晶体光学基础1.ppt

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1、几个重要的基本概念（1）光学各向同性光学各向同性：晶体的折射率不随光波振动方向不同而异的性质。光性均质体均质体：具有光学各向同性的晶体。如：等轴晶系矿物和非晶态矿物。光学各向异性光学各向异性：晶体的折射率随光波振动方向不同而异的性质。光性非均质体非均质体：具有光学各向异性的晶体。如：中级晶族和低级晶族矿物.几个重要的基本概念（2）光轴光轴：非均质体中光波沿其入射不发生双折射的方向，用OA表示。一轴晶一轴晶：其中只有一根OA的晶体。（中级晶族晶体属此类）二轴晶二轴晶：其中有两根OA的晶体。（低级晶族晶体属此类）常光：光波射入一轴晶发生双折射分解的两束偏光中，传播速度（晶体折射率）不随振动方向不同

2、而改变的那束偏光，以符号“o”表示。非常光：相对于常光的另一束偏光，以符号“e”表示。双折率双折率：双折射产生的两偏光对应折射率之差：N2N1思考题思考题1.偏振光一定具有单色性吗？2.矿物的折射率受哪些因素的影响？3.如何理解光在不同晶族晶体中的传播特点？4.自然光射入非均质体一般将分解成两束偏光；偏光入射，情况会怎样？不同矿物的折射率是不同的；同一矿物的折射率也将随其结构对称程度不同而变化，即在矿物的不同结构方向上对应着不同的折射率。光在晶体中的传播特点取决于晶体中质点的种类（性质）和排列。本质在于矿物的折射率和光在晶体中的传播特点是光与矿物作用的结果。小 结光率体：用来表示晶体中任意一点

3、处光的振动方向与 相应折射率之间关系的光性示性体。均质体光率体：形状：圆球体 主切面：圆切面一轴晶光率体：形状：旋转椭球体 主切面：OA切面；OA切面；斜交OA切面 光性正负：Ne No （）（）Ne No （）（）以及主切面对应的双折率大小。思考题1.为什么晶体的折射率与光波在晶体中的振动方向有关？2.什么叫光率体的主切面？3.当入射光波为偏光，而且其振动方向平行于（与入射方向垂直的）光率体椭圆切面半径之一时，光波进入晶体后的情况如何？如果入射偏光的振动方向与光率体切面半径斜交，光波进入晶体后的情况又将如何？4.作出四方晶系矿物Z 晶轴和Z 晶轴切片上对应的光率体切面。5.莫来石是斜方晶系矿

4、物，测得其各晶轴对应的折射率分别为：X：N1.642；Y：N1.644；Z：N1.654。试作出莫来石的光率体。有关二轴晶光率体的几个概念（1）主折射率、主轴及主轴面：二轴晶光率体的三根轴代表着三个主要光学方向三个主要光学方向，称为光学主轴，简称主轴；由两根主轴构成的切面两根主轴构成的切面称为主轴面；与三主轴对应的三个折射率与三主轴对应的三个折射率称为主折射率，依大小分别用Ng、Nm和Np表示，即：Ng Nm Np有关二轴晶光率体的的几个概念（2）光轴面光轴面 包含两根光轴的光率体切面，即NgNp主轴面，用 AP表示；光轴角 两光轴所夹锐角锐角，用2V表示；Bxa 两光轴所夹锐角锐角（即光轴角

5、）（即光轴角）的角平分线；Bxo 两光轴所夹钝角钝角的角平分线，显然有Bxa Bxo。小 结二轴晶光率体：形状：三轴椭球体 主切面：5种 AP切面；Bxa切面；Bxo切面；OA切面；斜交切面（可进一步分为半任意和任意斜交切面）双折率:最小为0；最大为NgNp（在AP 切面上）；光性正负：BxaNg 或 NgNm NmNp （）（）BxaNp 或 NgNm NmNp （）（）晶体光学基础小结1.1.光的折射与晶体的折射率 现象、本质、相互关系及影响因素（质点的种类与排列方式）。2.光率体的定义及意义 定义：用来表示晶体中任意一点处光的振动方向与相应折射率之间关 系的光性示性体。意义：通过光波振动

