[物理]光学显微分析.ppt

主要内容 晶体光学基础 单偏光镜下晶体的光学性质 正交偏光镜间晶体的光学性质 锥光镜下晶体的光学性质 2.1晶体光学基础2.1.1光的基本性质 光是具有一定波长的电磁波；具有波动性和微粒性； 微粒性——光是由无数作直线飞行的微粒组成（基于光的直线传播）。 波动性——光是球形波的形式传播的（反映了光运动形式）。 光电效应的发现，证明了光是一物质（即光是由具有极小能量的粒“光子”组成的），而波动是质的运动形式。 光的波动形式——以正弦曲线运动，其传播方向与振动方向相互垂直。 2.2偏光显微镜 偏光显微镜是研究矿物晶体薄片光学性质的重要仪器，它比一般显微镜复杂，其主要的区别在于偏光显微镜装有两个偏光镜。 一个装在显微镜载物台之下，称下偏光镜（起偏镜），另一个偏光镜装在载物台之上的镜桶中，称上偏光镜（分析镜），二者透过光波的振动方向一般是垂直的。 偏光显微镜的类型较多，但其基本构造相似。 2.4正交偏光镜间晶体的光学性质2.4.4干涉色及色谱表 当用白光照射时，在正交偏光镜间，随着石英楔的慢慢推入，光程差逐渐增大，视域中出现的干涉色将由低到高出现有规律的变化。这种干涉色的有规律变化，就构成了干涉色级序。 随着光程差由小增大，出现的干涉色有规律变化的情况大致如下： 暗灰-灰白-浅黄-橙-橙红-蓝-蓝绿-绿-黄-紫红-蓝绿-绿-黄-橙-红-粉红-浅绿-浅橙…至亮白色。 根据石英楔干涉色的变化情况，一般将干涉色划分为4-5个级序。 第一级序，主要干涉色为：暗灰-灰白-浅黄-橙-紫红 第二级序，主要干涉色为：蓝-蓝绿-绿-黄橙-紫红 第三级序，主要干涉色为：蓝绿-绿-黄橙-红 第四级序，主要干涉色为：粉红-浅绿-浅橙-浅绿 2.4正交偏光镜间晶体的光学性质2.4.4干涉色及色谱表 更高的级序由于色浅而混杂，难于分辨，最后出现高级干涉色，以上各级干涉色的末端均出现紫红色。由于此紫红色很灵敏，易于感觉到，故称灵视色。 2.4正交偏光镜间晶体的光学性质2.4.4干涉色及色谱表 各级干涉色级序的特征： 第一级：R=0～560nm，无兰色、绿色，有暗灰、灰白色。颜色较暗； 第二级： R=560～1120nm，颜色鲜艳，色带间界线较清楚； 第三级： R=1120～1680nm，颜色较第二级干涉色浅，色带间界线不太清楚； 第四级及更高级：光程差大于1680nm，干涉色的颜色更浅，色带间界线模糊不清。由于光程差太大，几乎接近各色光半波长的奇数倍，同时又接近它的偶数倍，使各色光都有不等量的出现，相互混合后呈现亮白色——高级白。 如：方解石平行c轴的切片，d =0.03mm， R= （1.658 -1.486)×0.03×106=5160nm 2.4正交偏光镜间晶体的光学性质2.4.4干涉色及色谱表 一定的干涉色对应一定的光程差，而光程差与晶体的双折射率及切片厚度有关。根据公式R=d(Ng-Np)，将干涉色、光程差、双折射率、薄片厚度用一图表表示——色谱表。 色谱表上，横坐标为光程差；纵坐标为切片厚度；斜线表示双折射率大小；在各光程差位置上，填上相应干涉色。 当已知其中任意二个数据，可由色谱表上求出第三个量。 如：石英，已知最大双折射率为0.009，显微镜下观察最高干涉色为一级黄色，由色谱表可知其厚度约为0.04mm。 3、干涉色色谱表 2.4正交偏光镜间晶体的光学性质2.4.5补色法则和补色器 1、补色法则——两个非均质体任意方向的切片（⊥OA除外），在正交偏光镜间45°位重叠时，光通过两切片后，总光程差的增减法则。 如图所示，同名轴平行，总光程差R=R1+R2，干涉色级序升高； 异名轴平行，总光程差R=R1-R2，干涉色级序降低（以干涉色较高的切片为基）。 当R1=R2时，总光程 差R=R1-R2 =0， 此时，晶体切片 消色而变暗。 2.4正交偏光镜间晶体的光学性质2.4.5补色法则和补色器 2、补色器 （1）石膏试板 （平行石膏NgNp方向的切片） ①切片厚度一定，在正交偏光镜间产生约560nm光程差，呈一级紫红干涉色； ②该试板上标有1λ，其光程差相当于黄光波长； ③试板的Ng振动方向（慢光）与金属板短边平行，Np（快光）平行长边； ④晶体切片与石膏试板在45°位重叠，可使晶体切片干涉色升高或降低一个级序。石膏试板适应于干涉色较低的晶体切片（二级黄以下）。 （2）云母试板（平行白云母解理面的切片） ①切片厚度一定，在正交偏光镜间产生约147nm光程差，呈一级灰白干涉色； ②试板的Ng振动方向（慢光）与金属板短边平行，Np（快光）平行长边； ③在正交偏光镜间加入云母试板，可使晶体切片干涉色按色谱顺序升高或降低一个色序。所以，云母试板适应于干涉色较高的晶体切片（一