏光是指光的振动方向在传播过程中发生改变的现象。

在晶体光学中，由于晶体的各向异性性质，光线在通过晶体时会发生偏振现象。

通过观察和测量晶体的偏光现象，我们可以了解晶体的光学性质和结构特征。

除了上述基本概念，晶体光学还涉及到一些重要的实验方法和仪器。

例如，偏光显微镜是晶体光学研究中常用的仪器，它可以观察和测量晶体的光学性质。

偏光显微镜通过将偏振光和晶体样品结合起来，可以观察到晶体的双折射现象和偏光现象。

通过调整偏光显微镜的偏振器和旋转样品，我们可以获得有关晶体的详细信息。

矿物的光学性质矿物在可见光作用下所呈现的特征，包括颜色、条痕、透明度与光泽。

1，颜色矿物的颜色是矿物对白光作不同程度的吸收或选择吸收后，所剩下的色光的混合。

矿物呈色的原因有下述三个方面：①由矿物的化学成份和内部结构所固有的颜色。

是固定不变的，称为【自色】。

不同矿物的自色不同，因而具鉴定意义。

②因矿物含有气泡、有色杂质等包裹体，而使矿物呈色，这种颜色与矿物本身的化学成份和内部结构无关，称【它色】。

矿物所呈它色受所含杂质及包裹体控制，是不固定的，故无鉴定意义。

③由矿物内部的裂面或表面氧化膜等所引起的光的色散、干涉作用，而产生的颜色称【假色】，也无鉴定意义。

鉴于矿物上述呈色原因，在观察、描述矿物时，应选择新鲜而无包裹体的矿物晶体，根据它的【自色】来鉴别矿物。

矿物的颜色一般采用与实物的颜色作对比的方法来描述，例如：铅灰色、烟灰色、金黄色、铜黄色、橘黄色、乳白色、砖红色、肉红色、橄榄绿色，天兰色等。

因矿物的颜色较复杂，常采用在主色前加辅色的方法进行描述，例如：褐黄色、黄绿色、兰灰色等。

基本色写在后面，写在前面的为次要色。

2，条痕为排除它色与假色对矿物颜色的影响，往往用矿物的条痕来鉴定矿物。

条痕是矿物矿物粉末的颜色。

通常矿矿物在未上釉的瓷板上擦划获取条痕。

，无瓷板时可将矿物研成粉末进行观察。

矿物的条痕比矿物的颜色更固定，是矿物的主要鉴定特征。

例如：赤铁矿的颜色有赤红、铁红、钢灰等色，可是其条痕总是樱红色。

条痕对于硬度小或脆性的有色矿物具有重要鉴定意义；但对于硬度大于瓷板的矿物无条痕色，无鉴定意义。

3，透明度矿物透过可见光的能力称为透明度。

肉眼鉴定时通常根据矿物碎片边缘的透光程度来确定其透明度。

可将矿物的透明度分为：透明、半透明及不透明三类。

矿物的透明度常受颜色、厚薄及集合方式等影响。

例如：带色的厚度较大的透明矿物以及透明矿物呈细粒集合体时看起来似乎不透明。

因此，观察时应注意排除上述影响。

一般无色及色很浅的矿物是透明的，金属矿物都是不透明的。

晶体的光学性质及其应用晶体是由有序排列的原子或分子结晶而成的有机物，是一种具有均质结构的物质。

在晶体中，光的传播受到了严格规定的限制，因此晶体的光学性质非常特殊，这种性质具有非常广泛的应用。

晶体具有自然的光学活性晶体的光学性质表现在其对偏振光的旋光性质。

偏振光是指只在一个方向上震荡的光，而晶体中自然发出的光则是未偏振光。

但当朝向晶体中的光传播方向发生旋转时，未偏振光就会发生偏振。

这是由于晶体具有对不对称分子结构，不同方向的分子旋转角度互相不同，从而使光旋转的方向发生变化。

这种现象称作自然光学活性。

晶体的双折射现象双折射是指当光线穿过晶体时会分成两束光线，分别沿着不同的方向传播，并且光线传播的速度也不同。

这个现象由于晶体中分子的空间排列呈现出某些特殊的对称性导致的，这个对称性可以被表示为对称轴或对称平面。

这种现象可以被用来制造双折射支撑倍频器。

晶体的偏光性质及其应用光源分光是指光的分光学分解为不同波长的单色光，而光的偏振性则对应着光的横向振动方式，晶体具有光的偏振性质。

通过光源分光和偏光器，可以得到偏振光，这种光从中穿过的晶体具有除了其他部分外的方向振动，因此可以形成光的旋转现象。

在显微镜下，这种现象可以显像偏振显微镜。

晶体光的波速度调制及其应用在晶体中，当一个光子进入晶体时，其波动特性与晶体中的原子结构相互作用。

通过这种相互作用，可以改变光的波速，并且可以在早期光通信系统中被用来传输数字信息。

在这种传输方式中，光的波速被快速调制，从而传输出的信息就是由快速变化的光的波速表现出来的。

