晶體光學(xué)成都理工

晶體光學(xué)成都理工第1頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)光的性質(zhì)

1、光是一種電磁波。光既有粒子性，又有波動(dòng)性。

2、光波是一種橫波，光波的振動(dòng)方向垂直傳播方向。

3、1mm(毫米)=1000000nm(納米)。第2頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)光的折射與折射率1、光的折射現(xiàn)象2、折射定律：Vi/Vr=sini/sinr=Ni真空或空氣礦物等法線r第3頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月

3、折射率的幾個(gè)問題：

⑴N稱為折射介質(zhì)對(duì)入射介質(zhì)的相對(duì)折射率。如果入射介質(zhì)為真空或空氣，則稱N為絕對(duì)折射率，簡(jiǎn)稱為折射率。⑵N與光波在介質(zhì)中的傳播速度成反比，即介質(zhì)中光的傳播速度愈大，折射率愈小。⑶介質(zhì)的折射率N與介質(zhì)的密度有關(guān)。對(duì)于硅酸鹽礦物來說，與其晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)，島狀構(gòu)造的橄欖石→單鏈構(gòu)造的輝石→層狀構(gòu)造的云母，N遞減。第4頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)自然光與偏光

1、自然光在垂直光波傳播方向的平面內(nèi)，各個(gè)方向都有等幅的光振動(dòng)。如太陽光、燈光等。2、偏振光在垂直光波傳播方向的某一固定方向上振動(dòng)的光波。偏振光振動(dòng)方向與傳播方向所構(gòu)成的平面稱為振動(dòng)面。第5頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)光在均質(zhì)體和非均質(zhì)體中的傳

播特點(diǎn)1

光性均質(zhì)體（光學(xué)性質(zhì)各個(gè)方向相同）

⑴光波在均質(zhì)體中傳播時(shí)，無論在任何方向振動(dòng)，傳播速度與折射率值不變。

⑵光波入射均質(zhì)體發(fā)生單折射現(xiàn)象，不發(fā)生雙折射也不改變?nèi)肷涔獾恼駝?dòng)性質(zhì)。入射光為自然光，折射光仍為自然光。入射光為單偏光，折射光仍為單偏光。第6頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月2光性非均質(zhì)體（光學(xué)性質(zhì)隨方向而異）

⑴光波在非均質(zhì)體中傳播時(shí)，傳播速度和折射率值隨振動(dòng)方向的不同而發(fā)生改變。⑵光波入射非均質(zhì)體，除特殊方向以外，會(huì)改變其振動(dòng)特點(diǎn)，分解成為振動(dòng)方向互相垂直，傳播速度不同，折射率不等的兩條偏振光，這種現(xiàn)象就稱為雙折射。第7頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月oe冰洲石第8頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月

兩條偏光折射率值之差，稱為雙折射率。這兩條偏光之一振動(dòng)方向垂直光軸，稱為常光（o），另一偏光的振動(dòng)方向垂直常光的振動(dòng)方向稱為非常光（e）.

⑶光在非均質(zhì)體中某一個(gè)或兩個(gè)特殊方向傳播時(shí),不發(fā)生雙折射,這種特殊的方向,就稱為光軸。

第9頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月

中級(jí)晶族有一個(gè)這樣的特殊方向，稱為一軸晶。

低級(jí)晶有兩個(gè)這樣的特殊方向，稱為二軸晶。

⑷光波在非均質(zhì)體中傳播時(shí)，決定傳播速度及相應(yīng)折射率值大小的是光波在晶體中的振動(dòng)方向而不是傳播方向。第10頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)光率體

光率體是表示光波在晶體中傳播時(shí)，光波的振動(dòng)方向與相應(yīng)折射率值之間關(guān)系的光學(xué)立體圖形（光性指示體）。1均質(zhì)體光率體如石榴子石、玻璃等。⑴均質(zhì)體光率體是一個(gè)圓球體。⑵切面為圓切面，半徑代表礦物的折射率值(N)。第11頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月2一軸晶光率體如石英、方解石等礦物的光率體。Ne—非常光的折射率值。No—常光的折射率值。Ne′—數(shù)值變化于Ne與No之間的非常光的折射率值。第12頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月

