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2.1晶体光学基础解析

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晶体学基础(2024版)

晶体学基础(2024版)
a/2
截距：a/2, 2b/3, c/2 倒数：2, 3/2, 2 2b/3 互质整数：4, 3, 4 y 晶面指数：(4 3 4)
x
[说明]：
❖晶面与坐标轴平行时，取截距为，倒数为0；
❖相互平行的晶面具有相同的晶面指数，或相差一负号；
❖通过原点的晶面，可以通过与其平行的晶面求出晶面指数;
❖原子排列相同的晶面，尽管空间位向不同，但仍属于同一个 晶面族，用{h k l}表示。例如{100}包含6个等价面：
❖同一直线上，方向相反的晶向其指数加负号；
❖原子排列相同但空间位向不同的所有晶向称为晶向族，
用< >括号表示。
例如<100>包含：[100 ], [010 ], [001], [1 00], [0 1 0], [00 1]
z
[011]
不通过原点的晶向：
[0 1 0]
o
[101]
[010] y
(x2-x1):(y2-y1):(z2-z1) =u:v:w
第一章 晶体学基础
多数金属和非金属材料都是晶体。因此，首先要 掌握晶体的特征及其描述方法。
晶体——组成晶体的质点在三维空间作周期性地、 规则地排列。
晶体的特点： ➢ 质点排列具有规则性、周期性 ➢ 有固定熔点（结晶温度）[非晶体没有固定的熔点] ➢ 各向异性（包含多种性能）
§1-1 空间点阵
一、空间点阵的概念
a3
轴上的截距。
例如： (10 1 0)
( 1 010) (01 1 0) ( 1 100)
o
a2
a1
2、晶向指数：
四坐标晶向指数的确定方法有行走法和解析法。由于行走法 确定的晶向指数不是唯一的，所以这里仅介绍解析法。

第二章 晶体光学基础

第二章 晶体光学基础

二、光率体
1、光率体 2、均质体的光率体
3、一轴晶光率体
4、二轴晶光率体
（一）光率体概念
光率体是表示光波在晶体中传播时，折射率值 随光波振动方向变化的一种立体几何图形。它是光 波振动方向与相应折射率值之间关系的一种光性指 示体。其具体作法是设想自晶体中心起，沿光波振 动方向按比例截取相应的折射率值，每一个振动方 向都能作出一个线段，把各个线段的端点连接起来 便构成一个立体图形，此即为光率体 。
（二）均质体的光率体
均质体 光率体
• 光波在均质体中传播时，向任何方向振动，其
传播速度不变，折射率值相等。因此，均质体
的光率体是一个圆球体。均质体光率体任何方 向的切面都是圆切面，圆切面半径 一轴晶光率体
一轴晶光率体是一个以 Z晶轴为旋转轴的旋转椭 球体，而且有正负之分。这类矿物有最大和最 小两个主折射率值，分别以符号Ne和No表示 1、正光性光率体
＞Np′＞Np。二轴晶光率体是一个三轴不等的椭球体。
即三轴椭球体。
1、光学主轴 2、光轴 3、光轴面与光轴角 4、光性 5、二轴晶光率体的主要切面
a a
a a
1、光学主轴
二轴晶光率体（三轴椭球体）中，三个互相垂 直的轴代表二轴晶矿物的三个主折射率方向，称光 学主轴，简称主轴（亦称为光学对称轴），即Ng轴、
光疏介质
光密介质
当继续增大入射角i值时，折射角也继续增大，此时入射光 不进入光疏介质，而是全部按反射定律反射回光密介质中，这 种现象称全反射。
三、自然光和偏振光
根据光波的振动特点，可分为自然光及偏振光 自然光的振动特点是：在垂直光波传播方向的平 面内，各个方向上都有等振幅的光振动。天然光源和 一般人造光源直接发出的光都是自然光。

