均質(zhì)體與非均質(zhì)體.ppt

1、,寶石的物理性質(zhì),光學(xué)性質(zhì)(一) (均質(zhì)體與非均質(zhì)體),設(shè)計(jì)者 謝意紅,復(fù)習(xí),當(dāng)光波從一種介質(zhì)傳到另一種介質(zhì)時(shí)，其傳播速度和方向會(huì)發(fā)生改變,這種現(xiàn)象叫折射。光在入射介質(zhì)中的傳播速度與折射介質(zhì)中的傳播速度之比，等于入射角正弦與折射角正弦之比。即 1/ 2=sini/sinr=n =n2/n1 當(dāng)兩種介質(zhì)一定時(shí)，n為一常數(shù)，稱為折射介質(zhì)相對(duì)入射介質(zhì)的相對(duì)折射率。,n1(光蔬質(zhì)),n2(光密質(zhì)),i,r,均質(zhì)體和非均質(zhì)體,1.雙折射和單折射,冰洲石下的繩子有兩個(gè)像,玻璃下的繩子只有一個(gè)像,雙折射,單折射,思考： 雙折射、單折射產(chǎn)生的原因,要了解雙折射、單折射產(chǎn)生的原因，必須先知道“均質(zhì)體”和“非均質(zhì)

2、體,觀察現(xiàn)象,根據(jù)光學(xué)性質(zhì)不同，將寶 石礦物分為均質(zhì)體和非均質(zhì)體。,2.均質(zhì)體和非均質(zhì)體,均質(zhì)體：等軸晶系和非晶質(zhì)寶石的光學(xué)性質(zhì)各方向相同稱為均質(zhì)體。如鉆石、玻璃等。均質(zhì)體只有一個(gè)折射率。 光波在均質(zhì)體中傳播時(shí)，其振動(dòng)特點(diǎn)和振動(dòng)方向基本不改變。這一現(xiàn)象稱單折射。,自然光A進(jìn)入均質(zhì)體后仍為自然光，偏振光B進(jìn)入均質(zhì)體后仍為偏振光，且其振動(dòng)方向不改變。,2.均質(zhì)體和非均質(zhì)體,非均質(zhì)體：中級(jí)晶族和低級(jí)晶族寶石的光學(xué)性質(zhì)隨方向而異稱為非均質(zhì)體。非均質(zhì)體的折射率值有多個(gè)。如紅寶石、橄攬石等。 光波進(jìn)入非均質(zhì)體寶石時(shí)，除特殊方向外，一般分解成振動(dòng)方向互相垂直、傳播速度不等的兩束偏振光。這一現(xiàn)象稱雙折射。光波

3、沿非均質(zhì)體的特殊方入射時(shí)不發(fā)生雙折射，這特殊方向?yàn)楣廨S方向。中級(jí)晶族寶石只有一個(gè)光軸方向，稱為一軸晶；低級(jí)晶族寶石有兩個(gè)光軸方向，稱為二軸晶。,自然光在非均質(zhì)體中的傳播,2.均質(zhì)體和非均質(zhì)體,均質(zhì)體、非均質(zhì)體與晶系的關(guān)系及光在均質(zhì)體和非 均質(zhì)體中的傳播特點(diǎn),均質(zhì)體等軸晶系單折射 (一個(gè)折射率),非光軸方向入射產(chǎn)生雙折射分解成振動(dòng)方向互相垂直的兩束偏振光,非均質(zhì)體,一軸晶 (2個(gè)主折射率),二軸晶 (3個(gè)主折射率),自然光進(jìn)自然光出 偏振光進(jìn)偏振光出,三斜晶系 單斜晶系 斜方晶系,三方晶系 四方晶系 六方晶系,光軸方向入射： 自然光進(jìn)自然光出 偏振光進(jìn)偏振光出,3.光率體,光率體是表示光波在晶體

4、中傳播時(shí)，折射率值隨光波振動(dòng)方向變化的一種立體幾何圖形。其具體作法是：設(shè)晶體中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，將晶體不同方向的折射率值投影在一個(gè)三維坐標(biāo)系，各投影點(diǎn)的軌跡構(gòu)成該晶體的光率體。,均質(zhì)體的光率體是一個(gè)圓球體，通過(guò)球體中心任何方向的切面都是圓切面，其半徑代表均質(zhì)體寶石的折射率值，均質(zhì)體寶石只有一個(gè)折射率值。,一軸晶光率體是一個(gè)以直立軸為旋轉(zhuǎn)軸的橢球體，直立軸代表光軸方向，該方向的折射率值為非常光的折射率，用Ne表示。垂直光軸的圓切面各方向的折射率值相等，為常光的折射率，用No表示。No小于Ne時(shí)為正光性，No大于Ne時(shí)為負(fù)光性。雙折率等于Ne-No的絕對(duì)值。,負(fù)光性(Ne No),正光性(Ne No)