6、方向与相应折射率之间的关系将光波在晶体中的传 播与晶体的光性联系起来，使对晶体光性的研究可以用光率体描 述。3.3.各类晶体对应的光率体形状、主切面（包括切面名称、形状、半径/轴名、双折率）及光性正负。4.4.光性方位 矿物结晶轴与光率体主轴之间的关系（一轴晶和二轴晶矿物）1.作出二轴晶光率体的主切面。2.何谓矿物的光性方位？矿物的光性方位有何实际意义？3 3.设普通角闪石Ng=1.701，Nm=1.691，Np=1.665，Nm=Y,NgZ=30,=106。确定普通角闪石的光性符号，作出各主轴面上的光性方位图。思 考 题光率体和光性方位的意义光率体人为构造出的，并不真实存在；用来反映光射入晶

7、体（光与晶体相互作用）后晶体光性的变化规律，这是通过正确建立晶体与光率体之间关系（光性方位）后实现的。光性方位晶体任何方向的切片均有确定的光率体切面与之对应；于是：晶体切片在显微镜下呈现的光性将由切片上对应的光率体切面决定。显然，随着矿物光性方位的确定，使得显微镜下矿片上光性特征显然，随着矿物光性方位的确定，使得显微镜下矿片上光性特征的变化可以用矿片上对应光率体切面来描述。的变化可以用矿片上对应光率体切面来描述。2 2 反射偏光显微分析反射偏光显微分析 指借助反光显微镜对材料光片进行岩相分析借助反光显微镜对材料光片进行岩相分析。特点特点：（1 1）不透明矿物的光性鉴定技术。但反光下矿物的光性特

8、不透明矿物的光性鉴定技术。但反光下矿物的光性特 征远没有在透光下丰富；征远没有在透光下丰富；（2 2）特殊的鉴定技术，如：特殊的鉴定技术，如：反射率反射率和和显微硬度显微硬度测定、测定、染色染色和和蚀象蚀象技术技术等等；等等；（3 3）由于试样的原结构在光片制备过程中不易受到破坏，由于试样的原结构在光片制备过程中不易受到破坏，所以，所以，显微结构分析显微结构分析和和定量分析定量分析宜在反光下进行。宜在反光下进行。透射光下：薄片；光线垂直矿片下表面入射并透出矿片；主要用作矿物的光性鉴定，也可进行显微观察。理论：晶体光学反射光下：光片；光线垂直矿片上表面入射并垂直反射；材料光学显微分析的主要方式。

9、理论：不透明矿物的晶体光学2.1 反光显微镜下矿物的部分光性（1）反射力与反射率 反射力矿物的结晶面或抛光面对光线的反射能力。显微镜下表现为矿物抛光面的明亮程度：灰度。（不透明矿物属吸收性介质：仅存在吸收和反射而无透射）反射率反射力的数值表示：反射光强与入射光强之比。与矿物折射率及吸收系数之间的关系为：式中：Ns 介质的折射率；K 矿物的光吸收系数。（2）反射色与反射多色性 反射色：由矿物对各种色光的选择性反射而使矿片表面呈现出 的颜色称为反射色，也称为表色。如：黄铁矿呈浅黄色，磁铁矿则呈淡黄红色。反射率多色性：非均质体矿物的反射色色调和浓度（深浅）随测定方向的不同而变化的性质称为反射多色性。

10、（无色的矿物可发生灰度的变化，但严格地说其不属于反射多色性）（3）内反射 入射光照射到矿片上，部分光线可能进入矿物内部，并从其到达的不同介质的分界面处（解理、裂隙、空洞、包裹体等等）被反射回来，此现象称为内反射。经内反射的光可能是白光，也可能带有颜色 称为内反射色，也称为体色。（4）非均质效应 由于物镜或多或少的聚敛作用使均质体在正交反射偏光下呈现暗淡亮光且旋转不变的现象。（5）偏光色效应 非均质体矿物使反射偏光发生变化，旋转物台，透出上偏光镜的光线亮度发生规律的明暗变化，有些矿物还有颜色的变化（此称为偏光色）的现象称为偏光色效应。非均质体矿物不一定都有偏光色，但有偏光色的矿物一定是非均质体。

