晶体光学复习资料.docx

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1、晶体光学复习资料自然光和偏光 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

2、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

3、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

4、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

5、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：NeNo 正光性，如石英 NeNmNp时，为正光性()； 当NgNmNo：正光性 Ne=Np ，NeNo：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。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，、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=N

6、p，为一轴晶的正光性。 插入石膏试板后，、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。 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。 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，、象限干涉

7、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，、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象限，上移后则为象限；纵向黑带左移后视域内必为象限，右移后则为象限。 (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

8、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。 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：BxaNg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。