晶体光学基础3.ppt

光性矿物学主要是研究光通过矿物晶体或自晶体表面反射、折射、衍射等现象，通过总结规律并利用规律来研究结晶物质。
属于结晶学、岩石学的范畴，利用晶体光学方法来研究矿物、岩石既方便又精确，是当今岩石研究中应用最广的一种方法。
1、掌握晶体光学的基本原理2、掌握基本操作3、学会鉴定主要造岩矿物（硅酸盐矿物、粘土矿物、碳酸岩矿物，包括石英类、长石类、云母类、角闪石类、辉石类、橄榄石类、碳酸盐类7类矿物）第一章晶体光学基础第一节光学基础知识第一节光学基础知识电磁波谱1.可见光
2.单色光
3.白光4.自然光一切普通光源所发出的光波，如太阳光、电灯光。
在垂直光波传播方向的平面内，各方向上都有等振幅的光振动5.偏振光是自然光经过反射、折射、双折射或选择性吸收等作用后，转变为只在某一个固定方向上振动的光波。
平面偏振光（偏光）。
偏光和白光、单色光？
晶体光学研究中主要应用自然光、偏光？三、光的折射和折射率

光的折射现象。

四、光的全反射及全反射临界角

(一)全反射

(二)全反射临界角
光疏介质的折射率值为n、光密介质折射率值为N(N>n)、全反射临界角为φ，它们之间的关系如下：n=Nsinφ六、光在均质体和非均质体中的传播特点

3、双折射
（1）双折射是所有非均质体具有的共同特征，并影响其许多光学性质。
（2）常光偏光的振动方向⊥Z晶轴，其传播速度与相应的折射率值不变。以符号“o”表示，相应的折射率以符号“No”表示。
非常光偏光的振动方向∥Z晶轴与光传播方向所构成的平面，其传播速度与折射率值随振动方向不同而改变。是非常光的折射率值，用“Ne”表示。(3)非均质体中都有一个或两个特殊方向，当光波沿这种特殊方向传播时不发生双折射，也不改变入射光波的振动特点和振动方向，这种特殊的方向称为光轴。中级晶族有一个光轴方向，称一轴晶。低级晶族有两个光轴方向，称二轴晶。
(4)双折射后，光波的振动特点和振动方向发生变化，如自然光变为偏光。思考题：
1、比较自然光、偏光。
2、比较常光和非常光。
3、比较晶体和非晶质体，均质体和非均质体。
3、折射率与速度、折射率与波长、折射率与临界角什么关系？
4、折射率的高低与哪些因素有关？第二节光率体三、非均质体的光率体将上述不同方向的圆和椭圆在空间上组合起来，就构成了一个椭球体。
它是一个以Z(c)轴(Ne轴、光轴)为旋转轴的旋转椭球体，Ne轴是长轴，即石英的光率体是一个长形旋转椭球体(2)方解石晶体的光率体构成

与石英光率体的构成方法相同，可得到方解石晶体的光率体，其No=1.658，Ne=1.468，也是一个以Ne轴(Z轴)为旋转轴的旋转椭球体，因Ne较短，是一个扁形的旋转椭球体。

从上述两个实例可以看出：

中级晶族晶体的水平结晶轴单位相等，即a＝b≠c。水平方向上（垂直Z晶轴）的光学性质相同。
这类矿物有最大和最小两个主折射率值，分别以No和Ne表示。
其它折射率值位于Ne和No之间，一般以Ne′表示。
光波振动方向∥Z轴时，相应的折射率值为Ne；光波振动方向⊥Z轴时，相应的折射率值为No；
光波振动方向斜交Z轴时，相应的折射率值为Ne′。

因此，一轴晶光率体是一个以Z轴(Ne轴、光轴)为旋转轴的旋转椭球体。3.一轴晶光率体光性的划分
当Ne>No时，为正光性；正光性光率体为长形旋转椭球体；此类晶体称为一轴晶正光性晶体(或矿物)。简称为一轴正晶，记作“一轴(+)”。
当Ne<No时，为负光性；负光性光率体为扁形旋转椭球体；此类晶体称为一轴晶负光性晶体(或矿物)。简称为一轴负晶，记作“一轴(-)”。4.一轴晶光率体的切面类型
在偏光显微镜下鉴定透明矿物时，所遇到的都是矿物晶体不同方向的切面（即不同方向的光率体切面）。
一轴晶光率体的主要切面有三种：
①垂直光轴的切面光率体为圆切面，其半径等于No，不发生双折射，基本不改变入射光波的振动特点和振动方向，相应的折射率值等于No，双折射率等于零。
②平行光轴的切面(主轴面)光率体为椭圆切面，其长短半径分别为No与Ne，光波垂直入射时，发生双折射，分解成两种偏光，其振动方向必平行椭圆切面的长短半径，其相应的折射率之差是一轴晶矿物的最大双折率。
③斜交光轴的切面光率体为椭圆切面，其长短半径分别为No与Ne′，光波垂直入射时，发生双折射，分解形成两种偏光，其振动方向必定分别平行椭圆切面长短半径；相应的折射率必定分别等于椭圆切面长短半径No与Ne′，双折射率等于椭圆长短半径No与Ne′之差，其大小递变于零与最大双折率之间。图1-13一轴晶正光性光率体的主要切面图1-14一轴晶负光性光率体的主要切面结论：
一轴晶光率体：是旋转椭球体(两轴椭球体)。
两个主轴直立轴：Ne轴(Z轴、光轴、高次对称轴)旋转轴
水平轴：No轴
主折射率Ne正光性：