晶体光学(教学).ppt

第二节、矿物的晶体化学属性 第三节　光学基础知识 第四节　矿物的光学属性 矿物的颜色 矿物的透明度、光泽与发光性 矿物晶体中光的传播与折射 光性均质体与光性非均质体 一轴晶与二轴晶简介 　　　 第五节　光率体及光性方位 光由空气等介质射入到光性非均质体矿物中传播时（无论是正入射或是斜入射），入射光与折射光的振动特性会发生明显的改变： 入射光为各向振动的自然光，折射光将被分解为振动面方向互相垂直的两列平面偏振光； 入射光为偏振光，折射光亦常常被分解为振动面方向互相正交的两列平面偏振光（个别特殊情况除外）。并且，两列偏振光的传播速度不同，折射率大小不等。 　　光性非均质体－－光波在非均质体中传播时，其传播速度随振动方向不同而发生变化。光波射入非均质体，除特殊方向外，都要发生双折射。即光在非均质体将分解为速度不同、折射率各异、振动面方向互相正交的两列平面偏振光的现象称为“双折射” 。 　　光由空气等介质射入到光性非均质体矿物中传播时（无论是正入射或是斜入射），入射光与折射光的振动特性会发生明显的改变。 双折射---双折射现象是非均质介质的普遍光学特征. 双折射率－－－两列振动面互相正交的偏光光之折射率值的差值称为双折射率. 中级晶族矿物晶体只有一个光轴，称为一轴晶矿物。 低级晶族矿物晶体只有两个光轴，称为二轴晶矿物。 光轴－－在非均质体中，光波沿着特殊方向传播时，不发生双折射，这个特殊方向称为光轴。 　　光波入射一轴晶矿物，发生双折射分解成两种偏光。一种偏光的振动方向永远与光轴垂直（无论入射方向如何变化），且各方向折射率相等，称这常光，折射率以No表示。常光的折射线遵守折射定律。另一种偏光的振动方向平行于Z晶轴和光波传播方向所构成的平面，其折射率随入射线的方向的改变而改变，称非常光，其折射率以Ne表示，非常光的折射线不遵守折射定律，其速度随传播方向不同而变化。 一轴晶双折射示意图 　　光波入射二轴晶矿物，除特殊方向以外，均发生双折射并将入射光分解为振动面互相正交的平面偏光，且均为非常光E1和E2，均不遵守折射定律，光线与波法线分离（特殊方向除外）；二非常光的折射率均与偏光的振动面方向有关，并随偏光振动面（或正入射光）方向的改变，二偏光振动面的交线即为二偏光公共的波法线。 图1－30　一轴晶和二轴晶双折射的比较 表1－3　光性均质体与非均质体的比较 非结晶物质（玻璃，松香，树脂） 高级晶族－－等轴晶系（石榴石，萤石，黄铁矿） 一轴晶（中级晶族） 光性非均质体 光性均质体 三方晶系（方解石，电气石） 四方晶系（锆石，黄铜矿） 六方晶系（磷灰石） 二轴晶（低级晶族） 斜方晶系（橄榄石，重晶石） 单斜晶系（透辉石，正长石） 三斜晶系（斜长石） 第五节　光率体及光性方位 一、光率体概念及均质体的光率体 光率体是表示光波在晶体中传播时，光波振动方向与相应折射率之间关系的立体图形。其作法是设想自晶体中心，沿光波的各个振动方向，按比例截取相应的折射率值，再把各个线段的端点连接起来，便构成了光率体。 传播速度不因振动方向不同而发生改变, 即折射率值各方向相等。 任何方向的切面都是圆切面。半径代表均质体的折射率值（N）。 不同的均质体的光学性质的差异主要表现在球体半径不同。 均质体的光率体是一个圆球体。 二、一轴晶的光率体 　　一轴晶包括中级晶族的三方、四方、六方晶系的矿物。　 　　一轴晶光率体是旋转椭球体，无论正光性还是负光性，其旋转轴都是Ne轴，其水平轴为No轴。 Ne， No称为主折射率，其代表折射率最大值或最小值。 　　 Ne ＞ No时，为正光性；Ne ＜ No时，为负光性； 　　一轴晶光率体的切面有无数多个，就其特征而言，可分为下列三个主要切面； 　1.重直光轴的切面，为圆切面，其半径为No。 2.平行光轴的切面，为椭圆切面，Ne, No为长短半径 。 　3.斜交光轴的切面，为椭圆切面，Ne’, No为长短半径。 　　 Ne No 入射光方向 No No No Ne No No 入射光方向 No Ne No No No Ne’ 入射光方向 N/e Ne’ No No 一轴晶正光性光率体主要切面示意图 (1)垂直光轴切面 (2)平行光轴切面 (3)斜交光轴切面 实例：一轴晶矿物石英与方解石的光率体 石英 方解石 平行光轴（∥OA）的主切面双折射率最大， 垂直光轴（⊥OA）的主切面双折射率最小（为零）。 而斜交光轴（OA）的切面双折射率介于零与最大值之间。 　一轴晶光率体的基本应用：依据入射光的方向确定偏光振动面的方向及相应的折射率。 　每种矿物的主折射率Ne和No均为定值，最大双折射率亦为定值。最大双折射率是鉴定矿物的重要参数。因此，平行光轴的切面又称为一轴晶的主切面。 （1）一轴晶光率体是旋转椭球体； （2）光轴为光率体的旋转