5、,3.光率體,二軸晶光率體為一個(gè)三軸不等的橢球體。橢球體的三個(gè)主軸代表二軸晶寶石的三個(gè)主要光學(xué)方向，稱為光學(xué)主軸。三個(gè)主軸的相應(yīng)折射率值分別用Ng、Nm、Np表示，其中NgNmNp。Ng-Nm大于Nm-Np時(shí)為正光性，Ng-Nm小于Nm-Np時(shí)為負(fù)光性。雙折率等于Ng-Np的絕對(duì)值。,相關(guān)知識(shí),寶石的均質(zhì)性或非均質(zhì)性可用寶石鑒定儀器折光儀和偏光鏡檢測(cè)，用折光儀還可檢測(cè)非均質(zhì)體寶石是一軸晶或二軸晶,思考,利用網(wǎng)站資源學(xué)習(xí)探討、交流,知識(shí)應(yīng)用,(1)常見(jiàn)均質(zhì)體寶石有哪些？常見(jiàn)非均質(zhì)體寶石有哪些？,均質(zhì)體寶石 鉆石、石榴石、尖晶石、歐泊、螢石,非均質(zhì) 體寶石,紅寶石、藍(lán)寶石、祖母綠、海藍(lán)寶石 電氣石

6、 水晶 鋯石等,一軸晶,二軸晶,金綠寶石 橄欖石 黃玉 月光石 日光石 透輝石 堇青石等,2.哪些非均質(zhì)體寶石的雙折射率高(雙折率0.03)，放大觀察雙折射率高的寶石可見(jiàn)什么現(xiàn)象？對(duì)于雙折射率高的寶石，切磨時(shí)一般怎樣定向？為什么？,橄欖石、電氣石、鋯石、合成碳化硅的雙折率高，將這些寶石磨成刻面型，從一定方向觀察，可見(jiàn)底部刻面棱的重影，這“一定方向”為垂直光軸方向(No或Nm方向) ，因?yàn)榇怪惫廨S方向的切面上雙折率最大，一軸晶寶石垂直光軸的切面為Ne-No面；二軸晶寶石垂直光軸的切面為Ng-Np面。,No(Nm),垂直光軸方向切面,一軸晶,二軸晶,Ne,No,Ng,Np,合成碳化硅重影,2.哪些

7、非均質(zhì)體寶石的雙折射率高(雙折率0.03)，放大觀察雙折射率高的寶石可見(jiàn)什么現(xiàn)象？對(duì)于雙折射率高的寶石，切磨時(shí)一般怎樣定向？為什么？,光軸方向,切磨雙折射率高的寶石時(shí)，應(yīng)將其臺(tái)面垂垂直光軸方向，這樣從臺(tái)面觀察寶石就不會(huì)看到底部刻面棱重影，寶石就顯得更清澈、透明。因?yàn)榇怪惫廨S的切面為圓切面(如下圖)，各方向的折射率相等，光波垂直這種切面入射時(shí)，不產(chǎn)生雙折射。,垂直光軸的切面,一軸晶,二軸晶,No,No,Nm,Nm,演示,將繩子放在冰洲石下，變換冰洲石角度，隨著冰洲石角度的變化，繩子兩個(gè)影像之間的距離會(huì)發(fā)生寬窄變化，轉(zhuǎn)動(dòng)到某一方向時(shí)，繩子只有一個(gè)影像。當(dāng)繩子的兩個(gè)影像分得最開(kāi)時(shí)，壓在繩子上的面為Ne-No切面；當(dāng)繩子只有一個(gè)影像時(shí)，壓在繩子上的面為圓切面(垂直光軸)。,關(guān)于冰洲石 冰洲石即方解石晶體，菱面體晶形，三方晶系，一軸晶負(fù)光性，雙折率是0.172。,小結(jié),單折射均質(zhì)體(一個(gè)折射率)