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。
(一) 均质体光率体
包括等轴晶系矿物及非晶质矿物
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,不发生双折射，因此，均质体光率体是一个圆球体.
（二）非均质光率体
包括一轴晶光率体和二轴晶光率体
（1) 一轴晶光率体
一轴晶矿物是指中级晶族，因为这类矿物只有一个光轴，即光波只有一个沿C轴入射的特殊方向不发生双折射,故称为一轴晶.
1。形状
旋转椭球体，是以Ne轴（∥C轴)为旋转轴和No轴（⊥C 轴)为半径组成的旋转椭球体。
2. 结构要素
两个主轴：两个互相垂直的轴，代表一轴晶两个主要光学方向，又称光学主轴,即Ne轴和No轴；它的长短代表主折射率大小。
在不同的一轴晶光率体中，Ne和No值大小是不一样的，称为主折射率值，也可称光学主轴.
3。一轴晶光率体的光性符号
一轴晶光率体是一个以Z轴为旋转轴的旋转椭球体。光性符号:Ne>No 正光性，如石英
Ne (2）二轴晶光率体 指低级晶族矿物.均具有二个光轴，故称二轴晶。 二轴晶光率体的特征： 1。形状三轴不等椭球体 2。结构要素 1）三个主轴:三个互相⊥的光率体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（Ng、Nm、Np） 2) 三个主轴面：包含任意两个主轴的切面称主轴面(切面)，二轴晶光率体有三个互相垂直的主轴面。 ①NgNp；② NmNp;③ NgNm 3）二个光轴（OA）及两个圆切面： 通过Nm轴在光率体的一侧(Ng与Np之间)可以连续作一系列椭圆切面,在它们中间总可以找到一个半径相当于Nm的圆切面。另一侧也有一个圆切面，光波垂直这两个圆切面入射时，不发生双折射的特殊方向称之为光轴。因为有两个圆切面故有两个光轴，称二轴晶。 4）光学法线： 通过光率体中心而垂直光轴面的方向称光学法线，光学法线与主轴Nm轴一致。光轴面法线方向永远是Nm. 5）光轴角： 两个光轴之间所夹的锐角称光轴角，以符号“2V"表示，2V的平分线称锐角等分线，以Bxa表示；两个光轴之间的钝角等分线称钝角等分线,以Bxo表示。 3。二轴晶光率体的光性符号 1）根据锐角等分线Bxa是Ng还是Np决定二轴晶光性符号正负： 当Bxa＝ Ng时，为正光性(＋)； 当Bxa＝ Np时，为正光性（－); 2）根据Ng、Nm、Np的相对大小，判断二轴晶光性符号正、负 当Ng－Nm〉Nm－Np时，为正光性（＋)； 当Ng－Nm 光性方位 光率体主轴与晶体结晶轴之间的关系称为光性方位。也就是光率体主轴N；Ne、No或Ng、Nm、Np与结晶轴X、Y、Z之间的关系。也可以说是光率体在晶体中的位置。 解理是指矿物晶体在外力作用下，沿一定方向裂成光滑平面的性质.解理在薄片中表现为一些相互平行的细缝，称解理缝。 极完全解理、完全解理、不完全解理 解理夹角的测定 两组解理的夹角称解理夹角 测定两组解理夹角时,必须选择同时垂直两组解理面的切面.这种切面的特征是：两组解理缝最细最清楚，当其解理缝平行目镜十字丝竖丝时,稍微升降镜筒，解理缝不向左右移动。 测定方法为: 1) 按上述原则选择合适的切面 2）转动载物台，使一组解理缝平行目镜十字丝竖丝,在载物台刻度盘上读数为a 3) 旋转载物台,使另一组解理缝平行目镜竖丝，载物台读数为b。两次读数之差（a与b之差）即为所测得的夹角。 如果矿物对白光中各单色光全部透过，则透过矿片后仍为白光,只是强度有所减弱,矿片显无色透明，如石英、长石等。 若全部吸收,则矿物为黑色； 若均匀吸收,则矿物呈灰色; 若不等量吸收，称选择性吸收，选择性吸收是矿物透过某些光波，呈现特定颜色 非均质体矿物对光波的选择吸收和吸收总强度是随方向而异.矿片颜色变化的现象称为多色性;颜色深浅变化的现象称为吸收性。 岩石薄片中,在两种折射率不同的物质接触处，可以看到一条比较黑暗的界限，称矿物的边缘 矿物边缘附近常见到一条比较明亮的细线，升降物台,亮线发生移动，这条亮线称贝克线或亮带。 贝克线移动的基本规律 1）下降物台，贝克线向折射率大的方向移动 2）上升物台，贝克线向折射率小的方向移动 在单偏光下观察不同矿物的表面时，可看到某些矿物表面比较光滑，某些矿物表面显得较为粗糙呈麻点状，好象粗糙皮革，这种现象称为糙面 薄片中有的矿物表面显得高，有的显得低，这种表面似乎高低不平的现象称为矿物的突起 突起的高低取决于矿物与树胶（矿物）折射率差值的大小在单偏光镜下，转动物台,矿物突起高低发生显著变化的现象称为闪突起 矿片在正交下呈现黑暗的现象，称为消光现象 旋转载物台一周（360）过程中，矿片的消光现象不改变,故称为全消光 非均质体除垂直光轴切面以外的任何方向切面，在正交偏光镜间处于消光时的位置，称为消光位 当矿片上光率体椭圆半径与AA、PP斜交时，不在消光位，则将发生干涉作用 干涉色级序 第一级序，光程差为0－550nm， 主要干涉色为暗灰－灰－白－黄－橙－紫红. 第二级序，光程差为550－1100nm, 主要干涉色为蓝－蓝绿－绿－黄－紫红. 第三级序，光程差为1100－1650nm, 主要干涉色为蓝绿－绿－黄－橙－红。 第四级序,光程差为1650－2240nm, 主要干涉色为粉红－浅绿－浅橙. 各级序的特征 第一级序：具有暗灰，灰白色，而无蓝、绿色。 第二级序：色调浓而纯,比较鲜艳，条带界线清楚. 第三级序干涉色顺序与第二级序一致，但其干涉色色调要 比二级序浅,条带界线不及二级. 第四级序及更高级序的干涉色，其光程差更大。干涉色级序越高，其色调越浅越不纯,条带界线越不清楚。 在正交偏光镜间,两个非均质体任意方向的切面（除垂直光轴的切面外）,在45位重叠时，光通过此两矿片后总光程差的增减法则（光程差的增减表现为干涉色级序的升降），称为补色法则。 