晶体光学基础

晶体光学及光性矿物学中英文对照表第一章晶体光学基础原理光波Optical wave可见光Visible light单色光Homogeneous light白光White light自然光Natural light偏振光Polarized light平面偏振光Plane polarized light偏光化作用Polarization反射Reflection折射Refraction不透明矿物Opaque mineral薄片Thinned section透明矿物Transparent mineral折射率Refractive index全反射Total reflection光性均质体Optical isotropic substance光性非均质体Optical anisotropic substance双折射Double refraction双折射率Birefringence光轴Optic axis一轴晶Uniaxial crystal二轴晶Biaxial crystal常光Ordinary ray非常光Extraordinary ray主折射率Principal refraction index最大双折射率Maximum birefringence光性指示体Indicatrix光率体Optic indicatrix主轴Principal axis主轴面Principal section园切面Circular section光性符号Optical sign主截面Principal section主折射率Principal refractive index光轴面Optic axial plane光轴角Optic axial angle锐角等分线Acute bisectrix钝角等分线Obtuse bisectrix光轴角公式Optic angle equation光性方位Optic orientation色散Dispersion折射率色散Refractive index dispersion色散曲线Dispersion curve双折射率色散Birefringence dispersion光率体色散Indicatrix dispersion第二章透明造岩矿物及宝石晶体光学鉴定常用仪器孔径N*A numerical aperture尼康NIKON奥林珀斯OLYMPUS第三章透明造岩矿物及宝石在单偏光镜下的晶体光学性质边缘Edge贝克线Becke line糙面Rough surface突起Relief突起等级Relief grade闪突起Twinkling解理Cleavage解理纹Trace of cleavage临界角Critical angle极完全解理Eminent cleavage完全解理Perfect cleavage不完全解理Imperfect cleavage颜色Colour多色性Pleochroism吸收性Absorption多色性公式Pleochroic formula吸收性公式Absorption formula正吸收Positive absorption反吸收Negative absorption 第四章透明造岩矿物及宝石在正交偏光镜下的晶体光学性质消光Extinction全消光Complete extinction消光位Extinction position光程差Path difference石英楔quartz wedge干涉色Interference color色序Color sequence级序Gradation sequence补色法则Compensation principle消色Subtractive color补色器Compensator试板Accessory plate云母试板Mica plate石膏试板Gypsum plate贝瑞克Berek倾斜消色器Tilting compensator谢纳蒙特Senarment布雷斯-科勒Brece-Kohler中村试板Nakamura half-shadow plate 莱特目镜Wright eyepiece消光类型Types of extinction平行消光Parallel extinction斜消光Inclined extinction对称消光Symmetrical extinction消光角Extinction angle延性Elongation正延性Positive elongation负延性Negative elongation延性符号Sign of elongation双晶Twin双晶面Twin plane双晶纹Trace of twin plane简单双晶Simple twin复式双晶Combined twin聚片双晶Polysynthetic twin轮式双晶Cyclic twin格子双晶Tartan twinning第五章透明造岩矿物及宝石在锥偏光镜下的晶体光学性质干涉图Interference figure勃氏镜Bertrand lens黑十字Dark cross干涉色圈Interference color circles波向图Skiodrome闪图Flash figure瞬变干涉图Transient axial figure马拉德Mallard托比Tobi第六章透明造岩矿物及宝石的晶体光学系统鉴定。

一、名词解释（1）折射：当入射光波进入透明物后，其传播的方向和速度都发生改变的现象称为折射。

（2）矿物的消光位：矿片在正交偏光镜下处于消光位的位置，称为消光位，处于消光位时矿片光率体椭圆半径与上下偏光镜的振动方向一致。

（3）光率体：表示光波在晶体中传播，光波的振动方向与相应的折射率之间相关性指示体。

（4）干涉色：当白光通过正交偏光镜的矿片后，经干涉作用形成的颜色称为干涉色。

（5）晶体光性方向：晶体的光率体主轴与结晶轴之间的关系称为光性方向（6）全消光：在正交偏光镜间，载物台上放置均质体或非均质体垂直光轴的矿片，转动载物台360，矿片消光不改变，称为全消光。