晶体光学与光性矿物-01晶体光学基础-文档资料

晶体光学与光性矿物-01晶体光学基础-文档资料

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入射光方向及其对应N
• 垂直光入射方向 并通过光率体中 心的切面上的最 大折射率值和最 小折射率值的方向。
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总结第一章学习内容
• • • • • • • 提问：回想一下这一章应该学习哪些内容？ 1.偏光 2.均质体、非均质体 3.可见光光透过晶体的特点 4.双折射 5.光轴 6. No(常光折射率)、Ne（非常光折射率）
晶体光学
• • • • • • • • • 0课程特点及学习方法 1晶体光学基础 2光率体及光性方位 3偏光显微镜和岩石薄片 4单偏光镜下的晶体光学性质 5正交偏光镜间的晶体光学性质 6锥光镜下的晶体光学性质 6-2透明矿物薄片的系统鉴定 7最常见造岩矿物类的晶体光学性质
第一章晶体光学基础
• • • • • • 1.1光的性质（自己看） 1.2自然光和偏光 1.3几何光学的三大定律（自己看） 1.4光波在均质体与非均质体中的传播特征 1.5其他几个基本概念 1.6入射光方向及其对应N
返回
1.2自然光和偏光
（1）自然光 （2）偏光
1.4光波在均质体与非均质体 中的传播特征
（1）在均质体中 均质体：P13，光学性质不随方向发生变化，各向 同性的介质。 （2）非均质体中 非均质体： 光学性质随方向发生变化，各向异性的 介质。 P13，具有双折射特征的介质。 （3）双折射：除特殊方向外，入射非均质体的光波 分解成振动方向不同、传播速度不同、折射率值 不等等两种偏光P14 。 图1-15
Байду номын сангаас
1.5几个基本概念
（1）双折射：P14，光入射非均质体中，分解成振动方向互相 垂直，传播速度不同，相应折射率值不等的两种偏光的现象。 （2）光轴OA：垂直光率体圆切面的方向。 或，在非均质体中，不发生双折射的光波传播方向。（课

《晶体光学》课件2

《晶体光学》课件2

随着信息科学技术的快速发展，晶体光学与信息科学的交叉研究也越来越受到关注。例如，利用晶体光学原理，可以实现高速、高精度、高稳定性的光学信息处理和传输，为未来的通信和计算技术提供新的解决方案。
晶体光学在生物医学领域也有着广泛的应用前景。例如，利用晶体光学原理可以研究生物组织的结构和功能，为医学诊断和治疗提供新的手段。同时，晶体光学也可以用于药物研发和生物成像等领域，为生物医学研究提供新的工具和思路。
晶体光学在制造各种光学仪器中发挥着重要作用，如棱镜、透镜等。
晶体光学材料可作为激光介质，用于制造各种激光器。
在光纤通信领域，晶体材料可用于制造光波导等关键器件。
光学仪器制造
激光技术
通信技术
早在文艺复兴时期，科学家们就开始研究晶体的光学性质。
19世纪，费迪南德·布律内尔的研究为晶体光学的发展奠定了基础。
加强与其他学科领域的交叉融合，推动晶体光学在新型材料、光子器件、光电子学等领域的应用研究，促进相关领域的发展。
加强国际合作与交流，引进国外先进的理论和技术，提高我国晶体光学研究的整体水平。
谢谢您的聆听
THANKS
光学通信技术是现代通信领域的重要发展方向，而晶体光学在其中扮演着重要的角色。例如，利用晶体光学的原理可以实现光信号的调制、解调、滤波等功能，提高通信系统的传输速度和稳定性。
晶体光学理论为光学通信技术的发展提供了重要的理论支持，促进了通信技术的不断创新和进步。
生物医学成像技术是医学领域的重要应用，如常见的X射线、CT、MRI等技术，都需要利用晶体光学原理来实现图像的获取和解析。
晶体光学理论在生物医学成像技术的发展中发挥了重要作用，为医学诊断和治疗提供了更加准确和可靠的工具。
晶体光学的研究进展与未来展望

2.1(机制)

