晶體光學(xué)基礎(chǔ)精品課件

1、晶體光學(xué)基礎(chǔ)第1頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四幾個重要的基本概念（2）光軸：非均質(zhì)體中光波沿其入射不發(fā)生雙折射的方向，用OA表示。一軸晶：其中只有一根OA的晶體。（中級晶族晶體屬此類）二軸晶：其中有兩根OA的晶體。（低級晶族晶體屬此類）常光： 光波射入一軸晶發(fā)生雙折射分解的兩束偏光中，傳播速度（晶體折射率）不隨振動方向不同而改變的那束偏光，以符號“o”表示。非常光：相對于常光的另一束偏光，以符號“e”表示。雙折率：雙折射產(chǎn)生的兩偏光對應(yīng)折射率之差：N2N1第2頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四思考題1. 偏振光一定具有單色性嗎？2. 礦物的折射率

2、受哪些因素的影響？3. 如何理解光在不同晶族晶體中的傳播特點？4.自然光射入非均質(zhì)體一般將分解成兩束偏光；偏光入射，情況會怎樣？ 不同礦物的折射率是不同的；同一礦物的折射率也將隨其結(jié)構(gòu)對稱程度不同而變化，即在礦物的不同結(jié)構(gòu)方向上對應(yīng)著不同的折射率。光在晶體中的傳播特點取決于晶體中質(zhì)點的種類（性質(zhì)）和排列。本質(zhì)在于礦物的折射率和光在晶體中的傳播特點是光與礦物作用的結(jié)果。第3頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四小 結(jié)光率體：用來表示晶體中任意一點處光的振動方向與 相應(yīng)折射率之間關(guān)系的光性示性體。均質(zhì)體光率體：形狀：圓球體 主切面：圓切面一軸晶光率體：形狀：旋轉(zhuǎn)橢球體 主切面：

3、OA切面；OA切面；斜交OA切面 光性正負： Ne No （） Ne No （） 以及主切面對應(yīng)的雙折率大小。第4頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四思考題1. 為什么晶體的折射率與光波在晶體中的振動方向有關(guān)？2. 什么叫光率體的主切面？3. 當(dāng)入射光波為偏光，而且其振動方向平行于（與入射方向垂直的）光率體橢圓切面半徑之一時，光波進入晶體后的情況如何？如果入射偏光的振動方向與光率體切面半徑斜交，光波進入晶體后的情況又將如何？ 4. 作出四方晶系礦物Z 晶軸和Z 晶軸切片上對應(yīng)的光率體切面。5. 莫來石是斜方晶系礦物，測得其各晶軸對應(yīng)的折射率分別為： X ：N1.642；Y

4、：N1.644； Z ：N1.654。試作出莫來石的光率體。 第5頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四有關(guān)二軸晶光率體的幾個概念（1） 主折射率、主軸及主軸面：二軸晶光率體的三根軸代表著三個主要光學(xué)方向，稱為光學(xué)主軸，簡稱主軸；由兩根主軸構(gòu)成的切面稱為主軸面；與三主軸對應(yīng)的三個折射率稱為主折射率，依大小分別用Ng、Nm和Np表示，即：Ng Nm Np第6頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四有關(guān)二軸晶光率體的的幾個概念（2）光軸面 包含兩根光軸的光率體切面，即NgNp主軸面，用 AP表示；光軸角 兩光軸所夾銳角，用2V表示；Bxa 兩光軸所夾銳角（即光軸角

5、）的角平分線；Bxo 兩光軸所夾鈍角的角平分線，顯然有BxaBxo。第7頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四小 結(jié)二軸晶光率體： 形狀：三軸橢球體 主切面：5種 AP切面；Bxa切面； Bxo切面； OA切面； 斜交切面（可進一步分為半任意和任意斜交切面） 雙折率: 最小為0；最大為NgNp（ 在AP 切面上）； 光性正負： BxaNg 或 NgNm NmNp （） BxaNp 或 NgNm NmNp （）第8頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四晶體光學(xué)基礎(chǔ)小結(jié)1.光的折射與晶體的折射率 現(xiàn)象、本質(zhì)、相互關(guān)系及影響因素（質(zhì)點的種類與排列方式）。2.光率體

