第1章 晶体光学基础d.ppt

6. 光的色散（Dispersion of light） 对于不同波长的光波，介质具有不同的折射率。通常所称的折射率是以钠黄光作为光源时物质的折射率。 要 点 折射、折射率、临界角的相互关系及其意义，折射率是用光学方法鉴定透明矿物最可靠的参数；也是宝石加工的首选参数。 入射光 折射光 法线 临界角 全 内 反 射 光 Diamond 进入钻石内部的光线，由于钻石相对空气为光密介质，光线便向法线方向折曲，称为折射，之后，光线会从钻石内部向刻面反射，称为内反射．继后，光线从钻石冠部透出，并再次产生折射，白光从钻石内部折射回空气中时，会分解成七色光，这种现象称为色散，这就是钻石产生火彩的原理． 均质体包括等轴晶系矿物(如尖晶石、石榴石、白榴石、萤石和石盐等)和非晶质体(如火山玻璃、蛋白石、树胶等)，它们的光学性质在各方向相同，称为光性均质体 非均质体包括中级晶族和低级晶族的矿物(如石英、橄榄石、辉石、角闪石、长石等)，其光学性质随方向而变化，称为光性非均质体。 均质体—— 等轴晶系矿物（石榴石） 透明物质(晶体) 非晶质体（火山玻璃） 非均质体——中、低级晶族矿物 光性均质体 光性非均质体 第四节 光在均质体与非均质体中的传播 1. 光性均质体(各向同性介质) (1) 定义 均质体——光波射入后，在各个方向上的传播速度都相等，所以只有一个折射率，不改变入射光波的性质，这样的物质称为光性均质体，简称均质体。 (2) 其N在各个方向一样,可以使光反射和折射,但是不改变入射光的性质。 自然光——仍为自然光 偏 光——仍为偏 光 (3) 对于一种均质体,其N是唯一的. 2. 光性非均质体(各向异性介质) (1) 定义：光波射入时，其传播速度随振动方向不同而发生变化，因而其折射率值也因振动方向不同而改变，这样的物质称为光性非均质体，简称非均质体。 非均质体的折射率不只是一个，而是两个或三个。 (2) 双折射— 当光波射入非均质体后，除特殊方向以外一般都将分解成两束折射率不等、振动方向互相垂直、速度不等的偏光，这种现象称为双折射现象。 一切具有双折射特征的介质均称为光性非均质体，双折射是光波通过非均质体的普遍特征。 双折射现象可通过冰洲石来做实验，如果将冰洲石的一个解理面盖在有一个黑点的纸上，透过冰洲石则出现两个黑点，再在纸面上转动冰洲石时，发现其中一个黑点o始终不动，而另一个黑点e则围绕这个不动的黑点o作圆周运动。若将平躺的冰洲石慢慢以菱形的短轴(C轴)直立，则黑点e向黑点o靠拢，甚至两点互相重合起来，说明光波沿C轴入射不发生双折射，这个特殊方向称为光轴。 光轴—若某一特殊方向，如中级晶族的C轴方向，e-o重合，则此方向就是光轴方向。中级晶族－只有1个光轴方向，低级晶族有2个光轴方向。 (3) 双折射率（双折率） 光波射入一轴晶矿物（非均质矿物）时，发生双折射并分解形成两种偏光: 常 光o —ordinary, 方向垂直C轴, 其传播速度和相应N不变——折射率为No 非常光e —extraordinary,平行C轴与传播方向构成的平面, 且振动方向不同,速度和N不同————折射率为Ne 两种偏光的折射率值之差，称为双折射率。 如冰洲石测得折射率为No=1.658, Ne=1.486，两种折射率值之差为0.172，此值即为冰洲石的双折率值。 最大双折射率 (4) 光性与晶族的关系 三方晶系－冰洲石，水晶 中级晶族（一轴晶） 四方晶系－锆石 六方晶系－绿柱石，磷灰石 斜方晶系－Ol 低级晶族（二轴晶） 单斜晶系－透辉石 三斜晶系－Pl 光性非均质体－源自晶体内部结构差异，包括离子种类、键性、离子排列形式、堆积紧密程度等。 小 结 光性均质体 高级晶族－等轴晶系晶体 如萤石，石榴子石 非晶质体 如玻璃,树胶 中级晶族 （一轴晶） 光性非均质体 低级晶族 （二轴晶） 四方晶系－锆石，金红石 三方晶系－冰洲石，水晶 六方晶系－绿柱石，磷灰石 斜方晶系－橄榄石,紫苏辉石 单斜晶系－普通角闪石,黑云母 三斜晶系－斜长石,硅灰石 小 结 此前为第1次讲课 2012年11月12日 课程名称：晶体光学与造岩矿物 任课教师：狄永军 办公室：教二楼 249室 联系方式(办), diyongjun@cugb.edu.cn 第一部分：总学时：40 学时 其