2.1(机制)
第2章 晶体结构与结晶 2.1 金属的晶体结构 一、基本概念
1.晶体：原子在空间作有规划排列的物体 2.非晶体：原子在空间作无规划排列的物体 ＊晶体特点：
① 具有一定的熔点 ② 具有各向异性 3.晶格： 表示晶体中原子排列形式的空间格子
4.晶胞：
能代表晶格特征的最小几何单元 5.晶格常数：晶胞中各棱边的长度
6.晶面：晶格中不同方位的原子面 7.晶向：晶格中不同方位的原子列
二、常见金属的晶体结构 1.体心立方晶格
致密度：晶胞中原子所占的体积与晶胞体积之比 原子数： 8×1/8+1=2 原子半径：r = 31/2a/4 68% 如：α－Fe、Cr、Mo、W等
致密度：
2. 面心立方晶格
原子数：8×1/8＋6×1/2=4 原子半径：r = 21/2a/4 致密度：74% 如：r-Fe、Al、Cu、Ni、Pb等
பைடு நூலகம்
3.密排六方晶格
1/6×12+2×1/2+3=6 原子数： 原子半径：r = a/2 致密度： 74% 如：Mg、Zn、Be、Cd等

晶体光学一、二

晶体光学一、二

4、光性正负 、 与一轴晶光性正负的确定有所不同，二轴晶光性正负取决于： 当Ng－Nm ＞Nm－Np （＋）。此时Nm 比较接近Np ，两个 圆切面靠近Np ，光轴则接近Ng 。所以Ng 为 Bxa 、Np 为 Bxo 。 当Ng－Nm ＜Nm－Np （－）。此时Ng为Bxo。Np为Bxa。
无法显示图像。计算机可能没有足够的内存以打开该图像，也可能是该图像已损坏。请重新启动计算机，然后重新打开该文件。如果仍然显示红色 “x” ，则可能需要删除该图像，然后重新将其插入。
无论光性如何， 无论光性如何， ⊥Bxa 切面的双折率总是小于 ⊥Bxo 切面上的 双折率。 双折率。 证明：（＋） Ng－Nm ＞ Nm－Np （⊥Bxo） （⊥Bxa） （－） Ng－Nm ＜ Nm－Np Bxa Bxo （⊥Bxa） （⊥Bxo） （5）斜交切面： 即不垂直主轴，也不垂直光轴。 a、半任意斜切面（垂直于一个主轴面的斜交切面），椭圆， 有一个半径为主轴。另一个为Ng’或Np’，比较重要的是⊥NgNp 面 （AP）的切面。含Nm。 b、任意斜交切面， 椭圆，半径为Ng’、Np’，双折率介于 O 与Ng－Np 之间。
2、一轴晶光率体的主要切面
岩矿鉴定中常 应用的是晶体不 同方向上的切面 （薄片切面）。 所以必须对光率 体几种主要切面 的形状和切面半 径所表示的折射 率值十分熟悉。
（1）⊥OA切面： 不发生双折射，不改变特点。 圆，半径为Ne ，一轴晶仅有一个。（过球心，⊥Z轴） （2）∥OA切面： 分解为两种偏光，平行两个半径。 椭圆：（＋）长半径为Ne，短No , （－）长半径为No，短Ne， 双折率为（Ne－No）,为最大双折率。 （3）斜交光轴切面（最常见） ：分解成两种偏光。 椭圆，（＋）长Ne＇，短No , （－）长No, 短Ne＇， 双折率为No与Ne＇之差，大小介于0与（Ne－No）之间。 小结：初步可知，应用光率体，可以确定光波在晶体中 的传播方向（波法线方向）、振动方向及相应折射率值之 间的关系。⊥OA方向的切面；圆，不发生双折射，非⊥OA 方向，双折射。椭圆，椭圆半径方向为振动方向。长度表 示n值，二者差为双折率。