6、的定義及意義 定義：用來表示晶體中任意一點處光的振動方向與相應(yīng)折射率之間關(guān) 系的光性示性體。 意義：通過光波振動方向與相應(yīng)折射率之間的關(guān)系將光波在晶體中的傳 播與晶體的光性聯(lián)系起來，使對晶體光性的研究可以用光率體描 述。3.各類晶體對應(yīng)的光率體形狀、主切面（包括切面名稱、形狀、半徑/軸名、雙折率）及光性正負。4.光性方位 礦物結(jié)晶軸與光率體主軸之間的關(guān)系（一軸晶和二軸晶礦物）第9頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四1. 作出二軸晶光率體的主切面。2. 何謂礦物的光性方位？礦物的光性方位有何實際意義？3.設(shè)普通角閃石Ng=1.701，Nm=1.691，Np=1.665，Nm=

7、Y, NgZ=30,=106。確定普通角閃石的光性符號，作出各主軸面上的光性方位圖。思 考 題第10頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四光率體和光性方位的意義光率體人為構(gòu)造出的，并不真實存在；用來反映光射入晶體（光與晶體相互作用）后晶體光性的變化規(guī)律，這是通過正確建立晶體與光率體之間關(guān)系（光性方位）后實現(xiàn)的。光性方位晶體任何方向的切片均有確定的光率體切面與之對應(yīng)；于是：晶體切片在顯微鏡下呈現(xiàn)的光性將由切片上對應(yīng)的光率體切面決定。 顯然，隨著礦物光性方位的確定，使得顯微鏡下礦片上光性特征的變化可以用礦片上對應(yīng)光率體切面來描述。第11頁，共89頁，2022年，5月20日，1點3

8、6分，星期四2 反射偏光顯微分析 指借助反光顯微鏡對材料光片進行巖相分析。 特點：（1）不透明礦物的光性鑒定技術(shù)。但反光下礦物的光性特 征遠沒有在透光下豐富；（2）特殊的鑒定技術(shù)，如：反射率和顯微硬度測定、 染色和蝕象技術(shù)等等；（3）由于試樣的原結(jié)構(gòu)在光片制備過程中不易受到破壞， 所以，顯微結(jié)構(gòu)分析和定量分析宜在反光下進行。第12頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四透射光下：薄片； 光線垂直礦片下表面入射并透出礦片； 主要用作礦物的光性鑒定，也可進行顯微觀察。 理論：晶體光學(xué)反射光下：光片； 光線垂直礦片上表面入射并垂直反射； 材料光學(xué)顯微分析的主要方式。 理論：不透明礦物

9、的晶體光學(xué)第13頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四2.1 反光顯微鏡下礦物的部分光性（1） 反射力與反射率 反射力礦物的結(jié)晶面或拋光面對光線的反射能力。 顯微鏡下表現(xiàn)為礦物拋光面的明亮程度：灰度。 （不透明礦物屬吸收性介質(zhì)：僅存在吸收和反射而無透射） 反射率反射力的數(shù)值表示：反射光強與入射光強之比。 與礦物折射率及吸收系數(shù)之間的關(guān)系為： 式中： Ns 介質(zhì)的折射率； K 礦物的光吸收系數(shù)。 第14頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四（2） 反射色與反射多色性 反射色：由礦物對各種色光的選擇性反射而使礦片表面呈現(xiàn)出 的顏色稱為反射色，也稱為表色。 如：黃

10、鐵礦呈淺黃色，磁鐵礦則呈淡黃紅色。 反射率多色性：非均質(zhì)體礦物的反射色色調(diào)和濃度（深淺） 隨測定方向的不同而變化的性質(zhì)稱為反射多色性。 （無色的礦物可發(fā)生灰度的變化，但嚴格地說其不屬于反射多色性） 第15頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四（3） 內(nèi)反射 入射光照射到礦片上，部分光線可能進入礦物內(nèi)部，并從其到達的不同介質(zhì)的分界面處（解理、裂隙、空洞、包裹體等等）被反射回來，此現(xiàn)象稱為內(nèi)反射。 經(jīng)內(nèi)反射的光可能是白光，也可能帶有顏色 稱為內(nèi)反射色，也稱為體色。 （4）非均質(zhì)效應(yīng) 由于物鏡或多或少的聚斂作用使均質(zhì)體在正交反射偏光下呈現(xiàn)暗淡亮光且旋轉(zhuǎn)不變的現(xiàn)象。 第16頁，共89

