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晶体光学复习资料一、概念1.晶体光学：晶体光学是研究可见光通过透明晶体时所产生的一些光学现象及其原理的一门科学。
不同的透明矿物显示的光学性质不相同，据此可以鉴别透明矿物。
因此，晶体光学是研究、鉴定透明矿物及岩石的重要方法。
2.偏光作用在晶体光学中的应用：晶体光学研究中主要是应用偏光。
研究的主要仪器是偏光显微镜，其中装置有使自然光转变为偏光的偏光镜(起偏镜)。
偏光镜通常是根据选择吸收作用(偏光片)或双折射作用(尼科尔棱镜)产生偏光的原理制成的。
自然光通过偏光镜后即转变成振动方向固定的偏光。
3.均质体：根据光学性质不同，可以把透明物质划分为均质体和非均质体两大类。
等轴晶系矿物及非晶质物质的光学性质各个方向相同，称为光性均质体，简称均质体；如石榴石、萤石、火山玻璃及加拿大树胶等。
4.非均质体：根据光学性质不同，可以把透明物质划分为均质体和非均质体两大类。
中级晶族和低级晶族的矿物，其光学性质随方向而异，称为光性非均质体，简称非均质体，如石英、长石、橄榄石等。
绝大多数造岩矿物属于非均质体，是我们研究的重点。
5.光轴：实验证明，光波沿非均质体的特殊方向射入时不发生双折射，基本不改变入射光波的振动特点和振动方向。
非均质体中，这种不发生双折射的特殊方向称为光轴(optic axis)。
中级晶族晶体只有一个光轴方向，称为一轴晶；低级晶族晶体有两个光轴方向，称为二轴晶。
6.一轴晶光率体中概念：中级晶族晶体的水平结晶轴轴单位相等，即a＝b≠c。
水平方向上(垂直Z晶轴)的光学性质相同。
当光波的振动方向垂直Z晶轴时(即沿水平方向振动)，相应的折射率值相等，此为常光的折射率值，以符号“No ”表示。
当光波的振动方向平行Z晶轴时，相应的折射率值与No相差最大，为非常光的折射率值，以符号“Ne”表示。
光波的振动方向与Z晶轴斜交时，相应的折射率值递变于No与Ne之间，亦为非常光的折射率，以符号“Ne'”表示。
Ne'值的大小随光波振动方向与Z晶轴的夹角大小而变化。
第一章1、晶体光学：研究可见光通过透共振、穆斯鲍尔谱学、透射电子显微镜等方法研究矿物。
2、光性矿物鉴定法：是利用不同的透明矿物显示的光学性质不同，鉴定明矿物晶体时所产生的一些光学现象及其原理的一门科学。
3、研究矿物的方法包括：化学分析、光谱分析、电子探针显微分析、X射线结构分析、差热分析、荧光分析以及晶体测量和比重、硬度精确测定等。
此外还用红外光谱、核磁透明矿物。
晶体光学是鉴定、研究透明矿物及岩石的重要方法。
是一种很好的物相研究法。
4、可见光：是电磁波，其波长范围约为390nm～770nm（纳米）是整个电磁波谱中很窄的一小段。
可见光光波波长不同，呈现颜色也不同。
白光是各种单色光按一定比例混合而成的混合光。
单色光的波长由长到短，对应的色感由红到紫。
5、纵波：振动方向与传播方向一致，不存在偏振问题；横波：振动方向与传播方向垂直，存在偏振问题。
6、最常见的光有五种：自然光、线偏振光、部分偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光。
7、自然光：各个方向上振动振幅相同的光。
（一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直的、等幅的、不相干的线偏振光。
）8、线偏振光（又称平面偏振光或完全偏振光）：在垂直于传播方向的平面内，光矢量只沿某一个固定方向振动。