物理光学A光的偏振与晶体光学基础

物理光学A光的偏振与晶体光学基础
• 当入射光在主截面内时，o光垂直于e光
7-3 双折射的电磁理论
晶体的各向异性和介电张量
• 晶体的各向异性 • 晶体对不同方向偏振的光表现出不同的响应
• 晶体结构各向异性极化各向异性对光响应的各向异 性
• 右图：方解石的分子结构CaCO3
Ca++
O-2
O-1
C+
O-3
7-3
• 晶体的介电张量[]={ij}，i,j=x,y,z • 一般地， ij0
7-3
• 与k0对应的两组D、E、S 的方向
E2
D2
S2 k
E1
D1
S1
7-3
单轴晶的双折射
• 单轴晶：nx=ny=no，nz=ne，none • 设k0在yz平面内，与z轴夹角
• k0x=0, k0y=sin, k0z=cos
• 代入菲聂耳方程，得到
• n12=no2
(7-16a)
•
n
2
2=
n
• 2、由二向色性产生线偏光
• 二向色性—对不同振动方向的偏振光吸收系数不同 • 具有二向色性的材料：电气石、人造H偏振片、K偏
振片 • 二向色性的机制：材料中的电子在特定方向上运动
自由度大于其它方向，当入射光沿此特定方向振动 时，带动电子运动，光能被选择性吸收 • 波长变化，二向色性也变化
二向色性 偏振片
• 光轴：晶体中的一个方向，光沿此方向传播，没有双折 射发生。
• 单轴晶体、双轴晶体 • o主平面：光轴+o光线；e主平面：光轴+e光线
o光的 主平面
· · · ·
e光的 主平面
o光
e光
光轴
光轴
主平面

液晶的光学特性

液晶的光学特性
下面将讨论偏振光通过双折射物质后再经一偏振片而看到的干涉 现象。
2.1.3 正交偏光下液晶的织构
1) 偏振光的干涉
平行偏振光垂直通过放在两偏振片之间的平行液晶片，设波 片的快慢轴分别沿x轴和y轴方向，第一片偏振片P1的透光轴与x 轴的夹角为α，第二片偏振片的P2 的透光轴与x轴的夹角为β。
透过偏振片P1的线偏振光的振幅为a，它在快慢轴上的投影分 别为acosα和a sinα，这两个分量通过液晶波片之后的位相差为：
链接：制造尺寸小的波片的材料为云母。云母容易解理成很薄的薄片， 而且厚度较易控制，所以用来制造波片是很适宜的。经过拉伸的聚乙 烯醇薄膜也可用来制造波片。这种大尺寸的波片已用于超扭曲液晶显 示屏上，可得到黑白模式的超扭曲显示屏，从而为超扭曲彩色显示屏 奠定了基础。
三、偏振光与波片的矩阵分析法
1.偏振光的矩阵表示——琼斯矩阵 在与光线垂直的平面上选定直角坐标系xoy，任一偏振光，无
各种织构特征均是由不同类型的缺陷结构引起的，厚度不同、杂质、 表面等可导致位错与向错，从而产生非常丰富的液晶织构。常见的液晶态 的织构有纹影织构、焦锥织构、扇形织构、镶嵌织构、指纹织构和条带织 构等。
研究液晶织构已成为判断液晶态的存在和类型的重要手段，并可为探 索液晶内部指向矢场变化和外界条件对分子取向影响规律提供重要信息。
Ey
Ey0 Ex0
Ex
③
δ为π/2的奇数倍时，（5）式化为
E
2 x
E
2 x0
E
2 y
E
2 y0
1
若 Ex0 Ey0 E0 ，则化为圆偏振光： Ex2 Ey2 E02
④δ为其他值时，合成电矢量端点的轨迹为椭圆。
The Polarization of E is dependent on the value of δ.