补色法则 两矿片光率体椭圆半径同名半径平行，总光程差等于原来两矿片光程差之和，表现为干涉色升高.异名半径平行时，总光程差等于原来两矿片光程差之差，其干涉色降低当异名半径平行时，如果总光程差等于零,那么矿片就会变成灰黑色，此现象是消色。 常用的补色器 ⑴石膏试板(λ) 光程差为550 nm，在正交偏光45°位置时，呈现一级紫红干涉色，使矿片升高或降低一个级序。如矿片干涉色为一级灰，升高变为二级蓝,降低变为一级黄。 ⑵云母试板（1/4λ） 光程差为147nm，使矿片升、降一个色序。如矿片为一级紫红,升高变为二记蓝，降低变为一级橙黄。 ⑶石英楔 光程差为0～1680 nm,在45°位置时依次产生一级到三级干涉色。同名半径平行，干涉色不断升高。异名半径平行时，干涉色不断降低. 干涉色级序的观察与测定 ⑴选切面 干涉色级序的高低与切面方向有关，平行光轴或光轴面的切面干涉色最高,要选这种切面测定矿物最高干涉色级序。 ⑵楔形边法 矿物颗粒往往具有楔形的边缘,即由边缘至中心厚度逐渐增加,因而从R=d (N1—N2)中可知，其干涉色级序会由边缘向中心升高。 如果最外一圈为一级灰白，向中心干涉色逐渐升高而构成细小的干涉色色圈。其中经过一条红带,则矿片的干涉色为二级；经过n条红带，矿片的干涉色为(n+1）级. 如果矿片的边缘最外圈不是从一级灰白开始的,则不能用这种方法判断干涉色级序。 （3）利用石英楔测定干涉色级序 1、将选定的具有最高干涉色的颗粒至于视域中心，旋转 物台使矿片消光。 2、旋转物台45，使矿片的干涉色最亮. 3、从试板孔慢慢插入石英楔，观察矿片干涉色的变化。 可出现下列两种情况： a. 随着石英楔的插入，矿片的干涉色逐渐升高,石英楔与矿片的光率体椭圆切面的同名半径平行，必须转物台90，使异名半径平行，再进行测量。 b. 随着石英楔的插入，矿片的干涉色逐渐降低，证明异名半径平行. 当插到石英楔的光程差与矿片相等处,矿片消色而黑暗。再慢慢抽出石英楔,矿片上的干涉色又逐渐升高。在抽出过程中,注意观察矿片上干涉色的变化，如果其间经过一次红色，则矿片干涉色为二级，经过n条红带，矿片的干涉色为(n+1）级. 消光类型及消光角的测定 根据矿物消光时，矿物的解理缝、双晶缝及晶面迹线与目镜十字丝的关系可划分成三种消光类型： 1平行消光 2斜消光 光率体椭圆半径与解理缝、双晶缝及晶面迹线之间的夹角称为消光角。 3 对称消光 消光角的测定 只有测定向切面的消光角才有意义 延性符号的规定： 正延性：长条状矿物切面,其延长方向或解理缝方向与光率体椭圆长半径Ng或Ng′平行或其夹角小于45°负延性：长条状矿物切面，其延长方向或解理缝方向与光率体椭圆短半径Np或Np′平行或其夹角小于45° 当两者的夹角为45°时，延性可正可负. 平行偏光束与锥形偏光束的重要区别： ⑴平行偏光基本上同一方向入射矿片。 ⑵锥形偏光,除中央一条光波垂直入射矿片以外，其余各条光波都是倾斜入射矿片，而且愈向外倾斜角度愈大,在矿片中所经历的距离愈外愈长。 在种锥光镜下，锥形偏光束中，各个不同方向的入射偏光通过矿片后到达上偏光镜所产生的消光和干涉现象的总和，构成了各式各样的特殊干涉图形,称为干涉图。 锥光镜的特点 ⑴聚光镜的作用：使平行偏光变成锥形偏光。 ⑵勃氏镜或取去目镜作用：放大干涉图. ⑶高倍物镜作用: 接纳更大范围的入射光波，使图象更清晰。 (4）锥光系统的适用范围：非均质体 均质体矿物的光学性质各方向一致,光波以任何方向射入矿片，都不发生双折射，在正交下全消光,锥光下没有干涉图。 非均质体矿物的光学性质随方向而异,在锥光下能形成干涉图,其干涉图的图像特点因矿物的轴性和切面方向而不同. 锥光镜可以测定矿物的光学常数为：轴性、光性符号，光轴角和切面方向。 观察干涉图应注意的问题： (1) 首先使用低倍或者中倍物镜找到所需观察的矿物颗粒,置于视域中心后，换用高倍物镜 （2）换用高倍物镜后，检查是否已准焦，准焦应注意物镜不要与薄片相碰。 （3) 加上栽物台下的聚光镜后,要把聚光镜上升到最高位置，但不要与薄片相碰。 （4) 检查高倍物镜是否需要校正中心. (5) 干涉图是消光和干涉效应的总和。 一轴晶干涉图 一轴晶有三种类型切片：垂直光轴、平行光轴和斜交光轴。一轴晶干涉图,因切面方向不同而不同 垂直光轴切面的干涉图 ⑴切面特点 光率体的切面为圆切面，正交偏光下全消光（或干涉色最低）. 干涉图的特点：由于R=d（Ng—Np），干涉图分为R较小的晶体和R较大的晶体两种 R较小的晶体 ➢一个位于视域中心的黑十字， ➢两臂与十字丝平行，转动物台,黑十字不动。黑十字将视域分为四个象限。 ➢干涉色为一级灰白。 R较大的晶体 ➢除黑十字外， ➢还具有以黑十字交点为中心的同心干涉色环,由中心向外越来越密，干涉色级序越来越高，转动物台干涉 图不变。 （2) 图像特点 ➢①由黑十字和同心圆状的干涉色色圈组成，黑十字交点位于十字丝中心。 ➢②干涉色色圈以黑十字交点为中心，成同心环状。 干涉色圈的多少,取决于矿物双折率的大小及矿片厚 度。 ➢③转动物台360°,干涉图不发生变化。 垂直光轴切面干涉图应用 1、确定轴性和切面方向 根据图像特点，确定为一轴晶垂直光轴的切面。 2、测定光性符号 Ne=Ng ,Ne〉No：正光性 Ne=Np ,Ne〈No：负光性 测定光性符号 一级灰干涉色加石膏试板,判断与正交偏光的情况相同.蓝—升高，黄—降低。 干涉色圈较多时，加云母试板（升降一个色序）。这时，升高区域的干涉色环向内移动,降低区域的干涉色环向外移动，并在光轴出路点附近出露两个黑点。 如果四个象限是一级灰白的干涉图，则选用石膏试板•插入石膏试板后，Ⅰ、Ⅲ象限干涉色由灰白变为蓝色，对石膏试板而言,干涉色升高，即同名轴平行. •又已知发散的方向为Ne，切线的方向为No,所以Ne=Ng,No=Np，为一轴晶的正光性。 •插入石膏试板后，Ⅰ、Ⅲ象限干涉色由灰白变为黄色，对石膏试板而言,干涉色降低,即异名轴平行。 •又已知发散的方向为Ne,切线的方向为No，所以Ne=Np，No=Ng，为一轴晶的负光性. 如果干涉图中有同心色环，说明该晶体的干涉色较高，则选用云母试板或石英楔. •插入云母试板: •色环内收,干涉色升高； •色环外扩，干涉色降低. 插入云母试板后，Ⅰ、Ⅲ象限干涉色色环内收，干涉色升高，即同名轴平行。 又已知发散的方向为Ne，切线的方向为No，所以Ne=Ng,No=Np，为一轴晶的正光性。 插入云母试板后,Ⅰ、Ⅲ象限干涉色色环外扩，干涉色降低,即异名轴平行。 又已知发散的方向为Ne，切线的方向为No,所以Ne=Np，No=Ng，为一轴晶的负光性. 判断黑十字的象限可根据下列四种现象: (1）黑臂细的部分指向光轴出露点。 （2）等色圈凹向对着光轴出露点. （3）顺时针旋转载物台，横向黑带下移后视域内必为Ⅱ象限，上移后则为Ⅳ象限;纵向黑带左移后视域内必为Ⅰ象限，右移后则为Ⅲ象限。 （4）顺时针旋转载物台，黑带一端的方向与载物台转动方向相同，该端永远靠近光轴出露点。 二轴晶光率体对称程度比一轴晶低,因此，二轴晶干涉图比一轴晶复杂。 二轴晶有五种类型的干涉图： 1、垂直Bxa切片的干涉图 图像特点 (1) 0°位置：当光轴面与上下偏光镜振动方向之一平行 时,干涉图由黑十字和“∞”干涉色圈组成，干涉色圈的多少，取决于矿物双折率的大小及矿片厚度。 (2）45°位置:转动物台，黑十字从中心分裂成两个弯曲的黑带。当光轴面与上下偏光镜振动方向成45°夹角时,黑带弯曲度最大，成双曲线对称出现。顶点为两个光轴的出露点,它们之间的距离与光轴角(2V）成正比；弯曲黑带顶点突向Bxa出露点。弯曲黑带顶点的连线为光轴面（AP）。在旋转物台时，干涉色色圈随光轴出露点移动，其形状不发生变化。 （3）90°位置:转动物台,弯曲黑带又合成黑十字，则干涉图与0°时相似，仅干涉色色圈的位置同时转动了90° 应用 1) 确定轴性及切面方向（2V角小于80时）。 根据图像特点，可确定为二轴晶垂直锐角等分线（⊥Bxa）的切面。 2）测定光性符号 二轴晶矿物的光性正负划分原则是：Bxa＝Ng时，为正光性；Bxa=Np时，为负光性。故只要测出Bxa是Ng还是Np,就可解光性问题. 3）估计光轴角大小 在垂直Bxa干涉图上，根据两弯曲黑带之间距离2D，估计2V的大小。之间的距离越小, 2V也越小。 2、垂直一个光轴切片的干涉图 3、斜交光轴切片的干涉图 4、垂直Bxo切片的干涉图 5、平行光轴面切片的干涉图。 1.什么叫消光？什么叫消光位？ 消光：矿物在蒸饺偏光镜间呈现黑暗的现象。 消光位：非均质除垂直光轴以外的切片，在正交偏光镜间处于消光时的位置。 2.什么叫全消光？哪些类型的切面可以成全消光？全消光：转动物台360°矿片的次奥光现象不改变。均质体任意切面和非均质体垂直oA的切面 3.什么叫干涉色？简述干涉色的成因？ 干涉色：正交偏光下用白光观察时，非均质体矿片呈现的各种颜色。 透出下偏光镜的偏光，进入光率体半径与pp、aa斜交的非均质体矿物切面时，发生双折射，分解行车震动方向分别平行n1、n2方向的偏光。由于n1>n2，即透出矿片后，两平面偏光必然产生光程差r，由于它们符合相干光的条件，必然发生干涉作用。白光主要是由七种不同波长的色光组成，某一个光程差，它可能等于或接近等于一部分色光波长的偶数倍，是这部分色光就抵消或减弱；同时盖光程差有可能等于或接近等于另一部分色光半波长的奇数倍，是这部分色光振幅加倍或部分加强，这些为别抵消的色光混合而行成的彩色就是干涉色。 4.写出1-3级干涉色色序名称。 1：暗灰-灰白-浅黄-亮黄-橙-紫红 2：蓝-蓝绿-绿-黄-橙-紫红3：蓝绿-绿-黄-橙-红 5、简述1-3级干涉色的特 点 1、色调灰暗，有独特的灰 色，灰白色，缺少蓝色，绿 色 2、色调鲜明，较纯。各色 带之间的界限较清晰，蓝色 带宽，是后面与绿色带的过 渡带变为蓝色绿色 3、色调浅淡，各色带之间 的界限不清楚，绿色带宽， 影响到前面的蓝色带，是蓝 色带变色蓝绿色，并使后面 的黄色变为黄绿色。 6、什么叫补色法？什么叫 消色？消色和消光有什么 区别？ 补色法则：在正交偏光镜 间，两个非均质体任意方向 的切片，在45位置重叠时， 两矿片光率体椭圆半径同 名半径平行，总光程差等于 原来两矿片光程差之和，表 现为干涉色升高。异名半径 平行时，总光程差等于原来 两矿片光程差之差，其干涉 色降低 消色：当光率体椭圆异名半 径平行时，总光程差r=0时， 矿片黑暗，这种现象称为消 色。 区别：消色和消光虽然都是 表现为黑暗，但他们的成因 不同。消光是由于矿片光率 体椭圆半径与pp一致，没 有光透出上偏光镜而使矿 片呈现黑暗，而消色是由于 两矿片缠身过得干涉色正 好抵消而使矿片呈现黑暗。 7、一级白和高级白的特点 是什么？如何鉴定？ 高级白不像一级灰白那样 纯净，而总是不同程度的带 有珍珠表面或贝壳表面那 样的云彩。 鉴定;干涉色为高级白的矿 片，加入石膏石板后，光率 体椭圆同名半径，干涉色升 高一级认为高级白，异名半 径平行干涉色降低一级仍 为高级白。干涉色为以及白 的矿片，加入石膏试板后， 光率体椭圆同名半径，干涉 色升高一级为二级蓝绿：一 名半径平行干涉色降低一 级为一级浅黄。 8.简述非均质体矿片上光 率体椭圆半径方位和名称 的测定步骤？ 1,、将选好的矿片一直视域 中心，转物台使矿片消光。 此时矿片光率体椭圆半径 方向与目镜是自私方向一 直。 2、转物台45，是矿片干涉 色最亮。此时矿片光率体椭 圆半径方向与十字丝成45 交角，即与将插入的试板光 率体椭圆半径方向一直。 3插入试板，圈定干涉色是 升高还是降低。如干涉色降 低，说明矿片与试板光率体 椭圆异名 4、插入试板后，若干涉色 升高，说明矿片与试板光率 体椭圆同名半径平行：平行 试板变长方向的矿片光率 体椭圆半径为短半径，另一 方向为长半径。 