9、部分偏振光：某一方向光振动比与之垂直方向的光振动占优势。
彼此无固定相位关系、振动方向任意、不同方向上振幅不同的大量光振动的组合，它介于自然光与线偏振光之间。
（部分偏振光可分解为两束振动方向相互垂直的、不等幅的、不相干的线偏振光）10、获得偏振光的方法：由反射与折射产生（部分偏振光）、由二向色性产生（线偏振光）、双折射晶体（偏振棱镜）产生（线偏振光）。
11、布儒斯特定律：若光从折射率为n1的介质向折射率为n2的介质，当入射角满足tgi 0=n2/n1时，反射光中就只有垂直于入射面的光振动，没有平行于入射面的光振动，这时反射光为线偏振光，折射光仍为部分偏振光。
这就是Brewster定律。
前言《晶体光学》主要是研究可见光（其波长范围大致为390-770 mμ，由紫、青、兰、绿、黄、橙、红等颜色组成）通过透明晶体所产生的一些光学现象及其规律的一门科学。
不同的晶体，其光学性质不同，因此，晶体光学是研究鉴定透明矿物的重要方法。
因岩石基本上是由透明矿物所组成的，故晶体光学鉴定法是鉴定岩石最基本的和最广泛应用的方法，《晶体光学》是《岩石学》课程的一个组成部分。
第一章晶体光学基础第一节光的性质1、光是一种电磁波。
光既有粒子性，又有波动性。
2、光波是一种横波，光波的振动方向垂直传播方向。
3、1 mm(毫米) =106mμ(毫微米)3 、折射率的几个问题：⑴ N称为折射介质对入射介质的相对折射率。
如果入射介质为真空或空气，则称N为绝对折射率，简称为折射率。
⑵ N与光波在介质中的传播速度成反比，即介质中光的传播速度愈大，折射率愈小。
⑶介质的折射率N与介质的密度有关。
对于硅酸盐矿物来说，与其晶体结构有关，岛状构造的橄榄石→单链构造的辉石→层状构造的云母，N递减。
第三节自然光与偏光1、自然光在垂直光波传播方向的平面内，各个方向都有等振幅的光振动。
如太阳光、灯光等。
2、偏振光在垂直光波传播方向的某一固定方向上振动的光波。
偏振光振动方向与传播方向所构成的平面称为振动面。
第四节光在均质体和非均质体中的传播特点1 光性均质体（光学性质各个方向都相同，高级晶族晶体、非晶质体属于光性均质体）⑴光波在均质体中传播时，无论在任何方向上振动，其传播速度与折射率值不变。
⑵光波入射均质体发生单折射现象，不发生双折射也不改变入射光的振动性质。
入射光为自然光，折射光仍为自然光。
入射光为单偏光，折射光仍为单偏光。
2 光性非均质体（光学性质随方向而异，中级和低级晶族晶体属于光性非均质体）⑴光波在非均质体中传播时，其传播速度和折射率值随振动方向的不同而发生改变，即有无数个折射率值。
⑵光波入射非均质体，除特殊方向以外，会改变其振动特点，分解成为振动方向互相垂直，传播速度不同，折射率不等的两条偏振光，这种现象就称为双折射。
晶体光学必备知识点关键信息项1、晶体的定义与分类晶体的概念：＿___________________________晶体的分类方式：＿___________________________常见晶体类型：＿___________________________2、晶体的光学性质折射率：＿___________________________双折射现象：＿___________________________光轴：＿___________________________3、晶体的偏振特性偏振光的产生与类型：＿___________________________晶体对偏振光的作用：＿___________________________ 