11、（6）反射贝克线 由不同硬度的矿相边界面上的倾斜反射光形成的亮线称为反射贝克线。提升镜筒，亮线移向软矿物。利用反射贝克线很易区别碱性耐材中较硬的M2S和较软的CMS、较硬的铁酸镁型固溶体和较软的铁酸二钙；区别较硬的刚玉和较软的莫来石。2.2 材料显微组成与结构的定性观察 由于光片制备相对简单，且试样的原结构在光片制备过程中不易受到破坏，因此，材料的显微结构分析比较适宜在反光显微镜下进行。定性观察：组成矿物的形态、晶/颗粒大小、数量及分布 孔隙的形态、大小、数量及分布 这些是光学显微分析的主要内容，在透射和反射光下均可进行观测。只是由于材料光片的制备较薄片简单、材料结构在制片过程中不易破坏、对于

12、岩相组成和粒/孔径分布测定光片的代表性更好等等，所以，除非需要对材料中的矿物进行光性鉴定、或矿物某些必须观察的光学特征在透光下更明显等，否则，材料的光学显微分析多在反光下进行。2.3 材料岩相组成的定量分析目估法 一种岩相组成的半定量方法。根据各岩相组分在镜下视域中的形态、大小和分布，估计出它们所占的面积百分比。2.4 反光显微镜下的蚀象技术 用一定的化学试剂对光片抛光面进行处理，使由于抛光作用形成于光片表面的极薄的均质性变质层溶解，从而使材料的显微结构真实而清晰地显露出来；此外，由于侵蚀可使某种矿物呈现特殊的颜色，因而可作为矿物的鉴定手段。光 学 显 微 分 析 小 结1.矿物的光性鉴定：主

13、要是透明矿物鉴定：理论为“晶体光学”，通过矿片在偏光显微镜下呈现的光学现象差异将其识别出来。反光下可通过矿物的形态、灰度（反射能力）及一些特殊的技术（显微硬度、染色等）对矿物进行识别。（1）单偏光下：（2）正交偏光下：（3）锥光下：矿物薄片在偏光显微镜下的主要光性矿物的光性鉴定步骤晶体光学基础光在晶体中的传播光率体光性方位2.材料的显微组成和结构分析（岩相分析，微米尺度）：多在反光下进行（光片易于磨制及材料原结构易于保持）。内容主要为：矿物和孔隙的形态、大小、数量（半定量）及分布。试述光学显微分析的基本原理和功能，并举例说明试述光学显微分析的基本原理和功能，并举例说明其在无机非金属材料生产与研

14、究中的应用。其在无机非金属材料生产与研究中的应用。1.2.2 岩矿制片基本步骤薄片的制作步骤切片：20153mm左右、粗磨：用较粗磨料将矿片一面磨平；细磨：用较细磨料逐级将此面磨光；粘片：用环氧树脂将磨光面粘在玻片上；重复上述粗磨、细磨，将矿片的另一面磨 薄、磨光至0.03mm；盖片：在此磨光面上粘上盖玻片。光片的制作步骤前三步骤与薄片相同；注意切片厚度约为10mm抛光：用抛光膏将磨光面在抛光机上抛光。1.3.1 单偏光下晶体的主要光学性质矿物在单偏光镜下的主要光性有：晶形与解理 与矿物的结晶习性有关的特征颜色与多色性 颜色：与矿物对白光中各色光的选择性吸收有关。多色性：还与矿片的双折率有关。

15、边缘、贝壳线、糙面、突起和闪突起 与矿物自身折射率、双折率及其与树脂折射率之差有关的特征。(2)薄片中矿物的颜色和多色性颜色颜色矿物在薄片中呈现的颜色，由是矿物对白光中各由是矿物对白光中各 色光波的选择性吸收色光波的选择性吸收的结果。多色性多色性由于光波的振动方向不同，而使非均质体矿片 颜色发生改变颜色发生改变的现象；吸收性吸收性由于光波的振动方向不同，而使非均质体矿片 颜色深浅发生改变颜色深浅发生改变的现象。多色性和吸收性是与双折射有关的性质，所以，是通过旋转物台观测的。如：电气石：No=深蓝色，Ne=浅紫色；NoNe 角闪石：Ng=深蓝/绿色，Nm=绿色，Np=浅黄绿色；NgNmNp(3)