（7）一轴晶：中级晶族中只有一个光轴方向，称为一轴晶（8）光性方向：光率体，主轴，晶体结晶轴三者之间的关系称为光性方向。

（9）二轴晶：低级晶族具有两个光轴方向，称为二轴晶。

（10）非均质体：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。

（11）折射率的色散：同一晶体的折射率随单色光光波的波长不同而发生改变的现象称为折射率的色散。

（12）补色法则：两个非均质体除垂直光轴以外的任意方向切面，在正交偏光镜间45位置重叠，光波通过这两个矿片后，总光程差的增减称为补色法则。

（13）多色性和吸收性：在单偏光镜下转动载物台时，许多有色非均质体矿片的颜色及颜色的深浅发生变化，这种由于光波在晶体中波动方向不同，而使矿物的颜色发生变化的现象称为多色性，颜色深浅发生变化的现象称为吸收性。

（14）矿物的突起：在岩石薄片中，各种不同矿物表面高低不同，这种矿物表面突起来的现象称为突起。

（15）矿物的闪突起：在单偏光镜下，转动载物台，非均质体矿物边缘糙面及突起高低产生明显变化的现象称为闪突起。

（16）解理缝可视临界角：当解理面倾斜到一定角度时，解理缝就不见了，此时解理缝与矿片平面法线之间的夹角称为解理缝可见临界角。

（17）全反射临界角：入射光线的全部能量以反射光的形式全部返回入射介质的入射角。

固体物理学基础晶体的非线性光学与光子晶体在固体物理学的研究领域中，晶体的非线性光学与光子晶体是一个重要的研究课题。

本文将介绍晶体的非线性光学现象，并探讨光子晶体在光学中的应用。

一、晶体的非线性光学现象晶体是一种高度有序排列的原子、离子或分子的固体，拥有特殊的光学性质。

在晶体中，当光与晶体相互作用时，会产生非一致于线性光学性质的响应，这就是非线性光学现象。

1. 非线性光学效应非线性光学效应包括：- 非线性折射：当入射光强很强时，光线会发生折射角的变化；- 非线性吸收：当入射光强很强时，晶体会吸收部分光能；- 非线性色散：入射光的频率对折射率的变化不是线性关系；- 非线性光学压电效应：晶体中的离子在光场的作用下发生无规则的振动。

2. 非线性极化在非线性光学中，晶体的非线性极化效应是其中的重要机制之一。

根据光与晶格相互作用的形式，可以分为等离子体极化、电子极化和离子极化。

其中，等离子体极化主要在高频区起作用，电子极化和离子极化主要在低频区起作用。

3. 二次谐波发生器晶体的非线性光学现象常用于二次谐波发生器中。

二次谐波发生器利用非线性折射效应，将入射的单频光线转换为频率为二倍的谐波光线。

这一特性可以用于光学通信、激光器频率加倍和超快光学测量等领域。

二、光子晶体的应用光子晶体是一种周期性的介质结构，具有光禁带和光子带隙效应。

它可以控制光波的传播和操控，因此在光学中具有广泛的应用潜力。

1. 光子晶体的基本结构光子晶体的基本结构是由周期性排列的介质单元组成。

介质单元的尺寸和组成决定了光子晶体的光学性质。

光子晶体可以用于制造光学滤波器、反射镜和光波导等光学元件。

2. 光子晶体的光子带隙光子带隙是光子晶体的特殊性质之一，它可以阻止特定频率范围内的光波传播。

这种特性使光子晶体在光学通信、光学传感和光学计算等领域有着广泛的应用前景。

3. 光子晶体的光子引导由于光子晶体的周期性结构，它可以用作光子波导，实现光波的引导和控制。

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。

晶体光学与光性矿物学复习思考题《晶体光学与光性矿物学》复习思考题第一章晶体光学基础1.光波在均质体和非均质体中的传播特点有何不同？为什么？2.光波在非均质体中传播时，其传播速度及相应折射率值是取决于光波的传播方向？还是取决于光波的振动方向？3.光轴、一轴晶、二轴晶的概念？4.光率体的概念？一轴晶光率体、二轴晶光率体的形态特点？5.一轴晶光率体平行光轴的椭圆切面、垂直光轴的圆切面各有多少个？6.一轴晶光率体的光性正负是如何定义的？7.分别画出一轴晶正光性、负光性光率体的三种（垂直OA、平行OA、斜交OA）主要切面，指出各切面的双折射率，并注明每一个切面的光率体半径名称。