11、頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四（5） 偏光色效應(yīng) 非均質(zhì)體礦物使反射偏光發(fā)生變化，旋轉(zhuǎn)物臺，透出上偏光鏡的光線亮度發(fā)生規(guī)律的明暗變化，有些礦物還有顏色的變化（此稱為偏光色）的現(xiàn)象稱為偏光色效應(yīng)。 非均質(zhì)體礦物不一定都有偏光色，但有偏光色的礦物一定是非均質(zhì)體。 （6）反射貝克線 由不同硬度的礦相邊界面上的傾斜反射光形成的亮線稱為反射貝克線。提升鏡筒，亮線移向軟礦物。 利用反射貝克線很易區(qū)別堿性耐材中較硬的M2S和較軟的CMS、較硬的鐵酸鎂型固溶體和較軟的鐵酸二鈣；區(qū)別較硬的剛玉和較軟的莫來石。 第17頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四2.2 材料顯微組成與結(jié)

12、構(gòu)的定性觀察 由于光片制備相對簡單，且試樣的原結(jié)構(gòu)在光片制備過程中不易受到破壞，因此，材料的顯微結(jié)構(gòu)分析比較適宜在反光顯微鏡下進行。定性觀察： 組成礦物的形態(tài)、晶/顆粒大小、數(shù)量及分布 孔隙的形態(tài)、大小、數(shù)量及分布 這些是光學(xué)顯微分析的主要內(nèi)容，在透射和反射光下均可進行觀測。只是由于材料光片的制備較薄片簡單、材料結(jié)構(gòu)在制片過程中不易破壞、對于巖相組成和粒/孔徑分布測定光片的代表性更好等等，所以，除非需要對材料中的礦物進行光性鑒定、或礦物某些必須觀察的光學(xué)特征在透光下更明顯等，否則，材料的光學(xué)顯微分析多在反光下進行。第18頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四2.3 材料巖相組

13、成的定量分析目估法 一種巖相組成的半定量方法。根據(jù)各巖相組分在鏡下視域中的形態(tài)、大小和分布，估計出它們所占的面積百分比。第19頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四2.4 反光顯微鏡下的蝕象技術(shù) 用一定的化學(xué)試劑對光片拋光面進行處理，使由于拋光作用形成于光片表面的極薄的均質(zhì)性變質(zhì)層溶解，從而使材料的顯微結(jié)構(gòu)真實而清晰地顯露出來；此外，由于侵蝕可使某種礦物呈現(xiàn)特殊的顏色，因而可作為礦物的鑒定手段。第20頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四光 學(xué) 顯 微 分 析 小 結(jié)1. 礦物的光性鑒定： 主要是透明礦物鑒定：理論為“晶體光學(xué)”，通過礦片在偏光顯微鏡下呈現(xiàn)的

14、光學(xué)現(xiàn)象差異將其識別出來。 反光下可通過礦物的形態(tài)、灰度（反射能力）及一些特殊的技術(shù)（顯微硬度、染色等）對礦物進行識別。第21頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四（1） 單偏光下：（2） 正交偏光下：（3） 錐光下：礦物薄片在偏光顯微鏡下的主要光性礦物的光性鑒定步驟晶體光學(xué)基礎(chǔ)光在晶體中的傳播光率體光性方位第22頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四2. 材料的顯微組成和結(jié)構(gòu)分析（巖相分析，微米尺度）： 多在反光下進行（光片易于磨制及材料原結(jié)構(gòu)易于保持）。 內(nèi)容主要為：礦物和孔隙的形態(tài)、大小、數(shù)量（半定量）及分布。 試述光學(xué)顯微分析的基本原理和功能，并舉例

15、說明其在無機非金屬材料生產(chǎn)與研究中的應(yīng)用。第23頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四1.2.2 巖礦制片基本步驟薄片的制作步驟切片：20153mm左右、粗磨：用較粗磨料將礦片一面磨平；細磨：用較細磨料逐級將此面磨光；粘片：用環(huán)氧樹脂將磨光面粘在玻片上；重復(fù)上述粗磨、細磨，將礦片的另一面磨 薄、磨光至0.03mm；蓋片：在此磨光面上粘上蓋玻片。光片的制作步驟前三步驟與薄片相同；注意切片厚度約為10mm拋光：用拋光膏將磨光面在拋光機上拋光。第24頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四1.3.1 單偏光下晶體的主要光學(xué)性質(zhì)礦物在單偏光鏡下的主要光性有：晶形與解理