16、薄片中矿物的边缘、贝壳线、糙面和突起边缘边缘：矿物晶粒或颗粒边缘呈现的暗黑色轮廓线贝壳线贝壳线：矿物边缘附近的一条比较明亮的细线糙面糙面：矿片中某些矿物表面呈现的粗糙或麻点状矿物的突起等级矿物的突起等级突起突起：矿片中不同矿物表面呈现出的“高低”不同的现象闪突起闪突起：旋转物台时，矿物的突起发生明显变化的现象 闪突起是由于光波射入非均质体非OA切片发生双折射而产生一大一小两个折射率，其与下偏光振动方向一致时，与相邻物质产生的折射率差值是不同，因而产生的突起现象也是不同的。由于闪突起与矿片的双折率有关，所以也是在旋转物台时观察的。矿物的这些性质均与矿物自身的折射率及其不同方向切片对应的双折率不同

17、有关。1.3.2 正交偏光镜下晶体的主要光性1.3.2.1 正交偏光镜的装置及光学特点装置：装置：在单偏光镜的基础上，将上偏光镜加入物镜与目镜之间的光路中，并使上下偏光振动方向互相垂直：AA PP光学特点：光学特点：从下偏光镜透出的偏振光到达上偏光镜时，由于其振动方向与上偏光振动方向垂直，不能透出上偏光镜。视域呈黑暗视域呈黑暗。1.3.2.2 矿片在正交偏光镜下的光学现象（1）消光现象 矿片在正交偏光镜间呈黑暗的现象。OA矿片非均质体非OA矿片（矿片光率体椭圆切面任一半径与PP方向平行）全消光 旋转物台一周，矿片的消光现象不变。包括：均质体矿片和非均质体OA矿片消光位 非均质体非非非非OA矿片

18、对应光率体切面长短半径与上下偏光振动方向一致时的位置。矿片呈消光现象。旋转物台一周，矿片出现四次消光现象。（2）干涉现象 非均质体非非非非OA矿片光率体切面长短半径与上下偏光振动方向斜交时（非消光位）：沿PP方向振动的下偏光进入矿片后将发生双折射发生双折射发生双折射发生双折射，分解成振动方向分别与矿片光率体切面半径方向平行、传播速度不同的两束偏振光；K1K2PP沿PP振动的偏振光进入矿片发生双折射K1K2PPK1K2 这两束偏光由矿片透出时将产生光程差；到达上偏光镜时，由于它们的振动方向与AA斜交，将再次沿PP、AA方向分解，分解后的四束偏光中振动方向与AA一致的两束偏光将透出上偏光镜，使视域

19、呈明亮。显然，旋转物台一周矿片出现4次明亮，且为4次明暗更迭：四明四暗。从上偏光镜透出的两束光波满足干涉条件，因此将发生干涉发生干涉发生干涉发生干涉。频率相同，周相差恒定，振动方向相同。频率相同，周相差恒定，振动方向相同。从矿片透出的一快（K1）一慢（K2）两束偏光到达上偏光镜时再次分解，同时透出上偏光镜的两束偏光将发生干涉AAPP干 涉 结 果 由两束偏光（K1和K2）通过矿片时产生的光程差光程差决定:当相消干涉相消干涉当相相长长干涉干涉干涉色的形成 矿片一定时，透出矿片的两束偏光产生的光程差一定。由于任何一个确定的R都不可能同时满足不可能同时满足不可能同时满足不可能同时满足白光中所有色光半

20、波长的奇数倍或偶数倍，只能是某些波长的色光得到不同程度的加强，而另一些波长的色光则抵消或减弱。最后，所有未被抵消的色光混合，成为矿片在正交偏光镜下呈现的颜色：干涉色例：石英OA切片厚0.04mm，求此切片在正交偏光镜下的“颜色”。解：已知：Ne=1.553，No=1.544，d=0.04mm；由 R=d（N2N1）得 R0.04106（1.5531.544）360（nm）红橙黄绿兰青紫（nm）770650650590590570570500500460460430430390/2（nm）385325325295295285285250250230230215215195 故：R=360nm满足

21、：红光半波长（3551=355nm）的奇数倍、接近：橙光半波长（3101=310nm）的奇数倍；较接近：黄光半波长（2901=290nm）的奇数倍、紫光半波长（2052=410nm）的偶数倍；青光半波长（222.52=445nm）的偶数倍；而：绿光（2681=268nm、2682=536nm）有所减弱。干涉结果使红、橙、黄得到加强，紫、青、绿、兰被减弱，矿片呈现黄橙色。干涉色的定义及影响干涉色的因素干涉色干涉色：正交偏光镜下，由于光的干涉作用而使矿片呈现的颜色。影响矿片干涉色的因素影响矿片干涉色的因素 矿片的干涉色显然由其光程差决定：因此，（1）矿片的干涉色随其厚度增加而升高；（2）不同的矿物