《物理光学》第7章 光的偏振与晶体光学基础

《物理光学》第7章 光的偏振与晶体光学基础

vk = vs cos α
z
4、 自然光：具有一切可能的振动方向的许多光波的总和。 振动方向无规则。 自然光可以用相互垂直的两个光矢量表示，这两个光矢量的 振幅相同，但位相关系不确定。
没有优势方向
自然光的分解
一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直的、 一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直的、等幅 不相干的线偏振光。 的、不相干的线偏振光。
寻 常 光 线 (ordinary ray) 和 非 常 光 线 (extr- ordinary ray)
o光 : 遵从折射定律
n1 sin i = n2 sin ro sin i ≠ const sin re
自然光 n1 n2 (各向异 各向异 性媒质) 性媒质
e光 : 一般不遵从折射定律、 也不一定在入射面内。
Dx ε xx D = ε y yx Dz ε zx
ε xy ε xz Ex ε yy ε yz E y ε zy ε zz Ez
通过坐标变换，找到主轴方向：x,y,z,则 通过坐标变换，找到主轴方向：x,y,z,则：
均匀性及各向异性
2 晶体的介电张量(The dielectric tensor) (The 张量的基础知识： 零阶张量(标量): ( ) 如果一个物理量在坐标移动时数值不变，则称为标量(T, (T, m, …) )
一阶张量(矢量)： ( ) 如果一个物理量由三个数表示，而且在坐标移动时如同坐标 一样变换，则此物理量称为矢量…
Dx ε x D = 0 y Dz 0
主介电常数 双轴晶体：
0
εy
0
0 Ex 0 Ey ε z Ez

物理光学-第七章：光的偏振与晶体光学基础

物理光学-第七章：光的偏振与晶体光学基础
v s 为光线速度（射线速度，能量传播速度）
一、偏振光和自然光的特点
由麦克斯韦理论知：
光波是一种横波，即它的光矢量始终是与传
播方向垂直的。


kE0 kB0

B

1


k

E
1.线偏振光：光矢量的振动方向在传播过程 中（在自由空间中）保持不变，只是它的大 小在随位相改变，即为线偏振光。
2.振动面：线偏振光的光矢量与传播方向组 成的面。
2、由二向色性产生线偏振光 二向色性：某些各向异性的晶体对不同振动 方向的偏振光有不同的吸收系数的性质。
晶体的二向色性与光波波长有关，当振动方 向互相垂直的两束线偏振白光通过晶体后会 呈现出不同的颜色。此为二向色性这个名称 的由来。
§7－1偏振光和自然光
此外，有些原本各向同性的介质在受到外界 作用时会产生各向异性，它们对光的吸收本 领也随着光矢量的方向而变。把介质的这种 性质也称为二向色性。
§7－1偏振光和自然光
6.部分偏振光：自然光在传播过程中，若受 到外界的作用造成各个振动方向上的强度 不等，使某一方向振动比其它方向占优势， 即为部分偏振光。它可看成是由自然光和 线偏振光混合而成。
7.偏振度：线偏振光在部分偏振光总强度中 所占的比例： PIP ImaxImin
It ImaxImin
我们把这时的最小透射光强与两偏振器透光 轴互相平行时的最大透射光强之比称为消光 比，它是衡量偏振器件质量的重要参数。
§7－2晶体的双折射
当一束单色光在各向异性晶体的界面折射时， 一般可以产生两束折射光，这种现象称为双 折射。双折射现象比较显著的是方解石 （CaCO3）. 实验现象：取一块冰洲石（方解石的一种） 放在一张有字的纸上，我们将看到双重的像， 且冰洲石内的两个像浮起的高度是不同的， （此是光的折射引起的，折射率越大，像浮 起的高度越大）。