16、 與礦物的結(jié)晶習(xí)性有關(guān)的特征顏色與多色性 顏色：與礦物對白光中各色光的選擇性吸收有關(guān)。 多色性：還與礦片的雙折率有關(guān)。邊緣、貝殼線、糙面、突起和閃突起 與礦物自身折射率、雙折率及其與樹脂折射率之差有關(guān)的特征。第25頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四(2) 薄片中礦物的顏色和多色性顏色礦物在薄片中呈現(xiàn)的顏色，由是礦物對白光中各 色光波的選擇性吸收的結(jié)果。多色性由于光波的振動方向不同，而使非均質(zhì)體礦片 顏色發(fā)生改變的現(xiàn)象；吸收性由于光波的振動方向不同，而使非均質(zhì)體礦片 顏色深淺發(fā)生改變的現(xiàn)象。 多色性和吸收性是與雙折射有關(guān)的性質(zhì)，所以，是通過旋轉(zhuǎn)物臺觀測的。如： 電氣石：No

17、=深藍色，Ne=淺紫色； NoNe 角閃石：Ng=深藍/綠色，Nm=綠色，Np=淺黃綠色； NgNmNp第26頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四(3) 薄片中礦物的邊緣、貝殼線、糙面和突起邊緣：礦物晶?；蝾w粒邊緣呈現(xiàn)的暗黑色輪廓線貝殼線：礦物邊緣附近的一條比較明亮的細線糙面：礦片中某些礦物表面呈現(xiàn)的粗糙或麻點狀第27頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四礦物的突起等級突起：礦片中不同礦物表面呈現(xiàn)出的“ 高低”不同的現(xiàn)象第28頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四閃突起：旋轉(zhuǎn)物臺時，礦物的突起發(fā)生明顯變化的現(xiàn)象 閃突起是由于光波射入非均質(zhì)

18、體非OA切片發(fā)生雙折射而產(chǎn)生一大一小兩個折射率，其與下偏光振動方向一致時，與相鄰物質(zhì)產(chǎn)生的折射率差值是不同，因而產(chǎn)生的突起現(xiàn)象也是不同的。 由于閃突起與礦片的雙折率有關(guān)，所以也是在旋轉(zhuǎn)物臺時觀察的。 礦物的這些性質(zhì)均與礦物自身的折射率及其不同方向切片對應(yīng)的雙折率不同有關(guān)。 第29頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四1.3.2 正交偏光鏡下晶體的主要光性 正交偏光鏡的裝置及光學(xué)特點裝置： 在單偏光鏡的基礎(chǔ)上，將上偏光鏡加入物鏡與目鏡之間的光路中，并使上下偏光振動方向互相垂直： AA PP光學(xué)特點： 從下偏光鏡透出的偏振光到達上偏光鏡時，由于其振動方向與上偏光振動方向垂直，不能

19、透出上偏光鏡。視域呈黑暗。第30頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四1.3.2.2 礦片在正交偏光鏡下的光學(xué)現(xiàn)象（1）消光現(xiàn)象 礦片在正交偏光鏡間呈黑暗的現(xiàn)象。OA礦片非均質(zhì)體非OA礦片（礦片光率體橢圓切面任一半徑與PP方向平行）全消光 旋轉(zhuǎn)物臺一周，礦片的消光現(xiàn)象不變。 包括：均質(zhì)體礦片和非均質(zhì)體OA礦片消光位 非均質(zhì)體非OA礦片對應(yīng)光率體切面長短半徑與上下偏光振動方向一致時的位置。礦片呈消光現(xiàn)象。 旋轉(zhuǎn)物臺一周，礦片出現(xiàn)四次消光現(xiàn)象。第31頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四（2）干涉現(xiàn)象 非均質(zhì)體非OA礦片光率體切面長短半徑與上下偏光振動方向斜交時

20、（非消光位）： 沿PP方向振動的下偏光進入礦片后將發(fā)生雙折射，分解成振動方向分別與礦片光率體切面半徑方向平行、傳播速度不同的兩束偏振光；K1K2PP沿PP振動的偏振光進入礦片發(fā)生雙折射第32頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四K1K2PPK1K2 這兩束偏光由礦片透出時將產(chǎn)生光程差；到達上偏光鏡時，由于它們的振動方向與AA斜交，將再次沿PP、AA方向分解，分解后的四束偏光中振動方向與AA一致的兩束偏光將透出上偏光鏡，使視域呈明亮。顯然，旋轉(zhuǎn)物臺一周礦片出現(xiàn)4次明亮，且為4次明暗更迭 ：四明四暗。 從上偏光鏡透出的兩束光波滿足干涉條件，因此將發(fā)生干涉。頻率相同，周相差恒定，振