9、消光类型分哪几种？各 种消光类型的特点是什 么？ 消光类型分为：平行消光、 对称消光和斜消光 平行消光：矿片在消光位 时，矿物的节理纹、双晶纹、 镜面文等于目镜十字丝之 一平行。 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。 斜消光：矿片在消光位时， 矿物的解理纹、双晶纹、晶 面纹等于目镜十字丝斜交。 10、什么叫延性。正延性、 负延性？延性对什么样的 矿物具有坚定意义？ 延性：矿物晶体沿着某一个 或两个光率体椭圆半径方 向延长的习性就称为矿物 的延性。 正延性：长条状矿物切面， 其延性方向与光率体椭圆 长半径ng或ng’平行或其夹 角小于45时 负延性：长条状矿物切面， 其延性方向与光率体椭圆 短半径ng或ng’平行或其夹 角小于45时 11、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。 非均质体矿物光型上表现 为各向异性，对光波的选择 性吸收岁方向的不同而改 变，因此在显微镜下旋转物 台式，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布局 多色性；此外与拨片厚度、 视域亮度等因素也有关系。 一、名词解释： 1、光率体:光波在晶体中传播时，光波的振动方向与相应的折射率值之间关系的几何图形。 既用以说明光波振动方向与相应方向上的折色率之间关系的光性指示体。 2、多色性：由于光波在晶体的振动方向不同而使矿片颜色发生改变的现象。 3、消光类型：矿片在正交偏光镜下呈现黑暗的现象称为消光，而根据根据矿物消光时，矿 物的解理缝、双晶缝及晶面迹线与目镜十三种消光类型：平行消光、斜消光、对称消光. 4、光性方位：光率体主轴与晶体结晶轴的关系。 5、消光位：矿片处于消光时的位置。 6、色散效应：不同的单色光在同一介质中表现出来的性质差异。 7、一轴晶：只有一个特殊方向（一个光轴），当光平行该方向入射是不发生双折射的晶体, 不改变入射光波的振动方向。（有三方、四方、六方晶体） 8、贝克线：在岩石薄片中，两个折射率不同的矿物接触，在边缘的邻近的一条比较明亮的 细线。 9、二轴晶：具有两根光轴的非均质体。包括三斜晶系、单斜晶系、斜方晶系的晶体。 10、干涉图：在正交偏光下使用干涉球观察非均质体宝石时所呈现的由干涉条带及黑臂组成 的图案，它是由于透过晶体的锥形偏振光所产生的消光与干涉效应的总和 11、均质体：高级晶轴（等轴晶系）矿物及非非晶质物质的光学性质各个方向相同。 12、干涉色：由白光通过正交偏光镜下的非均质体矿片后，经干涉作用形成的不同程度加强 的单色光波混合起来，构成与该光程差相应的混合颜色。 13、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，称为非均质体。 14、全消光：转动360度，矿片始终保持黑暗的现象。 二、简答题 1、一轴晶//OA的切面有多少个，该切面有何特点和用途？ 一轴晶//OA的切面有一个特点：该切面为一椭圆切面，其长短半径分别为No和Ne(正光性：长半径为Ne，短半径为No;负光性：长半径为No,短半径为Ne)。光波垂直这种切面入射，会分解形成两种偏光，平行两个半径。其双折率为长短半径之差，即（Ne－No）,为最大双折率。用途：利用其特点可以用于鉴定光性的正负和最大双折射率，也可找出其主轴面(因为一轴晶平行光轴的切面是一轴晶光率体的主轴面)。 2008年地质资勘07《晶体光学》复习参考题 晶体光学基础（判断对错/简答） 0. 除真空以外的任何介质的折射率总是大于1（） 1. 折射定律表达为折射率为入射角与折射角的正弦之比,所以入射角越大,折射率越大；入 射角越小,折射率越小( ) 2. 某介质绝对折射率为光在空气中传播速度与在该介质中速度之比,即N=C O/V（） 3. 光在某介质中传播速度愈快,折射率愈大( ) 4. 光由光疏介质射入光密介质,永远不会发生全反射() 5. 光由光密介质射入光疏介质,一定发生全反射() 6. 某均质矿物Ｎ＝２，请问光由该矿物射入空气中全反射临界角是多少？若射入树胶中 （Ｎ＝１.５４），请问全反射临界角是增大还是减小？ 7. 均质体有无数个相同的Ｎ或只有一个Ｎ（） 8. 非均质体有几个不同的Ｎ（） 9. 自然光射入均质体中，基本仍为自然光，偏光射入仍为偏光，不放生双折射（） 10. 自然光射入非均质体中一般发生双折射形成两种偏光；偏光射入非均质体中，按入射偏 光传播，不发生双折射（） 11. 光在晶体中传播方向一致，则Ｎ一样（） 12. 光在晶体中振动方向一致，则Ｎ一样（） 光率体基础 1. 一轴晶有N e 、N o两个折射率，二轴晶有N g 、N m 、N p三个折射率( ) 2. 一轴晶N e >N o , 二轴晶N g >N m >N p ( ) 3. 一轴晶正光性N e >N o；负光性N e 《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。 91021,91022班晶体光试题（A）2004.6 班级姓名成绩 一、是非题，正确的画“√”，错误的画“⨯”（共10分，每小题1分） 1.光波沿任何方向射入非均质体透明矿物都要发生双折射。（） 2.二轴晶光率体的任意切面都含有Nm。（） 3.黄玉（黄晶）的Ng-Nm=0.007、Ng-Np=0.009,其为二轴晶负光性矿物。（） 4.边缘明显、糙面显著的矿物必为正高突起的矿物。（） 5.普通角闪石的Ng-深绿色、Nm-绿色、Np-浅黄绿色，其吸收性公式为Ng＞Nm＞Np。（） 6.硬玉具有{110}、{110}两组完全解理。（） 7.