4、晶体的颜色与吸收晶体颜色的成因：＿___________________________吸收光谱：＿___________________________5、晶体的光学观测方法显微镜观测：＿___________________________偏光显微镜的使用：＿___________________________11 晶体的定义与分类晶体是由原子、离子或分子在空间按一定规律周期性地重复排列构成的固体物质。
其具有规则的几何外形、固定的熔点和各向异性等特征。
111 晶体的分类方式多种多样，常见的有以下几种：按化学成分分类，可分为无机晶体和有机晶体。
无机晶体如石英、氯化钠等，有机晶体如尿素、蔗糖等。
按晶体结构分类，可分为七大晶系，分别是立方晶系、四方晶系、正交晶系、单斜晶系、三斜晶系、六方晶系和菱方晶系。
按功能分类，可分为光学晶体、电学晶体、磁学晶体等。
112 常见的晶体类型包括：离子晶体，由正负离子通过离子键结合而成，具有较高的熔点和硬度，如氯化钠。
原子晶体，由原子通过共价键结合而成，具有很高的熔点和硬度，如金刚石。
分子晶体，由分子通过分子间作用力结合而成，熔点和硬度通常较低，如干冰。
(完整word版)晶体光学复习资料(重点知识)自然光和偏光自然光：指直接由光源发出的光，光波振动方向在垂直于光波传播方向的平面内，作任何方向等振幅的振动偏光：自然光经过反射、折射、双折射或选择性吸收等作用后，可以转变为只在一个方向上振动的光波，称为偏振光或偏光根据自然界物质的光学性质不同，将其分为光性均质体与光性非均质体两大类。
高级晶族矿物中级晶族矿物光性均质体光性非均质体非晶质体低级晶轴矿物光性均质体，又称为均质体。
具各向同性的介质、其光学性质不随方向发生变化光波在均质体中传播有以下两个特征：1. 只有一个折射率光波射入均质体时，其传播速度各个方向都相等，所以只有一个折射率。
2. 不改变入射光的振动方向自然光入射均质体后仍然是自然光，偏光入射均质体后仍为偏光。
一切具有双折射特征的介质称为光性非均质体，又称非均质体。
非均质体是各向异性的介质，其光学性质随方向不同而变化光波在非均质体中传播具有以下几个特征：1. 不只一个主折射率光波在非均质体中传播时，其传播速度随振动方向而发生变化，因而其相应折射率也随振动方向不同而改变。
2. 偏光化和双折射现象当光波射入非均质体后，除特殊方向以外一般都将分解成振动方向互相垂直的两种偏光，这就是偏光化。
两种不同方向偏光的速度不等，导致折射率不等，引起了双折射现象。
两种偏光折射率的差值称为双折射率，简称双折率。
3. 一个或两个特殊方向——光轴光波沿非均质体的特殊方向射入时不发生双折射，也不改变入射光的振动方向，这种特殊方向称为光轴(“OA”)。
中级晶簇晶体只有一个光轴，称为一轴晶；(与C轴重合)低级晶簇晶体有两个光轴，称为二轴晶。
3. 一个或两个特殊方向——光轴光波沿非均质体的特殊方向射入时不发生双折射，也不改变入射光的振动方向，这种特殊方向称为光轴(“OA”)。
中级晶簇晶体只有一个光轴，称为一轴晶；(与C轴重合)低级晶簇晶体有两个光轴，称为二轴晶。
光率体是表示光波在晶体中传播时，光波的振动方向与相应折射率值之间关系的一种光性指示体。
《晶体光学》重点内容1、可见光定义、波长范围及白光（名词解释）眼睛可以直接看见的一部分电磁波称为可见光，波长大致为390-770nm，白光是各种频率不同的单色光按一定比例组成的混合光。