21、動方向相同。從礦片透出的一快（K1）一慢（K2）兩束偏光到達上偏光鏡時再次分解，同時透出上偏光鏡的兩束偏光將發(fā)生干涉AAPP第33頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四干 涉 結(jié) 果 由兩束偏光（K1和K2）通過礦片時產(chǎn)生的光程差決定:當(dāng)相消干涉當(dāng)相長干涉第34頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四干涉色的形成 礦片一定時，透出礦片的兩束偏光產(chǎn)生的光程差一定。 由于任何一個確定的R都不可能同時滿足白光中所有色光半波長的奇數(shù)倍或偶數(shù)倍，只能是某些波長的色光得到不同程度的加強，而另一些波長的色光則抵消或減弱。最后，所有未被抵消的色光混合，成為礦片在正交偏光鏡下呈

22、現(xiàn)的顏色： 干涉色第35頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四例：石英OA切片厚0.04mm，求此切片在正交偏光鏡下的“顏色” 。 解：已知： Ne = 1.553，No = 1.544，d = 0.04mm； 由 R = d（N2N1） 得 R0.04106（1.5531.544）360 （nm）紅橙黃綠蘭青紫（nm）770650650590590570570500500460460430430390/2（nm）385325325295295285285250250230230215215195 故：R = 360nm滿足：紅光半波長（3551=355nm）的奇數(shù)倍、 接近

23、：橙光半波長（3101=310nm）的奇數(shù)倍； 較接近：黃光半波長（2901=290nm）的奇數(shù)倍、 紫光半波長（2052 = 410nm）的偶數(shù)倍； 青光半波長（222.52 = 445nm）的偶數(shù)倍； 而：綠光（2681 = 268nm、2682 = 536nm）有所減弱 。干涉結(jié)果使紅、橙、黃得到加強，紫、青、綠、蘭被減弱，礦片呈現(xiàn)黃橙色。第36頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四干涉色的定義及影響干涉色的因素干涉色：正交偏光鏡下，由于光的干涉作用而使礦片呈現(xiàn)的顏色。影響礦片干涉色的因素 礦片的干涉色顯然由其光程差決定：因此，（1）礦片的干涉色隨其厚度增加而升高； （

24、2）不同的礦物其（最高）干涉色不一定相同； （3）同種礦物不同切片方向的礦片上干涉色不同。 對于確定的礦物，只有其最大干涉色才具有鑒定意義。第37頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四干 涉 色 級 序（R0550nm）： 暗灰灰白淺黃亮黃橙紫紅（R5501100nm）： 蘭蘭綠綠黃橙紫紅（R11001650nm）： 蘭綠綠黃橙紅（R16502200nm）： 淺紅淺綠淺橙（R22002750nm）： （色淺而混雜，難于分辨） 五級以上（R 2750nm）： 高級白（類似珍珠表面的亮白色）色 序 級 序 注：表示礦片的干涉色時，一定要注意完整，即：級序色序第38頁，共89頁，2

25、022年，5月20日，1點36分，星期四思考題什么是正交偏光鏡間礦片的消光現(xiàn)象？不同的礦片在正交偏光鏡下的消光現(xiàn)象有何不同？礦片的干涉色與礦片的顏色有何差別？試述石英OA和斜交OA礦片在正交偏光鏡下呈現(xiàn)的現(xiàn)象。二軸晶礦物各主切面上的干涉色是否相同？其最高干涉色應(yīng)出現(xiàn)在哪種切面上 ？當(dāng)?shù)V片對應(yīng)光程差分別為2500nm和3000nm時，將呈現(xiàn)何種干涉色？試用七單色波的干涉結(jié)果加以說明 第39頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四 均質(zhì)體礦片 非均質(zhì)體OA礦片 全消光 消光現(xiàn)象非均質(zhì)體非OA礦片四暗消光位(四明)干涉色R(2n+1)/2相長干涉干涉現(xiàn)象2n/2相消干涉 影響礦片干涉