⑴一軸晶光率體的構(gòu)成

一軸正晶光率體（以石英為例）

一軸負(fù)晶光率體。與一軸正晶光率體相似，但圖形為扁形。

第13頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月不發(fā)生雙折射發(fā)生雙折射第14頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月

⑵一軸晶光率體的主要特征

①一軸正晶光率體：以Z軸為旋轉(zhuǎn)軸的長(zhǎng)形旋轉(zhuǎn)橢球體，光波平行光軸振動(dòng)時(shí)的折射率總是比垂直光軸振動(dòng)時(shí)的折射率大，Ne＞No。

②一軸負(fù)晶光率體：以Z軸為旋轉(zhuǎn)軸的扁形旋轉(zhuǎn)橢球體，光波平行光軸振動(dòng)時(shí)的折射率總是比垂直光軸振動(dòng)時(shí)的折射率小，Ne＜No。第15頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月

②Ne與No為一軸晶礦物折射率的最大值與最小值，稱為主折射率。Ne與No之差值（Ne-No）為一軸晶礦物最大雙折率。Ne一定直立；No一定水平。⑶主要切面特征①垂直光軸切面圓切面，半徑等于No，光波垂直這種切面入射時(shí)，不發(fā)生雙折射。折射率為No。第16頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月

②平行光軸切面橢圓切面，半徑分別等于No與Ne，光波垂直這種切面入射時(shí)，發(fā)生雙折射，分解成為兩條偏光，其振動(dòng)方向分別平行橢圓切面長(zhǎng)、短半徑，其相應(yīng)的折射率分別等于橢圓切面的長(zhǎng)、短半徑No與Ne，No-Ne是一軸晶礦物最大雙折率。第17頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月

③斜交光軸切面橢圓切面，半徑分別等于No與Ne′，光波垂直這種切面入射時(shí)，發(fā)生雙折射，折射率分別等于橢圓切面的長(zhǎng)、短半徑No與Ne′重點(diǎn)：光波垂直入射圓切面，不發(fā)生雙折射。垂直入射橢圓切面，發(fā)生雙折射。第18頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月第19頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月3二軸晶光率體如橄欖石、透輝石、斜長(zhǎng)石的光率體。⑴二軸晶光率體的構(gòu)成

以橄欖石為例。⑵二軸晶光率體的主要特征①二軸晶光率體為三軸不等的橢球體。第20頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月

②Ng、Nm、Np代表這類礦物大、中、小三個(gè)主折射率。遞變于Ng與Nm之間的折射率值用Ng′表示，遞變于Nm與Np之間的折射率值用Np′表示。

光軸（OA）：光波沿著這個(gè)方向入射，不發(fā)生雙折射，對(duì)應(yīng)切面為圓切面，二軸晶有兩個(gè)光軸。

光軸角（2V）：兩個(gè)光軸之間的銳角。

光軸面（Ap）：包括兩根光軸的面。

銳角等分線（Bxa）：兩個(gè)光軸之間的銳角等分線。

鈍角等分線（Bxo）：兩個(gè)光軸之間的鈍角等分線。第21頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月正光性:Ng-Nm>Nm-Np

或Bxa=Ng,Bxo=Np負(fù)光性:Ng-Nm<Nm-Np

或Bxa=Np,Bxo=Ng

第22頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月

⑶二軸晶光率體主要切面特征①垂直光軸切面圓切面，半徑等于Nm，光波垂直這種切面入射時(shí)，不發(fā)生雙折射。折射率為Nm。第23頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月

②平行光軸面切面橢圓切面，半徑分別等于Ng與Np，光波垂直這種切面入射時(shí)，發(fā)生雙折射，雙折射率等于橢圓半徑之差，Ng-Np是二軸晶礦物最大雙折率。③其它切面橢圓切面，發(fā)生雙折射，長(zhǎng)、短半徑不同。第24頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月第25頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月第六節(jié)光性方位

光性方位：光率體主軸