22、其（最高）干涉色不一定相同；（3）同种矿物不同切片方向的矿片上干涉色不同。对于确定的矿物，只有其最大干涉色才具有鉴定意义。干 涉 色 级 序（R0550nm）：暗灰灰白浅黄亮黄橙紫红（R5501100nm）：兰兰绿绿黄橙紫红（R11001650nm）：兰绿绿黄橙红（R16502200nm）：浅红浅绿浅橙（R22002750nm）：（色浅而混杂，难于分辨）五级以上（R 2750nm）：高级白（类似珍珠表面的亮白色）色色 序序 级级 序序 注：表示矿片的干涉色时，一定要注意完整，即：级序色序级序色序级序色序级序色序思考题1.什么是正交偏光镜间矿片的消光现象？不同的矿片在正交偏光镜下的消光现象有何不

23、同？2.矿片的干涉色与矿片的颜色有何差别？3.试述石英OA和斜交OA矿片在正交偏光镜下呈现的现象。4.二轴晶矿物各主切面上的干涉色是否相同？其最高干涉色应出现在哪种切面上？5.当矿片对应光程差分别为2500nm和3000nm时，将呈现何种干涉色？试用七单色波的干涉结果加以说明 均质体矿片 非均质体OA矿片 全消光 消光现象非均质体非OA矿片四暗消光位(四明)干涉色R(2n+1)/2相长干涉干涉现象2n/2相消干涉 影响矿片干涉色的因素：矿物种类、矿片厚度、切片方向。小 结 利用正交偏光镜间矿片的消光和干涉现象可以对矿片许多重要的光性进行观察和测定，但是，这些光性的测定还需要涉及一个重要的法则。

24、例例:已知石英OAOA切片厚0.03mm，石膏APAP切片厚 0.06mm，求当此 两切片上光率体切面半径于45o位重叠时，矿片上所呈现的干涉色。解解:（1）两矿片光程差：石英 R1d1(NeNo)0.031060.009270(nm)一级浅黄 石膏 R2d2(NgNp)0.061060.0091546(nm)一级红 （2）两矿片光率体切面半径平行有两种情况：同名轴平行：NeNg (慢光与慢光平行)NoNp (快光与快光平行)则:R=R1+R2=270+546=816（nm）查表知：矿片呈二级绿干涉色二级绿干涉色 异名轴平行：NeNp (慢光与快光平行)NoNg (快光与慢光平行)则:R=R2

25、-R1=546-270=276（nm）查表知：矿片呈一级黄干涉色一级黄干涉色 较石膏矿片干涉色降低，较石英的升高正交偏光镜间的消色现象问题：石英OAOA切片厚0.03mm，石膏APAP切片厚 0.03mm是以异异名名轴轴平平行行 方式重叠，矿片上的干涉色如何？解:R石英=270 nm R石膏=273 nm R=R石膏R石英=3 nm 矿片在正交偏光镜下呈黑暗现象 （消色消色）因此“异名轴平行，干涉色降低”有三种情况：（1）RR1,RR2：干涉色降低；（2）RR1(或R2)：干涉色较两矿片中原干涉色较高的降低，较较低者升高；（3）RR1R2：消色常用试板的名称、光程差及作用(1)石膏试板石膏试板

26、：也称为一个试板，R约为550nm。使用时使矿片的干涉色升高使矿片的干涉色升高或降低或降低一个级序一个级序，比较适用于干涉色较低(二级黄以下)的矿片.(2)云母试板云母试板：R约为黄光波长的1/4，故也称/4试板。使用时使矿片的干涉色使矿片的干涉色升高或降低升高或降低一个色序一个色序，比较适用于干涉色较高的矿片.(3)石英楔石英楔：沿石英平行光轴方向磨制成一楔形片，所以，其R是连续变化的：01680nm，可以由薄至厚产生一至三级的干涉色可以由薄至厚产生一至三级的干涉色。试板上的标记试板上的标记：名称、光程差、慢光方向或光率体椭圆半径方向。试板的作用：试板的作用：将试板沿45o角的方向插入显微镜