26、色的因素：礦物種類、礦片厚度、切片方向。小 結(jié) 利用正交偏光鏡間礦片的消光和干涉現(xiàn)象可以對礦片許多重要的光性進行觀察和測定，但是，這些光性的測定還需要涉及一個重要的法則。第40頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四例: 已知石英OA切片厚0.03mm，石膏AP切片厚 0.06mm，求當(dāng)此 兩切片上光率體切面半徑于45o位重疊時，礦片上所呈現(xiàn)的干涉色。解:（1） 兩礦片光程差： 石英 R1d1(NeNo)0.031060.009270 (nm) 一級淺黃 石膏 R2d2(NgNp)0.061060.0091546 (nm) 一級紅 （2） 兩礦片光率體切面半徑平行有兩種情況：

27、同名軸平行： NeNg (慢光與慢光平行) NoNp (快光與快光平行) 則: R=R1+R2=270+546=816（nm） 查表知： 礦片呈二級綠干涉色 異名軸平行： NeNp (慢光與快光平行) NoNg (快光與慢光平行) 則: R=R2-R1=546-270=276（nm） 查表知： 礦片呈一級黃干涉色 較石膏礦片干涉色降低，較石英的升高第41頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四正交偏光鏡間的消色現(xiàn)象問題：石英OA切片厚0.03mm，石膏AP切片厚 0.03mm是以異名軸平行 方式重疊，礦片上的干涉色如何？解: R石英= 270 nm R石膏= 273 nm R=

28、 R石膏R石英= 3 nm 礦片在正交偏光鏡下呈黑暗現(xiàn)象 （消色） 因此 “異名軸平行，干涉色降低” 有三種情況：（1）RR1, RR2：干涉色降低；（2）RR1(或R2)：干涉色較兩礦片中原干涉色較高的降低，較較低者升高；（3）RR1R2：消色第42頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四常用試板的名稱、光程差及作用(1) 石膏試板： 也稱為一個試板，R約為550nm 。使用時使礦片的干涉色升高或降低一個級序，比較適用于干涉色較低(二級黃以下)的礦片.(2) 云母試板： R約為黃光波長的1/4，故也稱/4試板。使用時使礦片的干涉色升高或降低一個色序，比較適用于干涉色較高的礦片

29、.(3) 石英楔： 沿石英平行光軸方向磨制成一楔形片，所以，其R是連續(xù)變化的：01680nm，可以由薄至厚產(chǎn)生一至三級的干涉色。 試板上的標記：名稱、光程差、慢光方向或光率體橢圓半徑方向。 試板的作用： 將試板沿45o角的方向插入顯微鏡鏡筒上（物鏡座與上偏光鏡之間）的試板孔 內(nèi)。用于顯微鏡下許多光性的測定第43頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四思考題什么是礦片的消色現(xiàn)象？其與礦片的消光現(xiàn)象有何不同？已知橄欖石Ng1.689、Nm1.670、Np1.654，求：Bxa、Bxo以及AP切面上的干涉色 ？已知普通輝石的Nmax0.024，（）2V55，求：Nm、近于OA、Bxa

30、和Bxo切面上的干涉色 。查有關(guān)光性礦物學(xué)或礦物光性鑒定方面的書籍，給出6種常見的耐火礦物的最高干涉色 第44頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四1.3.2.4 正交偏光鏡間礦物主要光性的觀測測軸名：非均質(zhì)體礦片上光率體橢圓半徑方向和名稱的測定；測級序：礦片最高干涉色級序的觀測和測定；測雙折率：最大雙折率。先測出最高干涉色和薄片厚度，再由 干涉色色譜表確定對應(yīng)雙折率。測消光類型和消光角：礦片上的解理縫、雙晶縫、晶體輪廓等 與礦片對應(yīng)光率體橢圓半徑方向之間的關(guān)系測延性：長條狀礦物切面長向與光率體橢圓切面半徑的關(guān)系觀察雙晶：第45頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分

31、，星期四在正交偏光鏡下應(yīng)用補色法則測軸名干涉色由灰變橙干涉色由灰變蘭礦片呈一級灰白干涉色第46頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四正交偏光鏡下應(yīng)用補色法則測礦物的延性 長條狀礦物切面，其延長方向與礦片光率體橢圓切面長半徑平行或夾角小于45時，稱為正延性；若與短半徑平行或夾角小于45，稱為負延性。第47頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四正交偏光鏡下雙晶的觀察 某些晶體中相鄰兩單體的結(jié)構(gòu)為其中一個單體繞另一單體旋轉(zhuǎn)180形成雙晶。 相鄰兩單體結(jié)合面為雙晶結(jié)合面；兩單體的光率體切面以雙晶縫為對稱。 因此，雙晶在正交偏光鏡下會出現(xiàn)不一致消光現(xiàn)象：一明一暗第48

