第一講：晶體光學(xué)基礎(chǔ)

晶體光學(xué)主要是研究可見光通過透明礦物晶體時(shí)的一些光學(xué)現(xiàn)象及其變化規(guī)律，由于不同的晶體其光學(xué)性質(zhì)不同，從而可以從其不同的光學(xué)特征達(dá)到鑒定礦物的目的。晶體光學(xué)及光性礦物學(xué)一、光的波動(dòng)性

二、光的拆射與全反射

三、自然光與偏振光

四、光波在均質(zhì)體與非均質(zhì)體

中的傳播特點(diǎn)

五、光率體

六、光性方位

七、色散

第一講：晶體光學(xué)基礎(chǔ)一、光的波動(dòng)性

1.光波的傳播特點(diǎn)是一種電磁波，傳播方向與振動(dòng)方向垂直unite（單位）:1nm(納米)=10-9m(1mμ==10?)紫外紅外紫蘭綠黃橙紅3904305005705906507702.可見光的波長(zhǎng)范圍二、光的拆射與全反射

REFRACTIONANDREFLECTION折射率：N=Vi/Vr=Sini/Sinr.折射：由光疏物質(zhì)進(jìn)入光密物質(zhì)，折向光法線由光密物質(zhì)進(jìn)入光疏物質(zhì)，折離光法線irNiNrNi<NrirNi>NrNrNi1.折射φNrNiNi>NrΦ為全反射臨界角2.全反射*光波由光密物質(zhì)進(jìn)入光疏物質(zhì)，當(dāng)入射角增大到某一臨界角Φ時(shí)，會(huì)產(chǎn)生全反射，據(jù)此原理，在已知Ni時(shí)，測(cè)出Φ值就能測(cè)出Nr三、自然光與偏振光1.自然光2.偏振光在垂直傳播方向的平面內(nèi)各個(gè)方向上都有等幅的光振動(dòng)

只在垂直傳播方向的某一固定方向上振動(dòng)（1）Reflection3.偏光化作用(Polarization)反射、折射、雙折射、選擇性吸收可使自然光轉(zhuǎn)變?yōu)槠窆狻Ｗ匀还馔ㄟ^反射可形成振云方向平行反射面的單偏光

（2）SelectiveAbsorption非均質(zhì)體礦物和某些人工合成物質(zhì)只充許特定振動(dòng)方向的光波通過，而其它方向振動(dòng)的光波被吸收（3）

Refraction(折射與雙折射)自然光通過礦物時(shí),可產(chǎn)生折射(均質(zhì)體),或雙折射,形成偏振光四、光波在均質(zhì)體與非均質(zhì)體中的傳播特點(diǎn)

1.均質(zhì)體指光學(xué)性質(zhì)各個(gè)方向相同的物質(zhì)，如玻璃質(zhì)和等軸晶系的礦物傳播速率不因振動(dòng)方向的不同而改變，任何方向振動(dòng)的光波只有一個(gè)相同的折射率自然光仍為自然光，偏振光仍為振動(dòng)方向基本不變的偏振光2.非均質(zhì)體

光學(xué)性質(zhì)因方向而異的礦物，即除等軸晶系以外的所有其它晶系的礦物傳播速度隨光波的振動(dòng)方向而變。除特殊方向外均要發(fā)生雙折射，分解成兩個(gè)振動(dòng)方向不同、傳播速度不同、折射率不等的兩種偏光。方解石雙折射的例子3.與非均質(zhì)體有關(guān)的幾個(gè)概念：雙折射率：光波進(jìn)入非均質(zhì)體后分解的兩偏光的折射率之差光軸(OA)：光波沿非均質(zhì)體礦物的特殊方向入射，不發(fā)生雙折射，基本不改變?nèi)肷涔獠ǖ恼駝?dòng)方向，這一特殊方向稱為光軸。一軸晶：只有一個(gè)光軸的礦物，即中級(jí)晶軸的礦物。二軸晶：有二個(gè)光軸的礦物，即低級(jí)晶軸的礦物。五、光率體是表示光波在晶體中傳播時(shí)，折射率值隨光波振動(dòng)方向而變化的一種光性指示體光率體構(gòu)成示意圖1.均質(zhì)體光率體