矿物干涉色级序的高低，取决于光程差的大小。（） 8.在正交偏光镜下呈现四次消光和干涉的矿物一定是非均质体矿物。（） 9.在二轴晶垂直光轴切面的干涉图中，当2V=900时，黑带为一直带。（） 10.顽火辉石为斜方晶系矿物，其所有切面都具斜消光。（） 二、选择题（共20分，每小题2分） 1.刚玉有两个主折射率值，在平行c轴方向上的主折射率值为1.763，垂直c轴方向上的主折射率值 为1.772，该矿物为（）。 A、一轴晶正光性矿物 B、一轴晶负光性矿物 C、二轴晶正光性矿物 D、二轴晶负光性矿物 2.二轴晶正光性矿物的Bxa为（）。 A、Ne B、No C、Ng D、Np 3.某矿物光率体三个主轴Ng、Nm、Np与结晶轴a、b、c斜交，该矿物属于（）。 A、六方晶系 B、斜方晶系 C、单斜晶系 D、三斜晶系 4.微斜长石的突起等级为（）。 A、负高突起 B、负低突起 C、正低突起 D、正高突起 5.石英的两个主折射率值为1.553、1.544，矿片厚度为0.03mm，该矿物的最高干涉色为（）。 A、一级暗灰 B、一级黄白 C、一级橙黄 D、一级紫红 6.测定单斜角闪石的Ng∧C最大消光角时，要选择（）。 A、//（001）的切面 B、//（100）的切面 C、//（010）的切面 D、//（110）的切面 7.利用干涉图确定矿物的轴性、光性符号，估计2V（二轴晶）大小，应选择该矿物的（）。 A、平行光轴的切面 B、平行光轴面的切面 C、垂直光轴的切面 D、垂直Bxo的切面 8.正长石常具有（）。 A、聚片双晶 B、卡斯巴双晶 C、格子双晶 D、卡钠复合双晶 9.斜长石⊥（010）晶带上最大消光角表示方法为（）。 A、Ng∧(010)= B、Np∧(010)= C、Ngˊ∧(010)= D、Npˊ∧(010)= 10.在单偏光镜下，透闪石（）。 A、无色 B、具弱多色性 C、多色性显著 D、多色性极显著 三、填空题（共30分，每小题3分） 一、晶体光学基础 1.光性均质体：等轴晶系矿物及非晶质体物质的光学性质各个方向相同，称为光性 均质体。 2.光性非均质体：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。 3.中级晶族只有一个光轴方向，称为一轴晶；低级晶族有两个光轴方向，称为二轴 晶。 4.光率体：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。 5.如何构成光率体？设想自晶体的中心起，沿光波在晶体中的振动方向，按比例截 取相应的折射率值，每一个振动方向都可作一个线段，把各个端点连接起来便构成该晶体的光率体。 6.一轴晶光率体是一个以Z轴为旋转轴的旋转椭球体。而且有正、负之分： 当Ne>No时为正光性；当Ne 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？（P15） 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 4、画出一轴晶正光性光率体和一轴晶负光性光率体垂直OA、平行OA、斜交OA切面的形态，指出各切面的双折射率。（详见P15） 5、画出二轴晶光率体垂直OA、垂直Bxa、垂直Bxo、平行OAP切面的形态，指出各切面的双折射率，并在二轴负晶平行OAP切面上标出全部光率体要素。（见P22） 6、一轴晶正光性光率体放倒了是否能成为负光性光率体？反之，一轴负光性光率体竖直了是否能成为正光性光率体？为什么？ 不能。一轴晶光率体的光轴与结晶轴c轴方向一致，正、负光率体的倒放的同时改变了其光轴方向，所以错误。 第三章 2、为什么镜下能看到晶体的轮廓？为什么有的矿物（如橄榄石）边缘明显，有的矿物（如石英）轮廓看不清楚？（P47） (1)矿物的边缘圈闭了矿物的范围，使矿物切面的轮廓在显微镜下显示出来。 (2)薄片中矿物边缘的明显程度取决于矿物折射率与树胶折射率的差值。差值越大，边缘越粗黑，形态越明显；差值越小，边缘越淡细，轮廓模糊不清。 10、什么是闪突起？什么样的矿物具有闪突起？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？(P56 \57) 闪突起是旋转物台时，矿物（一般是无色矿物）切面的突起时高时低，发生闪动变化。 只有那些最大双折率较大，而且最大最小折射率分别属于两个不同等级的折射率范围的矿物才有可能有闪突起。（2）不是垂直光轴切面无闪突起，平行OA或平行OAP的切面闪突起最明显。 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 14、解理纹的可见度与哪些因素有关？(P57) （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 15、辉石和斜长石都有两组完全解理，在薄片中为什么辉石的解理纹容易看到，而斜长石的解理纹却难见到？(P58) （1）辉石的α临大于斜长石的α临。（2）辉石的折射率与树胶的折射率差值较大，解理纹较粗黑而显目；而斜长石的折射率与树胶的折射率接近，解理纹细淡而不易被觉察出来 16、角闪石的两组解理夹角为56°和124°，为什么有的切面上两个方向解理纹，有的切面只有一个方向解理纹，而有的切面见不到解理纹？测量解理夹角应在什么切面上进行？ 解理纹的可见度与矿物的切面方向有关，切面方向不同，解理纹的清晰程度、宽度、组数都有可能不同。当其切面法线与解理纹的交角即α 大于解理纹可见临界角时，就看不到解理纹。必须选择同时垂直两组解理面的切面进行测量。 21、多色性明显和吸收性强是否有必然的联系，举例说明。 没有必然联系，有的矿物多色性很明显，吸收性也很强，如普通角闪石；有的矿物多色性明显，但吸收性不强，紫苏辉石；有的矿物多色性不是很明显，但吸收性很强，如黑云母。 