晶體光學(xué)基礎(chǔ)Word版

1、1 / 18晶體光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)晶體光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)日光、燈光、燭光等是自然光。日光為紅橙黃綠藍(lán)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(zhǎng)(范圍)之間，單色光之間是逐漸過渡的。從紅光波長(zhǎng) 770nm 至紫光波長(zhǎng) 390nm(黃光波長(zhǎng) 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(gè)波峰連著一個(gè)波谷為波長(zhǎng)(汪，p1)，波峰和波谷的高為振幅，光波一波又一波不斷重復(fù)向前傳送，若令每一波從波谷至波峰中點(diǎn)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(gè)波中某點(diǎn)的瞬時(shí)位置，如1/4 波長(zhǎng)就位于波谷。光波掁動(dòng)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(zhì)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(zhì)為光疏介質(zhì)，反之為光密介質(zhì)。水相對(duì)于空氣為光密介質(zhì)，相對(duì)于玻璃/晶體為光疏介質(zhì)。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(duì)折射率 sini/sinrco/VrN相對(duì)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(zhì)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(zhì)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(jié)構(gòu)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(zhǎng)石，折射率逐漸下降。均質(zhì)體只有一個(gè)主折射率，非均質(zhì)體一軸晶有兩個(gè)主折射率 Ne，No，二軸晶有三個(gè)主折射率 Ng，Nm，Np。一般聽說折射率是指黃光波長(zhǎng)(相當(dāng)于白光平均波長(zhǎng))的折射率。礦物相對(duì)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(yīng)等觀察作判斷。此外，均質(zhì)體與非均質(zhì)體、一軸晶與二軸晶、光性正負(fù)、雙折射率、光軸角等光學(xué)常數(shù)測(cè)定都與折射率值有關(guān)。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(dòng)方位；偏光在垂直其傳播方向只有一組平行的掁動(dòng)方向。兩者入射均質(zhì)體后性質(zhì)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(zhì)體礦物后都要分解成兩朿傳播速度不同、振動(dòng)方向相互垂直的偏光，這就是非均質(zhì)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(dòng)垂直入射面振動(dòng)，非常非常光光 Ne 平行入射面振動(dòng)。平行入射面振動(dòng)。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(huì)改変其行進(jìn)方向和傳播速度。而當(dāng)光與光軸斜交/垂直入射時(shí)，入射光與光軸組成入射面，一軸晶形成一個(gè)入射面，二軸晶形成二個(gè)入射面，這兩個(gè)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(dòng)(汪，p10)，中等主折射率 Nm 在垂直兩光軸的圓切面交線振動(dòng)。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(guān)

6、系自然光的振動(dòng)方向與傳播方向相互垂直自然光（A）和偏振光（B）的振動(dòng)方向特點(diǎn)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(zhǎng)關(guān)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(zhì)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(dòng)方向互相垂直的兩種偏光一軸晶正光性光率體的構(gòu)成一軸晶負(fù)光性光率體的構(gòu)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(fù)光性高級(jí)晶族晶體（均質(zhì)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(zhǎng)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(zhǎng)石、獨(dú)居石三斜晶系的光性方位圖薔薇輝石、硅灰石、微斜長(zhǎng)石正交偏光鏡的裝置及光學(xué)特點(diǎn)兩束光波干涉示意圖A相長(zhǎng)干涉；B相消干涉虛線為合成結(jié)果礦片上光率體橢圓半徑與AA、PP斜交時(shí)，偏光通過礦片及到達(dá)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(bǔ)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(gè)點(diǎn)上，經(jīng)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(hào)的測(cè)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（