02晶体光学基础(二)PPT课件

02晶体光学基础(二)PPT课件
把这三个椭圆切面，按照它们的空间位置联系起来， 便构成了镁橄榄石的光率体。它是一个三轴不等的椭球体， 即三轴椭球体。
5
从镁橄榄石三个主要方向切面上测定的折射 率值可以看出，它具有大(1.715)、中(1.6、Z、Y晶轴。实验证明，其它低 级晶族矿物(二轴晶)都具有大(Ng)、中(Nm)、小 (NP)三个主折射率值，它们分别与互相垂直的三 个振动方向相当。但Ng、Nm、Np的大小及与它们 相当的互相垂直的三个振动方向在晶体中的位置， 与镁橄揽石不相同。因此，低级晶族晶体的光率 体都是三轴椭球体。
8
在光率体的另一侧， 通过Nm轴，同样可以截 出另一个圆切面 。光 波垂直这两个圆切面入 射时，不发生双折射， 基本不改变入射光波的 振动特点及振动方向， 因而这两个方向为光轴 (optic axis)，以符号 “0A”表示 。
9
通过二轴晶光率体中心，只能截 出两个圆切面，即只有两个光轴方向， 故称二轴晶。包括两个光轴的面称光 轴面(optic axial plan)，以符号 “Ap”表示。光轴面与主轴面NgNp面 一致。通过光率体中心，垂直光轴面 的方向称光学法线(optic normal)， 与Nm轴一致。两个光轴之间的锐角称 光轴角(optic axial angle)，以符号 “2V”表示。两个光轴之间锐角的平 分线称锐角等分线(acute bisectrix)， 以符号“Bxa”表示。两个光轴之间钝 角的平分线称钝角等分线(obtuse bisectrix)，以符号“Bxo”表示。
3
当光波沿镁橄榄石X晶 轴方向射入晶体时，发生 双折射，分解形成两种偏 光。其一振动方向平行Y晶 轴、测得相应的折射率值 等于1.651；另一种偏光的 振动方向平行Z晶轴，测得 相应的折射率值等于1.680。 按同样的方法构成垂直入 射光波(垂直X晶轴)的椭圆 切面。

02晶体光学基础(二)分析

02晶体光学基础(二)分析

二轴晶光率体中，三个互相垂直的轴 代表二轴晶矿物的三个主要光学方向，称 为光学主轴，简称主轴，即 Ng 轴、 Nm 轴和 Np轴。 包括两个主轴的面称主轴面 ( 主切面 ) 。 二轴晶光率体有三个互相垂直的主
因为二轴晶光率 体是一个三轴不等的 椭球体，通过中等轴 Nm轴，在光率体一侧 的Ng轴与Np轴之间， 可以连续切一系列椭 圆切面 。这些切面的 半径之一始终是Nm轴， 另一半径的长短递变 于Ng轴与Np轴之间。 因系连续变化，在它 们之中，必定有一半 径等于Nm的圆切面。
《晶体光学》之二
晶体光学基础（二）
五、光率体 （三）二轴晶光率体(低级晶族晶体的光率体) 低级晶族(斜方、单斜、三斜晶系)属于二轴晶矿 物。这类晶体的三个结晶轴轴单位不等，即a≠b≠c，表 明它们在三度空间上内部结构和光学性质的不均一性。 实验测定，这类矿物具有大、中、小三个主折射率值， 它们分别与互相垂直的三个振动方向相当，以符号Ng、 Nm、Np代表大、中、小三个主折射率值。当光波沿其 它方向振动时，相应的折射率值递变于Ng、Nm、Np之 间，以符号Ng'和Np'表示。它们与Ng、Nm、Np的相对 大小是：Ng＞Ng'＞Nm＞Np'＞Np。显然，二轴晶光率 体应当是一个三轴不等的椭球体。
从镁橄榄石三个主要方向切面上测定的折射 率值可以看出，它具有大 (1.715) 、中 (1.680) 、 小(1.651)三个主折射率值。与它们相当的三个振 动方向分别平行X、Z、Y晶轴。实验证明，其它低 级晶族矿物 (二轴晶 )都具有大 (Ng)、中 (Nm) 、小 (NP)三个主折射率值，它们分别与互相垂直的三 个振动方向相当。但Ng、 Nm、Np的大小及与它们 相当的互相垂直的三个振动方向在晶体中的位置， 与镁橄揽石不相同。因此，低级晶族晶体的光率 体都是三轴椭球体。