32、頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四1.3.3 錐光鏡下晶體的主要光性 錐光鏡下解決三個重要問題：切片方向： 是礦物許多重要光性測定的前提，如多色性、最高干涉色、軸名、雙折率等等。軸性：礦物的主要鑒定性質(zhì)光性：礦物的主要鑒定性質(zhì)第49頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四聚光鏡的作用與錐光鏡的光學(xué)特點聚光鏡使平行偏光束變成聚斂偏光束平行偏光束 其特點為：除中間一條光線是垂直射入礦片外，其余均傾斜射入礦片，且越往外傾角越大。錐形偏光束錐光系統(tǒng)的光學(xué)特點主要由聚光鏡決定：第50頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四錐光鏡裝置中勃氏鏡的作用示意

33、干涉圖在物鏡后焦面成像， 通過目鏡是觀察不到的，但 可取下目鏡直接觀察； 也可將勃氏鏡推入光路，其 與目鏡構(gòu)成望遠鏡式的放大 系統(tǒng)，該系統(tǒng)的前焦面與物 鏡后焦面重合，因此可以觀 察到放大的干涉圖。第51頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四 聚斂偏光束射入礦片時，除中間一條光線垂直礦片表面入射外，其余均傾斜射入礦片，所以，各條光線在礦片上的出露點處所對應(yīng)的光率體切面形狀和方位是不完全相同的，因此礦片上各點的光性也將不完全相同。 錐光鏡下，入射光線角度的變化造成礦片上各點所對應(yīng)的光率體切面形狀和方位不完全相同。 正交鏡間，平行偏光束射入礦片時，礦片上各點所對應(yīng)的光率體切面形狀和

34、方位是完全相同的，所以，各點呈現(xiàn)的光性完全相同。即：各點同時消光或同時干涉。錐光鏡下礦片呈現(xiàn)消光和干涉效應(yīng)的總和干涉圖第52頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四1.3.3.2 一軸晶礦物干涉圖 垂直的黑帶（稱為消光影）組成，方向與PP和AA一致。干涉色色 圈愈外愈密，級序愈高。（2）旋轉(zhuǎn)物臺一周，干涉圖不變。OA切面干涉圖（1）由一個黑十字和同心圓干涉色 色圈組成。黑十字由兩個互相第53頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四成因（1）：消光影的形成光率體橢圓切面半徑方位分布 球面投影法 （再經(jīng)赤平極射投影得一軸晶礦片上光率體半徑方位分布圖波向圖）第54頁，

35、共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四成因（2）干涉色色圈的形成雙折率和實際光程的變化R增大D增大第55頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四解決三個問題： 軸性根據(jù)干涉圖形的特點判斷； 切片方向干涉圖形的特點判斷； 光性應(yīng)用補色法則進行測定。一軸晶OA礦片干涉圖的應(yīng)用第56頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四一軸晶OA切面上光性的測定方法：應(yīng)用補色法則，根據(jù)試板插入后各象限干涉色的 升降情況，判斷出平行軸名，從而確定礦片光性。要點： 礦片上光率體切面 半徑的方位。放射線方向Ne軸同心圓切線方向No軸。第57頁，共89頁，2022年，5月20

36、日，1點36分，星期四1、3象限干涉色升高2、4象限干涉色降低例如：錐光鏡下礦片呈一軸晶OA干涉圖，4個象限呈一級灰白 干涉色，插入石膏試板后干涉色變化如下：1、3象限同名軸平行2、4象限異名軸平行 即： NeNo ；故礦片為一軸晶正光性礦物第58頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四1、3象限干涉色降低2、4象限干涉色升高1、3象限異名軸平行2、4象限同名軸平行即： NeNo ；則礦片為一軸晶負光性礦物反之：第59頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四一軸晶斜交OA切面干涉圖（1）斜交角度較小： 不完整黑十字，黑十字交點仍在視域中心。 旋轉(zhuǎn)物臺時，僅黑十字

37、交點繞視域中心作圓周運動，干涉圖形不變。注：這種礦片干涉圖形的應(yīng)用與OA切面完全相同。第60頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四斜交角度較大： 僅見一條黑臂均分視域，旋轉(zhuǎn)物臺時縱、橫臂交替進出視域。一軸晶斜交OA切面干涉圖（2）第61頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四一軸晶斜交OA切面干涉圖（3）第62頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四一軸晶斜交OA切面干涉圖（單臂）的應(yīng)用 光性測定的關(guān)鍵：判斷象限 通過旋轉(zhuǎn)物臺時，縱、橫臂交替進出的方向，判斷出黑臂交點的位置即可對單臂兩側(cè)的象限作出判斷。再應(yīng)用補色法則測定光性。 第63頁，共89