27、镜筒上（物镜座与上偏光镜之间）的试板孔 内。用于显微镜下许多光性的测定思考题1.什么是矿片的消色现象？其与矿片的消光现象有何不同？2.已知橄榄石Ng1.689、Nm1.670、Np1.654，求：Bxa、Bxo以及AP切面上的干涉色？3.已知普通辉石的Nmax0.024，（）2V55，求：Nm、近于OA、Bxa和Bxo切面上的干涉色。4.查有关光性矿物学或矿物光性鉴定方面的书籍，给出6种常见的耐火矿物的最高干涉色 1.3.2.4 正交偏光镜间矿物主要光性的观测测轴名：非均质体矿片上光率体椭圆半径方向和名称的测定；测级序：矿片最高干涉色最高干涉色级序的观测和测定；测双折率：最大双折率最大双折率。

28、先测出最高干涉色和薄片厚度，再由 干涉色色谱表确定对应双折率。测消光类型和消光角：矿片上的解理缝、双晶缝、晶体轮廓等 与矿片对应光率体椭圆半径方向之间的关系测延性：长条状矿物切面长向与光率体椭圆切面半径的关系观察双晶：在正交偏光镜下应用补色法则测轴名干涉色由干涉色由灰灰灰灰变变橙橙橙橙干涉色由干涉色由灰灰灰灰变变兰兰兰兰矿片呈一矿片呈一级灰白干级灰白干涉色涉色正交偏光镜下应用补色法则测矿物的延性 长条状矿物切面长条状矿物切面，其延长方向延长方向与矿片光率体椭圆切面长长半径半径平行或夹角小于45时，称为正正延性延性；若与短半径平行或夹角小于45，称为负延性负延性。正交偏光镜下双晶的观察 某些晶体

29、中相邻两单体的结构为其中一个单体绕另一单体旋转180形成双晶。相邻两单体结合面为双晶结合面；两单体的光率体切面以双晶缝为对称。因此，双晶在正交偏光镜下会出现不一致消光现象：一明一暗1.3.3 锥光镜下晶体的主要光性 锥光镜下解决三个重要问题：切片方向切片方向：是矿物许多重要光性测定的前提，如多色性、最高干涉色、轴名、双折率等等。轴性：轴性：矿物的主要鉴定性质光性：光性：矿物的主要鉴定性质聚光镜的作用与锥光镜的光学特点聚光镜使平行偏光束变成聚敛偏光束平行偏光束 其特点为：除中间一条光线是垂直射入矿片外，其余均倾斜射入矿片，且越往外倾角越大。锥形偏光束锥光系统的光学特点主要由聚光镜决定：锥光镜装置

30、中勃氏镜的作用示意干涉图在物镜后焦面成像，通过目镜是观察不到的，但 可取下目镜直接观察；也可将勃氏镜推入光路，其 与目镜构成望远镜式的放大 系统，该系统的前焦面与物 镜后焦面重合，因此可以观 察到放大的干涉图。聚敛偏光束射入矿片时，除中间一条光线垂直矿片表面入射外，其余均倾斜射入矿片，所以，各条光线在矿片上的出露点处所对应的光率体切面形状和方位是不完全相同的，因此矿片上各点的光性也将不完全相同。锥光镜下，入射光线角度的变化造成矿片上各点所对应的光率体切面形状和方位不完全相同。正交镜间，平行偏光束射入矿片时，矿片上各点所对应的光率体切面形状和方位是完全相同的，所以，各点呈现的光性完全相同。即：各

31、点同时消光或同时干涉。锥光镜下矿片呈现消光和干涉效应的总和干涉图1.3.3.2 一轴晶矿物干涉图 垂直的黑带（称为消光影）组成，方向与PP和AA一致。干涉色色 圈愈外愈密，级序愈高。（2）旋转物台一周，干涉图不变。OA切面干涉图切面干涉图（1）由一个黑十字和同心圆干涉色 色圈组成。黑十字由两个互相成因（1）：消光影的形成光率体椭圆切面半径方位分布 球面投影法 （再经赤平极射投影得一轴晶矿片上光率体半径方位分布图波向图）成因（2）干涉色色圈的形成双折率和实际光程的变化R增大增大D增大增大解决三个问题：轴性根据干涉图形的特点判断；切片方向干涉图形的特点判断；光性应用补色法则进行测定。一轴晶OA矿片