8.二轴晶光率体的光性正负是如何定义的？9.二轴晶光率体的主要光学要素有哪些？10.什么是光轴角(2V)、光轴面（AP）、光学法线？11.分别画出二轴晶正光性、负光性光率体垂直Bxa切面、垂直Bxo切面、垂直OA切面、平行AP切面、垂直AP的斜交OA切面，指出各切面的双折射率，并在各切面上标出光率体要素。

12.什么是光性方位？矿物的光性方位与所属晶系之间有何关系？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。

第三章单偏光显微镜下的晶体光学性质1.正交偏光镜下可观察测定透明矿物的哪些光学性质？2.什么叫矿物的边缘、糙面？边缘的粗细和糙面的明显程度与哪些因素有关？为什么有的矿物(如橄榄石)边缘明显、糙面显著，而有的矿物(如石英)轮廓看不清楚、表明较为光滑？3.什么叫贝克线？贝克线的移动规律是什么？4.什么叫突起？薄片中矿物的突起高低取决于什么因素？为什么在偏光显微镜下同一薄片中的不同矿物颗粒给人一种突起高低不同的感觉？5.如何规定突起的正负？在薄片中怎样确定正突起和负突起？6.举例说明矿物突起划分为哪6个等级？7.什么是闪突起？哪些矿物具闪突起？具有闪突起的晶体是否无论在任何切面都能见到闪突起？什么样的切面闪突起最明显？8.解理纹的可见度与哪些因素有关？9.辉石和斜长石都具有两组完全解理，在岩石薄片中，为什么辉石具解理缝的切面多于长石且解理纹很清楚？而斜长石的解理纹却难见到？10.角闪石具有两组完全解理，夹角为56°；在岩石薄片中，为什么有的切面上见到两个方向解理纹，有的切面只见到一个方向解理纹，而有的切面上见不到解理纹呢？测量解理夹角应在什么切面上进行？11.含黑云母的薄片中，为什么有的黑云母切面上看不见解理缝，而且多色性不明显？见到大部分黑云母颗粒不具解理纹；能说这种黑云母不具解理吗？为什么？12.什么叫矿物的颜色？矿物的颜色与哪些因素有关？13.什么是多色性？多色性明显程度与哪些因素有关？14.什么是吸收性和吸收性公式？15.矿物的多色性在什么方向切面上最明显？为什么？测定一轴晶和二轴晶矿物的多色性公式，需要选择什么方向的切面？16.如何利用黑云母确定下偏光振动方向？第四章正交偏光显微镜间的晶体光学性质1.正交偏光镜下可观察测定透明矿物的哪些光学性质？2.什么叫消光？什么叫消光位？3.什么叫全消光？四次消光？哪些类型的切面可以呈全消光？四次消光？4.什么叫干涉色？干涉色与颜色的区别？5.Ⅰ～Ⅲ级干涉色色序？Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级干涉色的特点？6.写出云母试板、石膏试板的光程差、干涉色及光率体椭圆半径的方位和名称。