38、頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四順時針旋轉(zhuǎn)物臺： 橫上進、下出；接縱右進、左出：右上角，橫分2、3象限 橫下進、上出；接縱左進、右出：左下角，橫分1、4象限第64頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四 1象限干涉色升高，表明同名軸平行，即：NeNo故： 正光性 1象限干涉色降低，表明異名軸平行，即：NeNo 故： 負光性光 性 測 定第65頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四一軸晶OA切面干涉圖（閃圖） 當(dāng)光軸方向與PP、AA之一平行時，為一粗大的黑十字，幾乎占據(jù)整個視域；稍旋轉(zhuǎn)（12-15）物臺，黑十字從中心分裂，并沿光軸方向迅速退出視域。

39、第66頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四一軸晶OA切片干涉圖成因示意 大部分光率體切面半徑與PP、AA平行或接近平行。 垂直光軸方向：由中心向外R；沿光軸方向：由中心向外R，故：旋轉(zhuǎn)45邊緣干涉色降低。第67頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四 1. 為什么一軸晶OA干涉圖中的黑帶中部窄而邊緣寬？ 2. 如何區(qū)別均質(zhì)體和非均質(zhì)體OA礦片？ 3. 石英和方解石的最大雙折率分別為0.009和0.172， 它們的OA切面上干涉圖特征有何差異？ 4. 簡單作出錐光下一軸晶負光性礦物OA切片上光率 體切面分布（波向圖），并與一軸晶正光性O(shè)A 切片進行比較。思考題

40、第68頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四 二軸晶礦物干涉圖二軸晶光率體共有6種主切面：（1）Bxa切面：(+) Nm和Np；(-) Ng和Nm（2）Bxo切面：(+) Ng和Nm；(-) Nm和Np（3）AP切面：Ng和Np（4）OA切面：Nm（5）半任意斜交切面：Ng/Nm/Np和Ng/Np（6）任意斜交切面： Ng和Np Ng Ng Nm Np Np第69頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四 二軸晶礦片上任意一點處對應(yīng)的光率體切面半徑方位就是該點與兩光軸出露點連線夾角的角平分線。 二軸晶礦片光率體橢圓切面半徑方位分布由拜弗定律決定： 沿任意方向射入

41、二軸晶礦物的光波，其波法線與兩個光軸構(gòu)成兩個相交的平面，其夾角的兩個平分面跡線方向，就是垂直該光波的光率體橢圓切面長短半徑方向。拜弗定律第70頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四根據(jù)干涉圖形的特點判斷軸性；根據(jù)干涉圖形的特點確定切片方向；應(yīng)用補色法則進行測定光性。 關(guān)鍵：干涉圖上Bxa和Bxo的投影方向和區(qū)域二軸晶Bxa礦片干涉圖的應(yīng)用第71頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四Bxa切面上Bxa和Bxo投影方向和區(qū)域由此可知：1. 兩條彎曲黑帶頂部連線（ AP跡線）方向為Ng或Np投影方向，即Bxa或Bxo投影方向：視域中心區(qū)為Bxo投影區(qū)，視域邊緣彎曲

42、黑帶凹側(cè)為Bxa投影區(qū)；2. 此連線的垂直方向為Nm投影方向 。 第72頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四光 性 測 定BxaNg正光性BxaNp負光性第73頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四試一試：（切記注意試板慢光方向與AP和Nm的相對關(guān)系）中心Bxo投影區(qū)： 一級灰白 一級黃 中心Bxo投影區(qū)： 一級灰白 二級藍 BxoNg 負光性BxoNp 正光性同名軸平行:異名軸平行:第74頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四二軸晶OA切面干涉圖的圖形特點（Bxa切面干涉圖的一部分）（1）一根黑臂，其為AP跡線方向，視域中心為OA出露點；（2）轉(zhuǎn)動物臺，黑帶變彎，其頂點仍位于視域中心。第75頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四二軸晶OA切面干涉圖的應(yīng)用第76頁，共89頁，2022年，5月20日，1點36分，星期四光 性 測 定BxaNp；BxoNg