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？(P63) 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 晶体光学复习资料 一、名词解释： 1.双折射率：两种偏光折射率的差值称为双折射率。 2.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。 3.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 4.光轴角：两个光轴之间所夹的锐角称光轴角 5.光性方位：光率体主轴与晶体结晶轴之间的关系称为光性方位。 6.矿物的糙面：在单偏光下观察不同矿物的表面时，可看到某些矿物表面比较光滑，某些矿物表面显得较为粗糙呈麻点状，好象粗糙皮革，这种现象称为糙面 7.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。 8.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。 9.矿物的多色性：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 10.消光位：矿片在消光位时所处的位置，称为消光位。 11.消光角：光率体椭圆半径与解理缝、双晶缝及晶面迹线之间的夹角称为消光角。 12.平行消光：当薄片消光时，解理缝、双晶缝、晶体轮廓等与目镜十字丝之一平行，称为平行消光。 13.对称消光：薄片消光时，目镜十字丝为两组解理缝或两个晶面迹线夹角的平分线，称为对称消光。 14.斜消光：薄片消光时，解理缝、双晶缝、晶体轮廓等与目镜十字丝斜交，称为斜消光。 15.光程差：光通过矿片中的晶体时，发生双折射形成快光与慢光，当慢光离开矿片时，快光已在空气中进行了一段距离，并在它们到达上偏光镜前保持不变，这段距离称光程差。 16.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。 17.正延性：长条状矿物切面，其延长方向或解理缝方向与光率体椭圆长半径Ng或Ng′平行或其夹角小于45° 18.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。 19.Bxa：两个光轴之间的锐角等分线称锐角等分线，以Bxa表示。 20.Bxo：两个光轴之间的钝角等分线称钝角等分线，以Bxo表示。 二、复习题 1.光率体的类型及各类型光率体的特征（P35）。 ①均质体光率体 均质体包括高级晶族的等轴晶系矿物及非晶质物质，此类物质光率体为圆球形，各个方向折射率值唯一，都是N，任何方向切面都是圆切面，其半径为折射率值N。 ②一轴晶光率体 一轴晶矿物是指中级晶族的矿物，光波在此类矿物中传播时，只有沿某一个特殊的方向才不会发生双折射，这个方向称为光轴。 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。 (一) 均质体光率体 包括等轴晶系矿物及非晶质矿物 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，不发生双折射，因此，均质体光率体是一个圆球体。 (二) 非均质光率体 包括一轴晶光率体和二轴晶光率体 (1) 一轴晶光率体一轴晶矿物是指中级晶族，因为这类矿物只有一个光轴，即光波只有一个沿C轴入射的特殊方向不发生双折射，故称为一轴晶。 1. 形状 旋转椭球体，是以Ne轴(∥C轴)为旋转轴和No轴(⊥C轴)为半径组成的旋转椭球体。 2. 结构要素 两个主轴：两个互相垂直的轴，代表一轴晶两个主要光学方向，又称光学主轴，即Ne轴和No轴；它的长短代表主折射率大小。在不同的一轴晶光率体中，Ne和No值大小是不一样的，称为主折射率值，也可称光学主轴。 3. 一轴晶光率体的光性符号 一轴晶光率体是一个以Z轴为旋转轴的旋转椭球体。 光性符号：Ne>No 正光性，如石英 Ne 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。 二、填空题 （1）非均质体矿物在正交偏光镜下旋转360会出现四明四暗的现象。 （2）光程差的公式R=d(n1-n2)，影响矿片干涉色的高低的三个因素是矿物自身的性质，切片方向，薄片的厚度 （3）自然光进入石榴石后振动的特点是振动方向不变，偏光进入石榴石后振动特点是振动方向不变 （4）同一晶体的光率体随单色光的光波波长不同而发生大小、形状改变的现象称为光率体的色散 （5）一轴晶矿物光率体的三个主要的切面⊥OA切面，∥OA切面，斜交OA 切面，这些切面按多色性程度由小到大排列顺序为⊥OA 切面，斜交OA 切面，∥OA切面 （6）解理缝的宽窄，清晰程度与解理面和矿物片之间夹角有关，这个角叫做解理缝可见临界角，它的大小取决于矿片，折射率与加拿大树胶折射率 的差值 （7）二轴晶负光性的矿物在垂直Bxa切面上可以测到Ng,Nm的主折射率，垂直光轴切面可以测Nm的主折射率 晶体光学基础原理 光波为电磁波，横波——振动方向与传播方向垂直； 波长（或频率）——决定光的颜色； 振幅——决定光的强度。 自然光：在垂直光传播方向的平面内，任何方向都有等振幅的光振动。 偏振光：在垂直光传播方向的平面内，只在特定方向上才有光振动。 起偏振器：可将自然光变为偏振光的器件称起偏振器。 光的折射与反射：N= sinα/sinθ= C / V；垂直入射时，折射光与入射光传播方向相同，但振动方向可能会改变。 透明介质的光性划分：光性均质体，沿任意方向入射，1 、折射光只有一条，折射率为常数N。