(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。

光学晶体分类光学晶体是一类具有特定结晶结构的材料，其在光学领域有着广泛的应用。

根据晶体的特性和性质，光学晶体可以分为无晶体、单晶体和多晶体三大类。

无晶体是指没有明确晶体结构的材料，也被称为非晶体或无定形材料。

无晶体材料具有高度随机的结构，其原子或分子之间没有规律地排列。

由于无晶体没有明确的晶格结构，光传播的方式也具有无序性，因此无晶体的光学性质较为复杂。

无晶体材料常见的有玻璃、塑料等。

玻璃是一种非晶体材料，其主要成分是硅酸盐，具有透明、硬度高、抗腐蚀等特点，广泛应用于光学仪器、建筑和电子产业中。

单晶体是指具有完美晶体结构的材料，其原子或分子之间按照规则的周期性排列。

单晶体的晶格结构具有高度的有序性，导致光在其中传播时呈现出明确的方向和偏振特性。

单晶体具有优良的光学性能，如高透过率、高折射率和低散射率，因此被广泛应用于激光器、光通信和光学透镜等领域。

单晶体的生长需要较高的技术要求，常见的单晶体材料有硅、锗、氮化镓等。

多晶体是指由多个晶粒组成的材料，每个晶粒都具有明确的晶体结构，但晶粒之间的晶格方向不同。

多晶体的晶粒之间存在晶界，晶界对光学性能产生一定的影响。

多晶体的光学性能通常介于无晶体和单晶体之间，具有较好的光学性能和较低的制造成本。

多晶体材料常见的有多晶硅、多晶锗等，广泛应用于太阳能电池、光电器件等领域。

光学晶体的分类对于光学器件的设计和制造具有重要的指导意义。

不同类型的晶体材料具有各自的优点和适用范围，在光学领域中扮演着不可替代的角色。

因此，了解和掌握光学晶体的分类是进行光学器件设计和光学研究的基础。

随着科技的进步和应用领域的不断拓展，对光学晶体分类的研究和应用将会越来越深入，为光学技术的发展带来新的突破和机遇。

晶体光学知识总结1、简述正交偏光镜下样品可能呈现的现象及一般结论。

答：均质体：全暗，转后：似明似暗；非均质体集合体转后全亮。

2、两晶体薄片重叠，简述从偏光显微镜中观察的干涉色的变化情况。

3、画出一轴晶垂直光轴切片干涉色图，并说明其形象特点，以及如何测定光性正负。

答：图像特点：由一个黑十字与同心圆干涉色色圈组成。

黑十字由两个互相垂直的黑带组成。

黑带即消光影。

两个黑带分别与上、下偏光镜振动方向平行，两个黑带中心部分往往较窄，边缘部分较宽，黑十字交点位于视域中心（与目镜十字丝交点重点），为光轴出露点。

干涉色色圈以黑十字交点为中心，成同心环状，其干涉色级序由中心向外逐渐升高，干涉色色圈愈外愈密。

矿物的双折率愈大，干涉色色圈愈多；反之，双折率愈小，干涉色色圈愈少。

转动物台360°，干涉图不发生变化。

测定光性符号一轴晶垂直光轴切片的干涉图中，黑十字的四个象限内，放射线方向代表Ne′的方向；同心圆的切线方向代表No的方向。

加入试板，观察干涉图中黑十字四个象限内干涉色的升降变化，根据补色法则即能确定Ne′与No的相对大小。

4、画出二轴晶垂直锐角等分线切片图，并说明其形象特点，以及如何测定光性正负。

答：干涉图由一个黑十字及“∞”字形干涉色色圈组成。

黑十字交点位于视域中心，为Bxa的出露点；黑十字的两个黑带分别平行上、下偏光镜振动方向，其粗细不等，在光轴面方向的黑带较细，在两个光轴出露点上更细，垂直光轴面方向（Nm方向）的黑带较宽。

“∞”字形干涉色色圈以两个光轴出露点为中心，其干涉色级序向外逐渐升高，而且愈外色圈愈密。

干涉色色圈的多少取决于矿物的双折率及矿片厚度。

双折率愈大，矿片愈厚，干涉色色圈愈多；双折率愈小，矿片愈薄，干涉色色圈愈少，甚至在黑十字四个象限内仅出现一级灰干涉色。

二轴晶矿物的光性符号是根据Bxa究竟是Ng或是Np确定的。

当Bxa=Ng时为正光性；Bxa=Np为负光性。

测定光性符号时，最好使光轴面与目镜十字丝成45°夹角，此时干涉图成对称的两上弯曲黑带，视域中心为Bxa出露点，弯曲黑带顶点为光轴出露点，其联线为光轴面与薄片相交的迹线，通过Bxa出露点垂直光轴面的方向为Nm方向。

