晶體光學(xué)必備知識點

以上是吉林大學(xué)鴿子樓教師多年課件總結(jié)經(jīng)典內(nèi)容。體中的雙折射現(xiàn)象和光率體的構(gòu)成；難點是光性方位。光學(xué)現(xiàn)象與此有矣。同的七色光組成。且振幅相等。偏振光的過程稱偏振化。〔折射速度〕=NiaNia為介質(zhì)a對介質(zhì)i的相對折射律當介質(zhì)i為真空時Nia映，是物質(zhì)的固有屬性之一，因此它是鑒定礦物的重要光學(xué)常數(shù)之一。稱為全反射臨界角。當入射角i>時，折射光波不再進入折射介質(zhì)而全部返回到入射介質(zhì)，這種能量的突變稱為全反射。根據(jù)光在物質(zhì)中的傳播特點，可以把自然界的物質(zhì)分為光性均質(zhì)體和光性非均質(zhì)體。性均質(zhì)體：指光學(xué)性質(zhì)各方向一樣的晶體。包括等軸晶系的礦物和非晶質(zhì)物質(zhì)。而發(fā)生改變〔各向同性〕,聯(lián)系折射定律可知，均質(zhì)體的折射率只有一個。動方向不同而發(fā)生改變。因而非均質(zhì)體的折射率也因光波在晶體中的振動方向不同而改變?！?〕雙折射：光波射入非均質(zhì)體，除特殊方向外，將分解成振動方向互相垂直，傳播速度折射率：兩種偏光的折射率值之差稱為雙折射率。許多晶體光學(xué)現(xiàn)象與此有矣?！?〕光軸：光波沿非均質(zhì)體的特殊方向入射時，不發(fā)生雙折射，這種特殊的方向稱為光軸。中級晶族具有一個這樣的特殊方向，稱為一軸晶礦物；低級晶族具有兩個這樣的特殊方向，稱為二軸晶礦物。光率體是表示光波在晶體中傳播時，折射率值隨光波振動方向變化的一種立體幾何圖形或一種光性指示體。其作法是設(shè)想自晶體中心起，沿光波振動方向按比例截取相應(yīng)的折射率值，再把各個線段的端點連接起來便構(gòu)成了光率體。率值各方向相等。因此均質(zhì)體光率體是一個球體，球體的半徑代表該晶體的折射〔2〕主要切面類型：不發(fā)生雙折射。的絕對值，為一軸晶晶體的最大雙折射率。正光性；負光性?！?〕主要切面類型：1〕垂直一根光軸切面〔OA〕:圓切面。半徑3〕垂直Bxa切面：橢圓切面。對于正光性，長半徑為Nm,短半徑為Np·雙折射率等于Nm-Np;對于負光性，長半徑為4〕垂直Bxo切面：橢圓切面。正光性和負光性的長短半徑的特點與垂直Bxa切面相反。5〕斜交切面：橢圓切面。長短半徑分別為Ng'和Np'〔Ng'雙折射率等于Ng'-Np'。指光率體在晶體中的位置，即光率體主軸〔No、Ne軸或Ng、Nm、Np軸〕與結(jié)晶軸〔a、b、c軸〕之間的相互矣系。對低級晶族〔二軸晶〕礦物具有重要的鑒定意義?！ぶ屑壘ё濉惨惠S晶〕:結(jié)晶軸C軸與光軸Ne軸一致?！?〕斜方晶系：三個主軸分別平行結(jié)晶軸?！?〕單斜晶系：晶體的b軸與三個主軸之一平行?！?〕三斜晶系：三個主軸與三個結(jié)晶軸均斜交。第二章偏光顯微鏡〔透射〕偏光顯微鏡是巖礦綜合鑒定的精細光學(xué)儀器，與一般生物顯微鏡的主要區(qū)別在于安裝有兩個偏光鏡。本章教學(xué)目的是結(jié)合實物使學(xué)生了解偏光顯微鏡的根本構(gòu)成、必備附件、使用方法及養(yǎng)護規(guī)〔1〕鏡座與鏡臂：支撐顯微鏡及連接光源、物臺、鏡筒?！?〕鏡筒：連接目鏡和物鏡的部件.〔3〕物鏡轉(zhuǎn)換器：用于安裝、選擇不同倍數(shù)的物鏡。〔4〕載物臺：放置薄片用的可3600轉(zhuǎn)動的圓形平臺〔5〕焦準設(shè)備(升降系統(tǒng)):分粗調(diào)和微調(diào)，作用是調(diào)節(jié)焦距，使物象清晰?！?〕聚光鏡架：連接聚光鏡、下偏光鏡、上鎖光圈等的部件?！?〕上、下鎖光圈：控制光的通過量。