晶體光學基礎Word版

1、1 / 18晶體光學基礎知識晶體光學基礎知識日光、燈光、燭光等是自然光。日光為紅橙黃綠藍青紫的混合光。太陽光照到、通過三角形棱可以分離出這七種單色光(汪，p56)，單色光都有確定的波長(范圍)之間，單色光之間是逐漸過渡的。從紅光波長 770nm 至紫光波長 390nm(黃光波長 580nm)為可人眼可見光的范圍。光是電磁波，可見光為電磁波譜中的一小部分(汪，p2)?？梢姽庠陔姶挪ㄗV中的位置光波像一般波一樣，有波峰波谷，一個波峰連著一個波谷為波長(汪，p1)，波峰和波谷的高為振幅，光波一波又一波不斷重復向前傳送，若令每一波從波谷至波峰中點為 0 值向峰值 1變化，再向 0 值變化，最后抵谷值1，

2、這種變化服從正弦周期変化規(guī)律。所謂相位即指在一個波中某點的瞬時位置，如1/4 波長就位于波谷。光波掁動方向垂直光的傳播方向，為橫波。光在真空、空氣、水、玻璃等介質中作直線傳播，但速度有所不同：光速在真空中 3.0108m/s(空氣近似于真空)，在水中為其 3/4，在玻璃中速度更小。光傳播速度快的介質為光疏介質，反之為光密介質。水相對于空氣為光密介質，相對于玻璃/晶體為光疏介質。光折射和全反射(汪，p4)( 林，p8 圖)折射率折射率(汪，p5)Nsini/sinrNr/ Ni絕對折射率 sini/sinrco/VrN相對折射率 sini/sinrVi/VrNsinr/siniVr/ ViNi/

3、Nr真空折射率為 1，空氣折射率 1.00029，光在其他液體和固體介質中傳播速度總是小干真空中的傳播速度，故晶的折射率大于 1，大多數(shù)透明礦物折射率介于 1.3-2.4 之間。折射率反映老光在介質中傳播速度，傳播速度越大(越快) ，折射率越??；反之，傳播速度越小，(越：慢) ，折射率越大。折射率的大小隨晶體結構緊宻程度而降低：由島狀橄欖石-單鏈輝石-雙鏈角閃石-層狀云母-架狀長石，折射率逐漸下降。均質體只有一個主折射率，非均質體一軸晶有兩個主折射率 Ne，No，二軸晶有三個主折射率 Ng，Nm，Np。一般聽說折射率是指黃光波長(相當于白光平均波長)的折射率。礦物相對折射率大小可以通過糙面、突

4、起、貝克線、洛多奇尼可夫色散效應等觀察作判斷。此外，均質體與非均質體、一軸晶與二軸晶、光性正負、雙折射率、光軸角等光學常數(shù)測定都與折射率值有關。自然光與偏光的區(qū)別：自然光垂直其傳播方向橫波有無數(shù)同掁幅、不同方向的掁動方位；偏光在垂直其傳播方向只有一組平行的掁動方向。兩者入射均質體后性質依舊。黃光/白光在非均體中傳播-雙折射雙折射(汪，p8)無論入射光是自然光還是偏光，射入非均質體礦物后都要分解成兩朿傳播速度不同、振動方向相互垂直的偏光，這就是非均質礦的雙折射現(xiàn)象雙折射現(xiàn)象。常光常光 No 總是垂直入射面振動垂直入射面振動，非常非常光光 Ne 平行入射面振動。平行入射面振動。樹膠折射率 1.54

5、冰洲石(透明方解石) No1.0658，Ne1.486，N0.172石英 No1.553，Ne1.544，N0.009橄欖石 Ng1.692，Nm1.674，Np1.653，N0.039一軸晶有一根光軸(OA) ，二軸晶有二根光軸(OA), 光沿光軸方向入射，不會改変其行進方向和傳播速度。而當光與光軸斜交/垂直入射時，入射光與光軸組成入射面，一軸晶形成一個入射面，二軸晶形成二個入射面，這兩個入射面相交。二軸晶最大(Ng)和最小(Np)主折射率在其交角平分線的面置(方位) 振動(汪，p10)，中等主折射率 Nm 在垂直兩光軸的圓切面交線振動。光率體和光干涉圖像電磁波的電矢量和磁矢量與傳播方向的關

6、系自然光的振動方向與傳播方向相互垂直自然光（A）和偏振光（B）的振動方向特點示意圖自然光（A）通過偏光片（B）變成了偏光（C）尼科爾棱鏡折射角與光波波長關系示意圖r.紅光折射線，v.紫光折射線光的反射、全反射及折射現(xiàn)象光波垂直均質體礦片入射示意圖A自然光；B偏光冰洲石的雙折射現(xiàn)象振動方向互相垂直的兩種偏光一軸晶正光性光率體的構成一軸晶負光性光率體的構成石英、方解石晶體及其光率體A石英；B方解石二軸晶光率體及其主軸、主切面、圓切面、光軸和光軸面A正光性；B負光性高級晶族晶體（均質體）的光性方位圖石英、方解石光性方位圖橄欖石、普通角閃石、斜長石光性方位圖斜方晶系的光性方位橄欖石、硅鎂石、黃玉重晶石

7、、紫蘇輝石、堇青石單斜晶系光性方位圖透輝石、正長石、獨居石三斜晶系的光性方位圖薔薇輝石、硅灰石、微斜長石正交偏光鏡的裝置及光學特點兩束光波干涉示意圖A相長干涉；B相消干涉虛線為合成結果礦片上光率體橢圓半徑與AA、PP斜交時，偏光通過礦片及到達上偏光鏡的分解情況A立體圖；B偏光矢量分解平面圖米歇爾列維干涉色色譜表補色法則示意圖A同名半徑平行；B異名半徑平行兩種不同形態(tài)的透射光聚光鏡將一束平行光聚焦于礦物晶體幾何中心一個點上，經過雙折射作用，形成了干涉圖不同放大倍數(shù)的物鏡能接納的傾斜光錐范圍不同，所觀察到的干涉圖也不一樣一軸晶垂直光軸切面干涉圖（礦片厚度相同）A雙折射率較小的礦物；B雙折射率較大的礦物一軸晶礦物光性符號的測定垂直Bxa切面干涉圖中干涉色色圈成因示意圖（上為平面體，下為立體圖）二軸晶正光性晶體（