2、自然光和偏振光（名词解释）直接自光源发出的光都是自然光，自然光是由无数个振动方向各异的光波复合而成，即在垂直自然光传播方向的平面内，各个方向上都有相等振幅的光波振动。
在垂直传播方向的某一固定方向上振动的光波，称为平面偏振光，简称偏光。
3、光的折射与全反射（名词解释）光从一种介质射入另一种介质时，传播方向发生改变的现象叫光的折射。
光从光密介质射向光疏介质，当入射角大于某一角度时，光在分界面上全部反射回原来介质的现象叫做全反射。
4、折射率定义、公式及折射率值的意义（名词解释）光在空气中的速度与在介质中的速度之比称为折射率。
5、均质体和非均质体定义及双折射（名词解释）高级晶族矿物晶体的光学性质各个方向相同，称为均质体矿物。
中级晶族和低级晶族矿物的光学性质随方向而异，称为非均质体矿物。
6、一轴晶和二轴晶定义及其特征（名词解释）非均质体矿物中，中级晶族矿物被称为一轴晶，低级晶族矿物被称为二轴晶，一轴晶平行高次对称轴方向光不发生双折射，二轴晶两个光轴在Ng、Np面内，且对称的位于Ng或Np两侧。
7、光率体定义（名词解释）光率体是表示光波在晶体中各个振动方向上折射率和双折射率变化规律的一个立体几何图形。
8、常光和非常光定义（名词解释）光在一轴晶中发生双折射，一束偏光的传播速度不随入射方向的改变而改变，即它的折射率为常数，这束偏光称为常光，以No表示。
另一束偏光的传播速度随入射方向的改变而改变，即它的折射率为变数，这一束偏光称为非常光，以Ne‘表示。
9、一轴晶光率体的光性符号及主要切面和特征Ne、No。
垂直光轴园切面（得儿它N=0）、平行光轴椭圆切面（德尔塔=Nmax）、斜交光轴椭圆切面。
10、二轴晶光率体主折射率、主轴、主轴面a。
不等于b。
不等于c。
，主折射率Ng、Nm、Np。
包含两个主轴的面称光轴面。
光轴夹角称光轴角，以2V表示。
锐角等分线Bxa，钝角等分线Bxo。
11、二轴晶光率体的主要切面及其特征垂直光轴切面为园切面、包含两个主轴切面、包含一个主轴切面、不包含主轴切面。
12、光性方位定义（高级晶族、中级晶族和低级晶族）光率体的主轴与晶体的结晶轴之间有着一定的空间关系，称为光性方位。
高级晶族光性方位不受空间方向制约，中级晶族光性方位：c轴平行Ne，ab轴平行No，低级晶族随晶系不同而发上变化。
13、偏光显微镜的构造（填空）机械部分：镜座、镜臂、中间镜筒、物镜转换器、载物台。
光学系统：光源、下偏光镜、锁光圈、锥光镜、物镜、上偏光镜、勃氏镜、目镜。
14、单偏光系统下主要观测晶体的哪些光学性质（填空）吸收性、多色性、闪突起、轮廓、糙面、突起、贝克线、贝克线色散、形态、解理、颜色。
15、薄片中矿物解理类型及相关特征及解理角的定义密集、贯穿；间距较大，延续不能贯穿；稀少，断断续续。
两组解理之间的夹角称为解理角。
16、多色性、吸收性非均质矿物的光学性质不均匀性，对光的选择性吸收会随晶体方向不同而不同，在单偏光系统下旋转物台，矿物颜色的变化称为多色性。
部分具有颜色的晶体，切面随载物台的旋转，颜色的浓度发生深浅的变化，称为吸收性。
17、正交偏光系统下主要观测晶体的哪些光学性质（填空）晓光、干涉色、延性、双晶。
18、干涉条件、干涉色级序及异常干涉色定义干涉条件：相位差恒定、频率相同、偏光振动面相同19、干涉色级别确定方法；补色原理和补色器边缘色带法、石英楔法。
同名轴重合，干涉色升高；异名轴重合，干涉色降低。