〔1〕光源：分為自然光源和人工光源，目前多數(shù)顯微鏡采用人工光〔2〕下偏光鏡：在聚光鏡架底部，作用是把自然光轉(zhuǎn)變?yōu)槠狻Ｆ湔駝臃较蛞话銥闁|西向。〔3〕聚光鏡：在聚光鏡架上部，作用是把偏光轉(zhuǎn)變?yōu)殄F光，使顯微鏡處于偏光系統(tǒng)。〔4〕物鏡：由多組透鏡組成，連接在物鏡轉(zhuǎn)換器上，是決定放大倍數(shù)及成像質(zhì)量的重要部件。按放大倍數(shù)分為三類：高倍鏡〔40倍和100倍〕中倍鏡〔10倍和20倍〕、低倍鏡[和4四倍〕。倍和8倍兩種。直，可自由推入或拉出。意其內(nèi)十字絲的方向。的振動方向。偏光振動方向互相垂直。否則，需要進展調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)工作由指導(dǎo)教師來完成。偏光顯微鏡價格昂貴并且是我們?nèi)粘＝虒W(xué)和科研中必備的光學(xué)儀器。要想保證偏光顯微鏡的良好使用狀態(tài)·延長偏光顯微鏡的使用壽命，就必須精心養(yǎng)護，有矣偏光顯微鏡的使用規(guī)定及養(yǎng)護原則請參見實驗室管理規(guī)定及教科書第49頁。第三章單偏光系統(tǒng)下晶體的光學(xué)性質(zhì)單偏光系統(tǒng)是指在只使用下偏光鏡(起偏鏡)的情況下，觀察和測定礦物光學(xué)性質(zhì)的系統(tǒng)。在單偏光系統(tǒng)下，自光源發(fā)出的光波通過下偏光鏡后變成振動方向平行下偏光鏡振動方向的偏光，然后通過薄片與礦物吸收性有矣的光學(xué)性質(zhì)(顏色、多色性、吸收性等)、與礦物折射率有矣的光學(xué)性質(zhì)〔突起、閃突起、糙面、邊緣、貝克線、色散線等〕。其中難點是突起及其判斷標志?！?〕控制因素：礦物成分、內(nèi)部構(gòu)造、物化條件、晶出順序?！?〕觀察內(nèi)容：礦物自形程度、礦物單體形態(tài)、礦物集合體形態(tài)。晶狀。能正確判斷出礦物的單體形態(tài)。圖3-1同一單體不同切面形態(tài)示意圖為樹膠所充填，因礦物的折射率與樹膠不同而使解理縫得以顯現(xiàn)。云母的解理。石的解理。欖石的解理?？p的可見臨界角。論〔圖3-2A〕。相等，以此區(qū)別于裂紋。解理夾角。圖3-2切片的選擇及解理夾角的測定步驟示意圖擇性吸收的結(jié)果。注意，薄片中的顏色不同于手標本的顏色物臺轉(zhuǎn)動而發(fā)生變化，均質(zhì)體礦物這種變化不明顯而已。突起等級糙面及邊緣特征實例負高突起<糙面及邊緣顯著，提升鏡筒，貝克線移向樹膠。負低突起外表光滑，邊緣不清楚，提升鏡筒，貝克線移向樹膠。正低突起外表光滑，邊緣不清楚，提升鏡筒，貝克線移向礦物。正中突起外表略顯粗糙，邊緣清楚顯著，正高突起糙面顯著，邊緣寬而明顯，極高突起>糙面極其顯著，邊緣很寬。的鑒定特征。光線聚散不一。光線集中的一側(cè)產(chǎn)生一條亮線，稱貝克線(光帶);光線缺少的一側(cè)產(chǎn)生一否互相垂直。一、正交偏光鏡間礦片的消光現(xiàn)象及消光位·消光現(xiàn)象：礦片在正交偏光鏡間呈現(xiàn)黑暗的現(xiàn)象。按其特點分為全消光和四次消光?！と猓盒D(zhuǎn)物臺一周，均質(zhì)體或非均質(zhì)體垂直光軸切片的消光現(xiàn)象〔黑暗〕不改變。橢圓半徑有四次與下偏光鏡平行的時機，故出現(xiàn)四次黑暗〔消光〕現(xiàn)象。·消光位：非均質(zhì)體非垂直光軸切片在正交偏光鏡間處于消光現(xiàn)象時的位置。注意，礦片處于消光位時礦片光率體橢圓半徑分別與上、下偏光鏡的振動方向平行。二、正交偏光鏡間礦片的干預(yù)現(xiàn)象〔1〕干預(yù)作用：非均質(zhì)體晶體非垂直光軸的礦片，其光率體橢圓半徑與上、下偏光鏡振動方向斜交〔即礦片不在消光〕時，透過晶體分解的兩束光波，頻率相等，具有固定的光程差且在同一平面內(nèi)振動〔上偏光鏡振動面〕,因此必然發(fā)生干預(yù)作〔2〕控制因素：光程差〔R〕。