不同方向振動(dòng)的光波折射率相等，所以為球體2.一軸晶光率體

形態(tài)：旋轉(zhuǎn)橢球體，旋轉(zhuǎn)軸與結(jié)晶軸C軸一致

平行于結(jié)晶軸C軸方向入射的光波,在垂直于C軸的平面內(nèi)振動(dòng)，折射率為No，不產(chǎn)生雙折射。因此C軸與光軸一致。

垂直于C軸入射的光波，將解為平行和垂直于C軸振動(dòng)的兩種偏光，前者折射率為Ne，后者為No。NeNoNe>No,正光性光率體NeNoNe<No,負(fù)光性光率體光率體要素：有No和Ne兩個(gè)主折射率，或光率體橢球半徑，介于之間者為Ne’Ne–No絕對(duì)值稱最大雙折射率有一個(gè)光軸（OA），方向與Ne和結(jié)晶軸C軸相同NeNoNe’NoNo主要切面及其意義垂直O(jiān)A切面：半徑為No的圓切面，可測(cè)定No的顏色和折射率，軸性及光符平行OA的切面：半徑為Ne、No的橢圓切面，因含光軸，又稱光軸面（OP），可測(cè)Ne、No的折射率和顏色，礦物的最大雙折射率NeNoNoNe斜交光軸的切面：半徑為Ne’、No的橢圓切面，可測(cè)No的折射率和顏色，當(dāng)斜交角較小時(shí)，可用來確定光性符號(hào)Ne’NoNoNe‘NoNeNoNe’NoNoNeNoNe‘垂直O(jiān)A切面平行OA的切面斜交光軸的切面正光性負(fù)光性連圖3.二軸晶光率體光率體形態(tài)：三軸（半徑）不等的橢球體,三個(gè)橢圓半徑分別為Ng、Nm、Np。Ng>Nm>Np光率體要素：

有三個(gè)與橢球體半徑一致的主折射率：

Ng(>Ng’>)Nm(>Np’>)Np有兩個(gè)光軸（OA）兩個(gè)光軸間的銳角夾角稱為光軸角，用2V表示銳角的平分線稱為Bxa,可是Ng,也可是Np，鈍角平分線為Bxo包含兩個(gè)光軸的切面稱為光軸面，用AP表示NgNpNm光性正負(fù)之分正光性：Ng=Bxa,光軸角表示為(+)2V負(fù)光性:Np=Bxa,光軸角表示為(-)2V正負(fù)光性的判別還可用近似的判別公式:正光性：Ng-Nm>Nm-Np負(fù)光性:Ng-Nm<Nm-Np2VNp=Bxa2VNg=Bxa(+)(-)主要切面及意義:⊥ＯＡ切面：半徑為Nm的圓切面，可測(cè)Ｎm的顏色和折射率， 錐光下可測(cè)軸性和光符，光軸角大小?！危粒星忻妫喊霃綖椋蝕和Np橢圓,可測(cè)Ｎg和Np的顏色、折射率、最大雙折率和最高干涉色⊥Bxa切面:NmNp(+)NmNg(-)面，是在錐光鏡下確定光符和2V大小的重要切面⊥Bxo切面:NmNp(-)NmNg(+)面斜切面：NmNp’、NmNg’Ng’Np’面Ng=Bxa(+)OANmBxa=NgNm六、光性方位光率體主軸與結(jié)晶軸之間的關(guān)系稱為光性方位。1.中級(jí)晶族（一軸晶）：光軸（OA）=Ne=高次對(duì)稱軸2.低級(jí)晶族（二軸晶）(1)斜方晶系：三個(gè)光率體主軸與三個(gè)結(jié)晶軸分別一致。

(2)單斜晶系：結(jié)晶軸Y軸為二次對(duì)稱軸，與光率體主軸之一重合，其余兩結(jié)晶軸與光率體主軸斜交。

(3)三斜晶系：結(jié)晶軸與光率體軸全部斜交七、色散

不同色光在同一介質(zhì)中表現(xiàn)出光學(xué)性質(zhì)差異的現(xiàn)象，叫色散(1)折射率色散：折射率隨光波波長(zhǎng)不同而變化(2)雙折率色散：雙折射率隨光波波長(zhǎng)不同而變化，常產(chǎn)生異常干涉色(3)光率體色散：光率體因雙折率色散而發(fā)生幾何形態(tài)的變化,甚至光性正負(fù)發(fā)生變化。Lighttravellingalongthec-axisisabletovibratefreelyinanydirectionwithinthe001or0001plane.Nopre