石膏试板、云母试板、石英楔20、消光类型、消光角及其测量方法平行消光、斜消光、对称消光。
斜消光时，光率体主轴与解理缝、双晶缝或延长方向之间的夹角为消光角21、聚敛光学系统下主要观测晶体的哪些光学性质（填空）轴性、光性、光轴角、色散。
第一章1、为什么一轴晶光率体所有椭圆切面上都有No？二轴晶光率体任意切面上是否都有Nm？在哪些切面上才有Nm？答：一轴晶光率体是以Ne轴为旋转轴的旋转椭球体，所有斜交光轴的切面都与圆切面相交，因此，所有斜交光轴的椭圆切面的长、短半径中必有一个是主轴No。
否。
（1）垂直光轴OA切面（2）垂直锐角等分线Bxa切面（3）垂直钝角等分线Bxo切面（4）垂直光轴面NgNp的斜交切面2、怎样定义一轴晶光率体的光性符号？怎样定义二轴晶光率体的光性符号？答：一轴晶光率体只要比较出Ne′、No的相对大小即可确定出矿物的光性符号。
因为一轴正晶Ne＞Ne′＞No，一轴负晶Ne＜Ne′＜No，即只要确定出No＜Ne′，则矿物光性符号为正，No＞Ne′则矿物光性符号为负。
二轴晶光率体必须确定Bxa方向是Ng轴还是Np轴：若Bxa=Ng（Bxo=Np），则光性符号为正；若Bxa=Np（Bxo=Ng），则光性符号为负。
3、什么叫光轴角（2V），写出光轴角公式。
(P19)答：两光轴相交的锐角称为光轴角。
光轴角公式：tan2α=Ng2（Nm+Np）（Nm-Np）/Np2（Ng+Nm）（Ng-Nm）此式分子中的Ng2大于分母中的Np2，但分子中的（Nm+Np）小于分母中的（Ng+Nm），可以近似认为Ng2（Nm+Np）∕Np2（Ng+Nm）=1，这样可简化为：tan2α=（Nm-Np）/（Ng-Nm）。
9、指出中级晶族、斜方晶系、单斜晶系、三斜晶系矿物的光性方位。
(P24)答：中级晶族（一轴晶）矿物的光率体形态是旋转椭球体，其旋转轴是晶体的对称轴；斜方晶系矿物的光性方位是光率体的三个主轴（Ng、Nm、Np）与三个结晶轴（a、b、c）分别一致；单斜晶系矿物的光性方位是光率体三个主轴中有一个主轴与b轴一致（或平行），其余两主轴在ac平面内分别与a、c轴斜交；三斜晶系矿物的光性方位是光率体的三个主轴与结晶轴均斜交，斜交的方向和角度则因矿物种属不同而异。
10、什么是折射率色散、双折射率色散、光率体色散？(P26)答：透明矿物的折射率随入射光波的不同而发生改变的现象称为折射率色散;非均质体矿物斜交OA切面的双折射率一般随入射光波波长的改变而改变的现象称为双折射率色散；由于非均质体的折射率色散强度随方向不同而不同，则随着入射光波长的改变，其光率体的大小、形态发生改变的现象称为光率体色散。
第三章1、单偏光镜下观察晶体的哪些光学性质？与矿物对透射光波有关的光学性质，如颜色、多色性、吸收性等。
与矿物折射率有关的光学性质，如突起、糙面、边缘、贝克线、色散效应等。
3、什么叫贝克线？贝克线的移动规律是什么？在偏光显微镜下观察矿物切面光线较集中的一方沿矿物边缘形成一条亮带，这条亮带叫贝克线。
移动规律：下降物台贝克线向折射率大的介质一方移动。
8、突起一般划为几级？各个等级的折射率范围和镜下鉴定特征是什么？突起级别折射率糙面及边缘特征实例负高突起<1.48 糙面及边缘显著，下降物台，贝克线移向树胶萤石负低突起 1.48－1.54 表面光滑，边缘不显著，下降物台，贝克线移向树胶。
正长石、白榴石正低突起 1.54－1.60 表面光滑，边缘不显著，下降物台，贝克线移向矿物。