如果光源為單色光，當光程差等于該單色光半波長的偶數(shù)倍時干預(yù)的結(jié)果是互相抵消而變黑暗；當光程差等于單色光半波長的奇數(shù)倍時，干預(yù)的結(jié)果于黑暗與最亮之間。位置：礦片的光率體橢圓半徑與上、下偏光鏡成450角〔礦片最明系列復(fù)雜彩色條帶的組合。即干預(yù)色。的變化，這種規(guī)律性變化叫做干預(yù)色色序。通?？梢詣澐譃樗?五外表類似的亮白色，稱高級白干預(yù)色。三、補色法則和補色器：〔1〕補色法則：在正交偏光鏡間的450位置，放置兩個互相重迭的非均質(zhì)體礦片(垂直光軸方向切片除外)·光通過這兩個礦片后它們總的光程差增減的法則。握石膏試板()、云母試板(/4)和石英楔(1-3級)的特點及應(yīng)用。第五章錐光系統(tǒng)下晶體的光學(xué)性質(zhì)本章主要內(nèi)容包括錐光系統(tǒng)的構(gòu)成及其產(chǎn)生的光學(xué)現(xiàn)象--干預(yù)圖；不同軸性、不同切面類型干預(yù)圖的特點、成因及應(yīng)用。難點是波向圖的構(gòu)成及其對干預(yù)圖成因的解釋；重點是不同切面干預(yù)圖的特點和應(yīng)用?！ゅF光系統(tǒng)的構(gòu)成：在正交偏光系統(tǒng)的根底上，參加聚光鏡并將其提升到最高位置，換用高倍物鏡，推入勃氏鏡或去掉目鏡，便構(gòu)成了錐光系統(tǒng)。點是除中央一條光波垂直入射礦片外，其余光波均傾斜入射礦片，且愈向外傾角愈大，通過礦片的距離愈長。高倍物鏡的作用：能接納較大范圍的傾斜光波，使觀察到的干預(yù)圖更完整·勃氏鏡的作用：勃氏鏡與目鏡聯(lián)合組成一個寬角度望遠鏡式不會產(chǎn)生干預(yù)圖。預(yù)圖。注意，干預(yù)圖并不是物體本身的映象。點干預(yù)圖由一個黑十字和圖5-1一軸是乖直業(yè)軸切而干硫囪士】同心環(huán)狀干涉圖不變化〔圖5-1〕注意黑十字外越來越密且干預(yù)色級序升高。一軸晶垂直光軸切面干預(yù)圖的成因可用一軸晶垂直光軸切面波向圖解釋〔圖5-1右〕。囪5-2一地縣乖直業(yè)地切而干頑圖業(yè)性符早定示色由中心向兩邊逐漸生高。丙C亞行業(yè)地切而工項網(wǎng)了十1沖白肉〔1〕垂直Bxa切面干預(yù)圖的特點〔圖5-4〕在光軸面跡線方向黑臂較細，且在兩光軸出露點處最細；在Nm無干預(yù)色色環(huán)。圖5-4垂直銳角等分線切面不同位置的干預(yù)圖互換了位置。視域中心。及卵形干預(yù)色色環(huán)，黑臂最細的地方為光軸出露點.光軸的出露點，凸向Bxa的出露方位.變化重復(fù)出現(xiàn)。2V大小。和垂直Bxa切面干預(yù)圖的應(yīng)用大體一樣。閃圖。一個粗大模糊的黑十字，幾乎充滿視域.Bxa方向上的兩個象限，干預(yù)色降低，沿Bxo方向的兩個象限干預(yù)色升高.光性正負。.干預(yù)圖特征與垂直Bxa切面干預(yù)圖形相似只是黑十字顯得更大而吸收性、突起等級。類型。的選擇表6-1常用定向切片特點及可測光學(xué)常數(shù)簡表切片類型單偏光正交偏光錐光可測常數(shù)無色有色垂直光軸切片當該礦物具有閃突起時，該礦全消光。轉(zhuǎn)動物臺其明暗變化一軸晶干預(yù)圖由黑十字和干預(yù)色圈組成，轉(zhuǎn)動物臺360°圖色及折射率值、軸性、光性符號、二軸晶光軸角及平行光軸或光軸面切片當該礦物具有閃突起時，該礦片閃突起最明顯多色性明顯干預(yù)色最高閃圖的顏色及折射率最大雙折射率，C?Ng[單斜輝石及閃石。Nmllb〕在錐光鏡下呈現(xiàn)各種不同的干預(yù)圖。閃突起及包裹體等特征。型.4、查閱光性礦物鑒定表(P168),確定出礦物名稱。第七章常見造似礦物的區(qū)別。