32、干涉图的应用一轴晶OA切面上光性的测定方法方法：应用补色法则，根据试板插入后各象限干涉色的 升降情况，判断出平行轴名，从而确定矿片光性。要要点：矿片上光率体切面 半径的方位。放射线方向Ne轴同心圆切线方向No轴。1、3象限干涉色升高2、4象限干涉色降低例如：锥光镜下矿片呈一轴晶OA干涉图，4个象限呈一级灰白 干涉色，插入石膏试板后干涉色变化如下：1、3象限同名轴平行2、4象限异名轴平行 即：NeNo ；故矿片为一轴晶正光性矿物1、3象限干涉色降低2、4象限干涉色升高1、3象限异名轴平行2、4象限同名轴平行即：NeNo ；则矿片为一轴晶负光性矿物反之：反之：一轴晶斜交OA切面干涉图（1）斜交角度

33、较小：斜交角度较小：不完整黑十字，不完整黑十字，黑黑十字交点仍在视域中心。十字交点仍在视域中心。旋转物台时，仅黑十旋转物台时，仅黑十字交点绕视域中心作圆字交点绕视域中心作圆周运动，干涉图形不变。周运动，干涉图形不变。注注：这种矿片干涉图形这种矿片干涉图形的应用与的应用与OAOA切面完全切面完全相同。相同。斜交角度较大：斜交角度较大：仅见仅见一条黑臂一条黑臂均分视域，旋转物均分视域，旋转物台时纵、横臂交替台时纵、横臂交替进出视域。进出视域。一轴晶斜交OA切面干涉图（2）一轴晶斜交OA切面干涉图（3）一轴晶斜交OA切面干涉图（单臂）的应用 光性测定的关键：判断象限 通过旋转物台时，纵、横臂交替进出

34、的方向，判断出黑臂交点的位置即可对单臂两侧的象限作出判断。再应用补色法则测定光性。顺时针旋转物台：顺时针旋转物台：横上进、下出横上进、下出；接纵右进、左出：右上角，；接纵右进、左出：右上角，横分横分2、3象限象限 横下进、上出横下进、上出；接纵左进、右出：左下角，；接纵左进、右出：左下角，横分横分1、4象限象限 1象限干涉色升高，表明同名轴平行，即：NeNo故：故：正光性 1象限干涉色降低，表明异名轴平行，即：NeNo 故：故：负光性负光性光 性 测 定一轴晶OA切面干涉图（闪图）当光轴方向与PP、AA之一平行时，为一粗大的黑十字，几乎占据整个视域；稍旋转（12-15）物台，黑十字从中心分裂，

35、并沿光轴方向迅速退出视域。一轴晶OA切片干涉图成因示意 大部分光率体切面半径与PP、AA平行或接近平行。垂直光轴方向：由中心向外R；沿光轴方向：由中心向外R，故：旋转45边缘干涉色降低。1.为什么一轴晶OA干涉图中的黑带中部窄而边缘宽？2.如何区别均质体和非均质体OA矿片？3.石英和方解石的最大双折率分别为0.009和0.172，它们的OA切面上干涉图特征有何差异？4.简单作出锥光下一轴晶负光性矿物OA切片上光率 体切面分布（波向图），并与一轴晶正光性OA 切片进行比较。思考题思考题13.3.3 二轴晶矿物干涉图二轴晶光率体共有6种主切面：（1）Bxa切面：(+)Nm和Np；(-)Ng和Nm（

36、2）Bxo切面：(+)Ng和Nm；(-)Nm和Np（3）AP切面：Ng和Np（4）OA切面：Nm（5）半任意斜交切面：Ng/Nm/Np和Ng/Np（6）任意斜交切面：Ng和Np Ng Ng Nm Np Np 二轴晶矿片上任意一点处对应的光率体切面半径方位就是该点与两光轴出露点连线夹角的角平分线。二轴晶矿片光率体椭圆二轴晶矿片光率体椭圆切面半径方位分布由切面半径方位分布由拜拜弗定律弗定律决定：决定：沿任意方向射入二轴晶矿物的光波，其波法线与两个光轴构成两个相交的平面，其夹角的两个平分面迹线方向，就是垂直该光波的光率体椭圆切面长短半径方向。拜弗定律根据干涉图形的特点判断轴性；根据干涉图形的特点确定