第二章 晶体学1

第二章 晶体学1

四边形红的和黄的是初基胞，蓝的不是
三维点阵： 选择非共面、非共线的三个方向上的最近邻点的 矢量作为初基矢量。其中这3个矢量构成的平行六面 体称为初基胞。
并且基矢的选择 不是唯一的。
• 初基胞及初基矢量选择的原则： 初基单胞（又称p单胞，对二维点阵简化为1 个平面，对一维点阵简化为1个线段）只包含1个 阵点，初基胞的非平行边是初基矢量。 • 初基胞必备性质： （1）每个初基胞只包含1个点阵； （2）以1个阵点作为原点，以初基胞作周期平移 可以覆盖整个点阵; （3）不管初基胞如何选择，它们的体积相等。 包含不止一个阵点的平行六面体(平行四边形)， 这些都是非初基胞，称它们为复式初基胞(Multiple Primitive Cell)。
初基矢量的选取：
一维点阵：选取连接最近邻的2个点的矢量作为初 基矢量（只包含1个点）。
r＝pa（p＝…－2，－1，0，1，2…）
二维点阵：选择2个不共线的方向上连接最近邻点的 矢量作为初基矢量，其中这2个基矢构成的平行四边 形称为初基胞（Primitive Cell ，它只包含一个点）。 r＝p1a＋p2b（p1，p2＝ 0 ，±1，±2，··) ··
360o，回到原来位置，即恒等操作。 ①恒等操作（Identity ，又称单位操作） 此操作后与没有操作一样，从旋转的角度看， n=1，θ=2p。所 以国际符号是1，熊夫利斯符号是是E。合在一起记作1(E)。 1 0 0 ｛1(E)｝＝ 0 1 0 0 0 1 ②二次轴（Two-fold Axes,Diad） N=2,q＝p，熊夫利斯符号是2，国际符号是C2。合在一起记作
结晶状态及晶体的宏观特性
晶体中结构基元的三维周期排列使晶体在宏观上具 有一些共同的性质，它们是：
（1）晶体的棱角—面和棱的存在以及它们之间的规则性

晶体光学基础

晶体光学基础
2015-4-19
星期四
第一章 晶体光学基础 第三章 单偏光镜下的晶体光学性质 实验三 突起与闪突起观察 国庆放假 第四章 正交偏光镜下的晶体光学性质 实验五 消光类型、消光角及延性符号 的测定 第五章 锥光镜下的晶体光学性质 实验七 角闪石的系统鉴定 实验九 石英、云母、方解石的鉴定 实验十一：碱性长石的鉴定
2015-4-19
14
2. 折射定律：
折射光线在入射光线和法线所决定的平面内， 并与入射光线分居于法线两侧，两介质一定时，入 射角i的正弦与折射角r的正弦之比，对于给定的两 种介质来说为一常数，即Sini/Sinr = N。
N称为第二介质对第一介质的相对折射率；
法线
i r
2015-4-19
真空或空气
2. 过光率体中心的任意切面 均为圆切面，其半径代表矿物 的折射率值（N）。
如石榴子石、尖晶石。
2015-4-1的矿物均属一轴晶。如石英、 方解石等矿物的光率体。
中 级 晶 族 矿 物 的 晶 体 ： 轴 角 ɑ=β=γ=90°( 或 ɑ=β=90° 、 γ=120°) 、 轴长a=b≠c； 在光学性质上，水平方向相同，水平 方向与直立方向不同。
2015-4-19 23
冰洲石的双折射现象
o e
冰洲石
2015-4-19
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（3）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。在非均 质体中，这个不发生双 折射的特殊方向称为光 轴，用符号OA（Optic axis）表示。
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中级晶族晶体 只有一个光轴方向， 称为一轴晶；
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四、自然光与偏光

1 晶体光学基础理论_2020-wlx (1)

1 晶体光学基础理论_2020-wlx (1)

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。

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