晶体在光学中是一种非常美丽和独特的材料，并且也是一种非常有用的功能材料。

晶体的光学性质和应用非常多，一些应用比如水晶振荡器等已经广泛使用，而在其他一些领域，晶体的使用也在快速发展之中。

解释一下概念干涉图；波的干涉所形成的图样叫做干涉图样。

光率体；表示在晶体中传播的光波振动方向与晶体对该光波的折射率（简称相应的折射率）之间关系的立体几何图形。

多色性；非均质体矿物颜色色彩发生改变、呈现多种色彩的现象称为多色性；光轴；光束（光柱）的中心线，或光学系统的对称轴。

（当光在晶体内沿某个特殊方向传播时不发生双折射，该方向称为晶体的光轴。

）消光位；非均质体矿物的斜交OA切面，在正交偏光镜下处于消光时的位置，称为消光位；双折射；光束入射到各向异性的晶体，分解为两束光而沿不同方向折射的现象。

消光；正交偏光镜下透明矿物矿片呈现黑暗的现象称为消光；吸收性；非均质体矿物颜色深浅发生改变的现象称为吸收性；光轴角；两光轴之间的夹角。

偏振光；自然光穿过某些介质，经过反射、折射、双折射、选择吸收等作用，可以改变其振动状态，变成在垂直光波传播方向的某一个固定方向上振动的光波，具有这种振动特征的光波称为平面偏振光，简称偏振光或偏光。

光性非均质体；又简称非均质体，包括除等轴晶系以外的其余六个晶系的所有矿物。

是各向异性的介质，其光学性质随方向不同而异。

光性方位；指的是光率体在晶体中的定向，以光率体主轴与晶体结晶轴之间的相互关系表示。

双折射率；双折射和偏光化后分解形成的这两种振动方向互相垂直且传播速度不等因而折射率也不同的偏光的折射率的差值，称为双折射率；消光角；是指矿片在消光位时，目镜十字丝与结晶方向（晶轴、解理纹、晶面纹）之间的夹角，即切面光率体椭圆半径方向与结晶方向之间的夹角。

平行消光；矿片在消光位时，矿物的解理纹、双晶纹、晶面纹等与目镜十字丝之一平行。

斜消光；矿片在消光位时，矿物的解理纹、双晶纹、晶面纹等与目镜十字丝斜交（不垂直也不平行）。

对称消光；矿片在消光位时，切面上的两组解理纹，或两组双晶纹，或两个方向的晶面纹的夹角等分线与十字丝方向一致。

负延性；切面延长方向与短半径（Np或Np’）平行或交角小于45°。

《晶体光学及光性矿物学》教学大纲(总学时：50学时)●序言：晶体光学的研究内容及其在岩石学中的地位，晶体光学的学习方法及要求。

第一章：晶体光学基础自然光与平面偏振光；光的折射、反射和全反射；光波在介质分界面上的折射定律。

光在光性均质体和非均质体中的传播特点。

双折射现象，光轴位置。

光率体的概念；均质体光率体、非均质体光率体。

一轴晶光率体及其特征：常光(No)与非常光(Ne)；正光性与负光性；一轴晶光率体主要切面及切面特征：垂直光轴、斜交光轴、平行光轴。

二轴晶光率体及其特征：光学主轴及主折射率(Ng、Nm、Np)、光轴(OA)、光轴面(Ap)、主轴面(NgNp面、NgNm面、NmNp面)、光轴角(2V)、锐角等分线(Bxa)、钝角等分线(Bxo)、正光性与负光性；●二轴晶光率体主要切面及切面特征：垂直光轴、斜交光轴、垂直(Bxa)、垂直Bxo、平行Ap等五种切面。

中级晶族和低级晶族的光性方位。

第二章：偏光显微镜及岩石薄片偏光显微镜的构造、检查与校正，使用与保养。

岩石薄片磨制法简介(参观磨片厂)。

第三章：单偏光镜下的晶体光学性质单偏光镜的装置，调节与校正。

●矿物结晶形态、集合体形态与切片形态。

●矿物切片上的解理，可见临界角，完善程度及解理夹角测定。

●矿物颜色，多色性及其成因。

●矿物切片的边缘特征，突起与糙面，贝克线，色散效应(折射率色散)，相对折光率高低的比较，突起等级的确定，闪突起。

第四章：正交偏光镜下的晶体光学性质正交偏光镜的装置、特点、调节与校正。

●晶体的消光现象及消光位。

●正交偏光镜下光波的干涉原理，光程差及其影响因素，干涉色的成因，干涉色级序及各级序的特征，干涉色色谱表，异常干涉色(双折射色散)。

●补色法则及主要补色器(云母试板、石膏试板、石英楔、贝瑞克消色器)。

●矿片上光率体椭园半径方向及轴名测定。

●矿物主要光学性质的测定：矿物干涉色级序，双折射率的测定；消光类型、消光角、晶体延性符号的测定。