37、切片方向；应用补色法则进行测定光性。关键：干涉图上Bxa和Bxo的投影方向和区域二轴晶Bxa矿片干涉图的应用Bxa切面上Bxa和Bxo投影方向和区域由此可知：1.两条弯曲黑带顶部连线（AP迹线）方向为Ng或Np投影方向，即Bxa或Bxo投影方向：视域中心区为Bxo投影区，视域边缘弯曲黑带凹侧为Bxa投影区；2.此连线的垂直方向为Nm投影方向。光 性 测 定BxaNg正光性正光性BxaNp负光性负光性试一试：试一试：（切记注意试板慢光方向与切记注意试板慢光方向与AP和和Nm的相对关系）的相对关系）中心中心Bxo投影区：投影区：一级灰白一级灰白 一级黄一级黄 中心中心Bxo投影区投影区：一级灰白一

38、级灰白 二级蓝二级蓝 BxoNg 负光性负光性BxoNp 正正光性光性同名轴平行同名轴平行:异名轴平行异名轴平行:二轴晶OA切面干涉图的图形特点（Bxa切面干涉图的一部分）（1）一根黑臂，其为AP迹线方向，视域中心为OA出露点；（2）转动物台，黑带变弯，其顶点仍位于视域中心。二轴晶OA切面干涉图的应用光 性 测 定BxaNp；BxoNgBxaNg；BxoNp正光性负光性试一试：试一试：矿片干涉图中弯曲黑带两侧呈一级灰白干涉色从视域右下方插入石膏试板：Bxa投影区干涉色由灰白变蓝绿二轴晶斜交切面干涉图（1）垂直光轴面的斜交切面二轴晶斜交切面干涉图（2）：二轴晶Bxo切面干涉图 AP迹线与PP或A

39、A平行时，为一较粗大模糊的黑十字，若有干涉色色圈，则色圈稀疏；旋转物台，黑十字迅速分裂成两黑带，并沿AP方向逸出视域。（10-35）二轴晶AP切面干涉图（闪图）波向图干涉图特点 当Bxa和Bxo分别平行PP、AA时，为一粗大模糊的黑十字，几乎占据整个视域；旋转物台，黑十字分裂并迅速沿Bxa方向退出视域（712）：瞬变干涉图或闪图。显然，与一轴晶OA切面干涉图相似，故不能用来确定轴性。1.锥光装置及其光学特点。2.干涉图的概念及其形成。消光与干涉效应的总和；光率体椭圆切面半径方位与分布。3.一轴晶和二轴晶各主切面的干涉图特点及应用。干涉图特点：以一轴晶OA切面和二轴晶Bxa切 面干涉图为基础 根

40、据图形特点判断轴性和切片方向；根据补色法则测定光性。小小 结结1.4 透明矿物的系统鉴定 利用正交偏光显微镜对透明矿物薄片进行利用正交偏光显微镜对透明矿物薄片进行系系统的光学性质测定统的光学性质测定，以鉴定未知矿物。，以鉴定未知矿物。包括单偏光、正交偏光和锥光下矿物的所有主要光性。包括单偏光、正交偏光和锥光下矿物的所有主要光性。1.4.1 1.4.1 鉴定内容鉴定内容晶形 观察晶体的完整程度、结晶习性。观察晶体的完整程度、结晶习性。根据各方向切 面形态，初步判断晶体形态及可能晶系；解理解理 观测解理的完整程度观测解理的完整程度。根据不同方向切面上的解理，判断解理的组数。若为两组，则需测定解理夹

41、角；突起 观察突起程度，结合贝克线的移动规律，估计矿物 折射率的大致范围；颜色和多色性 观察矿片有无颜色；如有颜色，则观察 有无多色性，如有多色性，则在定向切面上测定多 色性公式和吸收性公式；干涉色和双折率消光类型及消光角延性双晶 观察有无双晶，确定双晶类型。轴性光性1.4.2 1.4.2 鉴定步骤鉴定步骤（1）区分均质体和非均质体矿物(?)（2）均质体矿物的鉴定 在单偏光下观察矿物的颜色、晶形、解理、突起等级等特征。（3）非均质体矿物的鉴定 在不同光学条件下，尽可能全面地观察和测定矿物的各种光学特征。思考题1.简要说明进行矿物光性鉴定采用的试样形式和 仪器条件。2.简要说明下述问题的解决步骤（注意清晰和完整）：（1）如何区分均质体和非均质体；（2）如何确定矿物的轴性和光性；（3）如何测定矿物的干涉色。3.谈谈你对晶体光学这门课程的理解。