光学晶体材料光学晶体材料是一种特殊的材料，具有许多独特的光学性质和应用。

本文将从晶体的定义、结构以及光学特性等方面对光学晶体材料进行介绍。

什么是光学晶体材料呢？晶体是由排列有序的原子、离子或分子组成的固体物质。

光学晶体材料是在光学领域中应用广泛的晶体材料。

它们具有均匀的结晶结构，使得它们在光学特性上表现出独特的性质。

光学晶体材料的结构是由晶体的晶格决定的。

晶格是晶体中原子、离子或分子的排列方式。

晶格的类型决定了晶体的多种物理性质，包括光学性质。

光学晶体材料的结构可以分为立方晶系、四方晶系、单斜晶系、正交晶系、斜方晶系和三斜晶系等不同的晶系。

光学晶体材料的光学特性是其最重要的性质之一。

晶体的光学特性是由晶格结构和晶体内部原子、离子或分子的相互作用决定的。

晶体中的原子、离子或分子可以散射、吸收、偏振和反射光线，从而影响光的传播和性质。

光学晶体材料可以表现出各种各样的光学现象，如折射、偏振、吸收、散射、双折射等。

折射是光线从一种介质传播到另一种介质时发生的现象。

光学晶体材料具有不同的折射率，导致光线在晶体中的传播方向和速度发生改变。

这种折射现象被广泛应用于光学器件中，如透镜、棱镜和光纤等。

偏振是光波的振动方向与传播方向垂直的现象。

光学晶体材料可以通过选择性吸收或散射特定方向的偏振光，从而实现偏振光的分离和控制。

这种偏振现象在偏振片、偏光镜和液晶显示器等光学器件中得到了广泛应用。

吸收是光线被物质吸收并转化为其他形式的能量的过程。

光学晶体材料具有不同的吸收谱，可以选择性地吸收特定波长的光线。

这种吸收现象可以用于制备光学滤波器和吸收剂等。

散射是光线在物质中的非均匀介质中发生的现象，使光线改变方向并传播到不同的方向。

光学晶体材料的微观结构决定了散射的强度和方向性。

这种散射现象在光学散射器件和材料中起着重要作用。

双折射是光线在光学晶体材料中传播时发生的现象，其中光线被分为两个方向的偏振光。

这种双折射现象可以用于制备偏振器、波片和光纤等光学器件。

《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。

晶体光学及光性矿物学Crystal Optics & Optical Mineralogy(48学时)任课教师：王连训副教授助教：李乐广、徐晓波（硕士生）矿物岩石学国家级教学团队中国地质大学（武汉）地球科学学院“…我的晶体光学就是池际尚教授讲的，她不是仅仅讲一堂课，而是整整给我们讲了半年。

至今，我都清清楚楚地记得她的音容笑貌，她讲的是那么清楚、那么深刻，甚至费氏台的操作她都自己进行…”—温家宝，2005年9月9日我校岩石学科奠基人池际尚教授为本科生讲授晶体光学课程(1964年)光与晶体的“美丽邂逅”When light and crystal meet…◆晶体光学：研究可见光通过透明矿物晶体产生的光学现象及其变化规律的学科。

◆光性矿物学：用透射偏光显微镜研究透明矿物光学性质的学科。

偏光显微镜岩石切片，厚30µm研究对象：岩石矿物薄片光学研究方法广泛应用于地球科学、珠宝鉴定、资源勘查、材料科学、工程、制造业、食品工业、医学、制药、环境科学、刑侦等领域。