2 、折射光的振动特点与入射光相同，入射光为自然光或偏振光，折射光也为自然光或偏振光，且振动方向不变；光性非均质体，1、折射光有两条，至少有一光折射率不固定。 2 、折射光振动特点与入射光不同。入射光为偏振光，两折射光也为偏振光，振动方向相互垂直，其中至少一条折射光与入射光振动方向不同。 非均质体的光轴和轴性：光轴——指非均质体中的某个特定方向，光线顺该方向入射时，折射光只有一条，且其振动特点与入射光相同，符合折射定律，好象入常用OA表示。射的是均质体一样。轴性：一轴晶——只有一个光轴方向； 二轴晶——有两个光轴方向； 均质体——任何方向都可看成是它的光轴方向。 晶体的轴性与晶系的关系： 均质体, 玻璃质：玻璃、水、空气、树胶…… 等轴晶系：石榴石、萤石…… 非均质体,一轴晶:六方晶系：磷灰石、霞石…… 四方晶系：锆石、方柱石…… 三方晶系：石英、方解石…… 二轴晶:斜方晶系：橄榄石、紫苏辉石…… 单斜晶系：普通角闪石、透长石…… 三斜晶系：斜长石、硅灰石…… 光率体：光在晶体内传播时，可指示光波沿任意方向振动时相应折射率大小的、假想出来的抽象几何体。 光率体运用：当光线垂直入射非均质体时，两折射光传播方向与入射光相同，其振动方向可这样确定：垂直入射光并通过光率体中心作切面，所得椭圆切面的长短轴方向即为两折射光的振动方向。 光率体形态:均质体光率体,圆球;一轴晶光率体,旋转椭球;二轴晶光率体,三轴椭球. 一轴晶光率体的正负：正光性：Ne > No；负光性：Ne < No。 一轴晶光率体的切面：⊥OA切面，双折率=│Ne’- No│=0，正光性Ne’>No，负光性Ne’ 6.2.1晶体的光学各向异性及其描述 由方解石的双折射看出，晶体对不同D 方向的光波呈现不同的折射率。因而是光学各向异性媒质，这种光学各向异性来源于晶体原子结构的各向异性。晶体是由带电粒子组成的（如原子、分子、晶胞）。每个带电粒子正负电荷中心不重合，形成一个电偶极子。普通各向同性媒质中，各电偶极子无规则分布，总体呈现电中性，或非极性。晶体中，各电偶极子规则定向排列，产生了极化（用电极化强度p 表示）。因而对不同D （或E ）的电磁场能区别对待，产生不同的光学性质。描述晶体的光学各向异性，可利用物质方程，也可利用各种几何曲面。 1、物质方程（各向同性媒质：,με== D E B H ） 对于晶体： []0,ε=+=∑=? D E P P C X E []X ：电极化系数张量， P ：电极化强度矢量 于是： 其中，[][][]0εε=+I X 称为介电常数张量，[]I 是分量为δij 的单位张量： 对于非吸收性晶体，由于晶格排列的对称性，[]X 和[]ε都是对称矩阵，因而有： 即9个矩阵元素中只有6个是独立的。 可以证明，任何对称矩阵经过适当的坐标旋转变换，使其成为对角矩阵，于是，物质方程成为： [][][][][]{}[]000εεεε=+?=?+?=+?=? D E X E I E X E I X E E 10 δ== ≠ij i j i j εεεεεεεεε????????????=???? ???????????????? ?? x x xx xy xz y yx yy yz y zx zy zz z z D E D E D E 0 00 000 εεε?? ?? ???? ??? ? =????? ??? ?????????? ?? ?? x x x y y y z z z D E D E D E 晶体光学 1、晶体光学：晶体光学是研究光在单晶体中传播及其伴生现象的分支学科 2、光性矿物学：用透射偏光显微镜研究透明矿物的光学性质的学科。矿物学的一个分支。内容包括晶体光学 3、两者关系：包含与被包含关系 4、折射定律：折射线在入射线与法线组成的平面内；折射线和入射线分别位于法线两侧；两介质一定时，入射角的正弦与折射角的正弦之比为一常数N，N称为折射介质2相对折射介质1的相对折射率，即N=sini/sinr=N2/N1。 5、相对折射率：光在两种不同介质中速度的比值叫做相对折射率。 6、光性均质体简称均质体，其光学性质不随方向发生变化，为各向同性的介质。 7、光性非均质体简称非均质体，各个方向的光学性质不同。 8、一轴晶光率体：垂直切面类型光率体切面为圆，其半径等于No，光波垂直这种切面入射(平行光轴入射)时，不发生双折射，其折射率等于No N= 0，一轴晶只有一个这样的圆切面。平行切面类型光率体切面形状为椭圆光波垂直此切面入射，发生双折射,分解成两种偏光，其振动方向必然平行椭圆切面的长短半径，相应地折射率为两个主折射率Ne和No，双折率N=|Ne-No|，是一轴晶矿物的最大双折率。斜交切面为椭圆形光波垂直于此切面入射, 即斜交光轴入射，会发生双折射分解成两种偏光，其振动方向分别平行椭圆切面的长短半径，相应的折射率分别为No和Ne’，且总有一个为No双折率，N=|Ne’-No| < |Ne-No| 正晶时，短半径为No；负晶时，长半径为No 9、二轴晶光率体主要切面特征①垂直光轴切面为圆切面，半径等于Nm，光波垂直这种切面入射时，不发生双折射。折射率为Nm。②平行光轴面切面椭圆切面，半径分别等于Ng与Np，光波垂直这种切面入射时，发生双折射，双折射率等于椭圆半径之差，Ng-Np是二轴晶矿物最大双折率。③其它切面椭圆切面，发生双折射，长、短半径不同。 10、光性方位：光率体主轴与晶体结晶轴之间的关系就是光性方位，表示光率体的主轴N；Ne和No，或者Ng、Nm、Np与晶体的结晶轴a、b、c之间的关系。 11、光性方位（Optical orientation）：光率体主轴与晶体结晶轴之间的关系。中级晶簇光性方位：Z晶轴与Ne一致。低级晶簇光性方位：斜方晶系：三个主轴与三个结晶轴一致。如黄玉。单斜晶系：Y晶轴与光率体三个主轴之一重合，其余斜交。如透闪石。三斜晶系：光率体三个主轴与三个结晶轴斜交。如斜长石。 