石英（偏低），白云母（偏高）正中突起 1.60－1.66 糙面较显著，边缘较粗，下降物台，贝克线移向矿物黑云母、磷灰石、透闪石正高突起 1.66－1.78 糙面显著，边缘明显且较宽，下降物台，贝克线移向矿物辉石、橄榄石正极高突起>1.78 糙面显著，边缘很宽很黑，下降物台，贝克线移向矿物榍石、石榴石9、什么叫贝克线色散？如何解释贝克线色散？该色散效应有何应用意义？当两种介质折射率相差很小时，贝克线发生变化，在折射率较低的矿物一边出现橙黄色细线，在折射率较高的矿物一边出现浅蓝色细线（观察时注意适当缩小光圈）这种现象称洛多奇尼科夫色散效应解释：洛多奇尼科夫色散效应产生的条件是两相邻的物质折射率相差很小在可见光范围内相等，但对黄光的折射率仍有差异，如图3-5A（课本P50）所示物质1和物质2的折射率在可见光范围内相等但对于黄光N1略大于N2因此物质1的色散曲线较陡；对于蓝光N1更大于N2 所以蓝光折向折射率大的物质1对于橙（红）N1＜＜＜N2橙光折向物质2，这样贝克线色散成彩色带，靠近折射率大的一方为蓝色带，折射率小的一方为橙色带意义：洛多奇尼科夫色散效应常用于区分浅色造岩矿物石英，微斜长石，酸性斜长石，这给鉴定花岗岩带来很大方便12、合成金红石No=2.616，Ne=2.903，问平行OA切面能否见到闪突起？为什么？不能，金红石的双折率虽然很大，但是其最大最小折射率属于同一突起等级的折射率范围，故没有明显的等级差别，故不会出线闪突起13、铁黑云母Np=1.630，Ng=1.690，Np=黄红色，Ng=暗红棕色，问平行OAP切面能否看到闪突起？为什么？不能，它的最大双折率很大，最大最小折射率又属于不同突起等级，但黑云母颜色、吸收性变化大，掩盖了闪突起现象，使闪突起现象乃以察觉出来。
14、解理纹的可见度与哪些因素有关？（1）矿物的解理性质（2）矿物的切面方向（3）N矿与N胶的差值18、什么叫矿物的颜色？矿物的颜色与哪些因素有关？矿物的颜色是矿物在单偏光镜下的色泽取决于矿物的化学成分，晶体的结构特点，晶体缺陷、杂质及超显微包裹等19、什么叫多色性？为什么矿物具有多色性？多色性明显程度与哪些因素有关？多色性是非均质体矿物颜色色彩发生改变呈多种色彩的现象。
非均质体矿物光性上表现为各向异性，对光波的选择性吸收随方向的不同而改变，因此，在显微镜下旋转物台时，非均质体矿物的颜色色彩和浓度一般情况下都会发生改变。
因素：与矿物本性有关；与切片方向有关，平行光轴或光轴面的切面的多色性最明显垂直光轴的切面不具多色性；此外与薄片厚度、视域亮度等因素也有关系。
20、什么叫吸收性和吸收性公式？吸收性是矿物颜色深浅发生改变的现象表明矿物吸收性的形如No＜（或＞）Ne（一轴晶）和Ng＜（或＞）Nm＜（或＞）Np （二轴晶）的公式。
23、有色一轴晶矿物垂直OA切面，平行OA切面，斜交OA切面的多色性吸收性有何区别？当垂直OA切面时，观察到No方向的颜色，无多色性。
当平行OA切面时，Ne与PP平行，在Ne 方向上振动的光波振幅最大，光强度最强，矿片上显示的是吸收Ne方向振动的光波之后的颜色。
同理当No//PP时，Ne方向的振幅为零，矿片显示的是吸收No方向振动的光波之后的颜色；当斜交OA切面则时矿片显示上述两种颜色之间的过渡颜色。
24、有色二轴晶矿物垂直OA切面、平行OAP切面、垂直Bxa切面多色性和吸收性有何特征？在垂直OA的切面上，观察到的是Nm的颜色，无多色性。
在平行OAP切面上，多色性强：当Ng//PP时，显示Ng方向的颜色；当Np//PP时，显示Np方向的颜色，当Np、Ng与PP斜交时显示Np、 Ng两种颜色之间的过渡色。