为什么要学习这门课程？泰米尔“红宝石”红色尖晶石与红宝石文物研究及保护混凝土性能分析岩石矿物鉴定矿石分析聚合物材料研究采样岩石薄片制备流程切割研磨，抛光制片教材Textbook 参考书Reference Books中国地质大学出版社，2017科学出版社，2008地质出版社，2005南京大学出版社，2009英文参考书及图册常丽华等编著地质出版社，2006Oxford University Press William Nesse ,20134th edition理论课（7次，14学时）1.晶体光学基础理论2.单偏光镜下的晶体光性特征3.正交偏光镜下的晶体光性特征（上）4.正交偏光镜下的晶体光性特征(下)5.锥光镜下的晶体光性特征（上）6.锥光镜下的晶体光性特征（下）7.系统鉴定及光性矿物学基础课程内容安排Syllabus实习课安排（17次）Practical Classes光性矿物学部分⚫系统鉴定：角闪石⚫橄榄石类⚫辉石类⚫石英、云母类矿物⚫碱性长石、斜长石⚫碳酸盐矿物⚫未知薄片矿物鉴定（实践考试）晶体光学部分⚫偏光显微镜的构造与使用⚫解理、多色性⚫突起等级、贝克线⚫消光、补色法则、干涉色级序⚫消光类型、消光角、延性⚫一轴晶干涉图、二轴晶干涉图成绩评定方法Performance assessment理论部分（晶体光学）实践部分（光性矿物学）评定方法闭卷考试平时成绩未知鉴定占总评比例35%30%35%晶体光学基础理论Principles of Crystal Optics 一、光学基础知识◆光的波动性◆可见光、单色光与白光、自然光与偏光◆光的折射与折射率◆双折射和双折射率◆光的全反射和全反射临界角◆光性均质体与光性非均质体◆光波是一种电磁波，电磁波是一种横波。

晶体的光学性质与能带结构分析晶体是由原子或分子按照一定规律排列组成的固体物质，具有特定的结构和性质。

其中，晶体的光学性质是指晶体对光的吸收、透射、反射以及折射等现象。

而晶体的光学性质与其能带结构密切相关。

下面从晶体的光学性质和能带结构两个方面进行分析。

晶体的光学性质是由其晶格结构决定的。

晶格是晶体内部排列有序的原子或分子的空间格点网络。

晶格结构的不同会对光波的传播和干涉产生重要影响。

例如，晶体的折射率是光学性质中的一个重要参数，它是光在物质中传播速度与真空中传播速度的比值。

晶体的折射率与其晶格的周期性有关，一般来说，晶格周期性越强，晶体的折射率也就越高。

同时，晶体的晶格结构还与其光的吸收、透射和反射等性质密切相关。

晶体吸收光的过程是电子吸收能量后从低能态跃迁到高能态的过程。

在晶体中，电子的跃迁受到晶格的限制，只有能量符合一定条件的光子才能被晶体吸收。

因此，晶体的吸收谱线是由晶格结构决定的。

同样，晶体的透射和反射性质也受到晶格结构的影响。

晶体抛光后会产生反射现象，而晶体的透射性质则与其晶格对光的散射和吸收有关。

除了晶格结构外，能带结构也对晶体的光学性质产生重要影响。

能带是描述固体中能量电子状态的模型。

晶体中的电子分布在一系列能带中，其中价带和导带是最重要的两个能带。

价带是指电子处于默认状态的能级，而导带是指电子可以自由运动的能态。

当光照射到晶体中时，其能量可以激发晶体中的电子跃迁从价带到导带，这个过程称为光激发。

晶体的能带结构直接影响着它的光学性质。

例如，导带中存在的电子可以吸收光的能量而被激发，从而引起光的吸收。

而如果导带中没有可用的电子，光就无法被晶体吸收。

另外，能带结构还决定了晶体的电导率，即晶体对电流的导电能力。

当光照射到导电性的晶体中时，光子能量激发了晶体中的电子跃迁到导带中，导致电导率增大。

除了能带结构对光学性质的影响之外，光也能够通过其与晶格振动的相互作用来解释一些晶体的光学性质。

例如，声子是晶体中的晶格振动模式，光子与声子相互作用会导致光的散射和吸收。