12、若在载物台上放置均质体或非均质体垂直光轴的矿片时，这类矿片的光率体切面为圆切面，由下偏光镜透出的振动方向平行PP的偏光，进入矿片后，沿任一圆半径方向振动通过矿片，不改变原来的振动方向 13、单偏光镜下观察矿物的外表特征——形态、解理，矿物对光波吸收强弱的性质，如颜色、多色性等，矿物折射率相对大小有关的光学性质，如突起、糙面、边缘、贝克线色散效应等。 14、校正中心：(1)在视城内，寻找任一小物点，把它移到十字丝中心。(2)转动载物台．如中心不正．则该物点必偏离十字丝中心；该物点随载物台旋转一周后，回到十字丝中心。此时，通过物镜(或载物台)校正螺丝将该物点所作圆周运动的 晶体光学-必备知识点 以上是吉林大学鸽子楼老师多年课件总结经典内容。 第一章晶体光学基础 晶体光学涉及某些重要的物理光学原理和结晶矿物学基础知识，本章要求学生重点掌握光的偏振现象、折射及折射率、光在晶体中的传播特性、晶体中的双折射现象、光率体和光性方位。其中重点是晶体中的双折射现象和光率体的构成；难点是光性方位。 一、光的基本性质及有关术语 ·光具有“波粒”两相性。晶体光学主要利用的是光的波动理论。 ·光波是一种横波。光的传播方向与振动方向互相垂直。晶体中许多光学现象与此有关。·可见光：电磁波谱中波长范围390—770nm的一个区段，由波长不同的七色光组成。 ·自然光：在垂直光波传播方向的断面内，光波作任意方向的振动，且振幅相等。 ·偏振光：在垂直光波传播方向的断面内，光波只在某一固定方向上振动。自然光转化为偏振光的过程称偏振化。 ·折射定律：Sin i（入射角）/ Sin a（折射角）= V i（入射速度）/ V a（折射速度）=N i-a N i-a为介质a对介质i的相对折射律。当介质i为真空时，N i-a称介质的(绝对)折射律，以N表示。N是介质微观特征的宏观反映，是物质的固有属性之一，因此它是鉴定矿物的重要光学常数之一。 ·全反射临界角和全反射：当光波从光密介质入射到光疏介质时，入射角i总是小于折射角a ，当a = 90 °时，i =φ，此时入射角φ称为全反射临界角。当入射角i> φ时，折射光波不再进入折射介质而全部返回到入射介质，这种能量的突变称为全反射。 二、光在晶体中的传播 根据光在物质中的传播特点，可以把自然界的物质分为光性均质体和光性非均质体。性均质体：指光学性质各方向相同的晶体。包括等轴晶系的矿物和非晶质物质。 ·光波在均质体中的传播特点：光的传播速度不因光的振动方向不同而发生改变（各向同性），联系折射定律可知，均质体的折射率只有一个。 ·光性非均质体：光性非均质体的光学性质因方向不同而改变（各向异性）。包括中级晶族(一轴晶)和低级晶族(二轴晶)的矿物。 ·光波在非均质体中的传播特点：光的传播速度因光波在晶体中的振动方向不同而发生改变。因而非均质体的折射率也因光波在晶体中的振动方向不同而改变。 ·有关术语介绍：双折射、双折射率、光轴、一轴晶矿物、二轴晶矿物。 （1）双折射：光波射入非均质体，除特殊方向外，将分解成振动方向互相垂直，传播速度不同，折射率不等的两种偏光，这种现象称为双折射。（2）双折射率：两种偏光的折射率值之差称为双折射率。许多晶体光学现象与此有关。 （3）光轴：光波沿非均质体的特殊方向入射时，不发生双折射，这种特殊的方向称为光轴。 中级晶族具有一个这样的特殊方向，称为一轴晶矿物；低级晶族具有两个这样的特殊方向，称为二轴晶矿物。 三、光率体 实验（一） 解理及多色性的观察 1.黑云母（Bi ）： （1） 黑云母具有一组解理切面：解理缝为 细、密、长而且贯穿整个晶体（图1）。 （2）当黑云母解理缝与PP 方向垂直时颜色最浅，为浅黄色（图2－a ）；当黑云母解理缝与PP 方向平行时，颜色最深， 为棕褐色（图2－b ）。 （3） 黑云母没有解理的切面：无解理 缝，呈棕色，转动载物台颜色基本不改变，多色性不明显。 综上所述，黑云母具有一组极完全解理，具有从浅黄色到棕褐色的极明显的多色性。 2.角闪石（Hb ） （1）角闪石有一组解理的切面：解 理缝为不完全连续、细、较短、间距较宽，解理缝方向与竖丝成小角度时颜色为 1），解理缝与横丝丝成小角度时颜色为 ？色（图2）。 图1. 单偏光，d ＝2mm 图2. 单偏光，d ＝2mm 偏光，d ＝2mm （2） 角闪石有两组解理的切面：解理缝为不完全连续，细，较短，间距较宽。两组解理之间的夹角为 ？？°。当有两组解理的角闪石解理缝锐角平分线平行PP 方向时颜色为 ？？色（图1）；解理缝钝角平分线平行PP 方向时颜色为 ？？色（图2）。 （3） 角闪石没有解理的切面：无解 理缝，呈？？色，转动载物台颜色不发生改变，不具有多色性。 综上所述，角闪石为 ？…………？。 单偏光，d ＝2mm 实验（二） 突起等级的观察及比较 一． 比较斜长石（Pl ）、黑云母（Bi ）、普通辉石（Py ）的突起 Pl ：表面光滑，边缘不清楚；提升镜筒时，贝壳线向矿物移动，因此Pl 为正低突起。 Bi ：表面略显粗糙，边缘清楚，提升镜筒时，贝壳线向矿物内移动；而且在有Pl 与Bi 接触的薄片中提升镜筒时Pl 移向Bi 。 因此Bi 为正中突起。 Py ：糙面显著，边缘明显而且较粗，提升镜筒，贝壳线向矿物移动；而且在有Pl 与Py 接触的，Bi 与Py 接触的薄片中提升镜筒时Pl 移向Py 、Bi 移向Py 。因此Py 为正高突起。 所以：Pl →Bi →Py 突起等级是逐渐升高的。 单偏光，d ＝2mm晶体光学复习资料
晶体光学期末复习资料
晶体光学复习题
《晶体光学》重点内容
(完整word版)晶体光学 复习资料
晶体光学考试复习资料
晶体光学复习资料
晶体光学复习资料
晶体光学复习资料重点知识
晶体光学整理复习资料
晶体光性矿物学复习资料
6.2晶体光学概论
晶体光学及光性矿物学复习资料
晶体光学必备知识点
晶体光学相关资料
相关主题
文本预览