晶體光學(xué)必備知識(shí)點(diǎn)

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(diǎn)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(duì)介質(zhì)i的相對(duì)折射律當(dāng)介質(zhì)i為真空時(shí)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(dāng)入射角i>時(shí)，折射光波不再進(jìn)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(diǎn)，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(gè)。動(dòng)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(dòng)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(dòng)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。〔3〕光軸：光波沿非均質(zhì)體的特殊方向入射時(shí)，不發(fā)生雙折射，這種特殊的方向稱為光軸。中級(jí)晶族具有一個(gè)這樣的特殊方向，稱為一軸晶礦物；低級(jí)晶族具有兩個(gè)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(shí)，折射率值隨光波振動(dòng)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(dòng)方向按比例截取相應(yīng)的折射率值，再把各個(gè)線段的端點(diǎn)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(gè)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(duì)值，為一軸晶晶體的最大雙折射率。正光性；負(fù)光性。〔2〕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(duì)于正光性，長半徑為Nm,短半徑為Np·雙折射率等于Nm-Np;對(duì)于負(fù)光性，長半徑為4〕垂直Bxo切面：橢圓切面。正光性和負(fù)光性的長短半徑的特點(diǎn)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(duì)低級(jí)晶族〔二軸晶〕礦物具有重要的鑒定意義?！ぶ屑?jí)晶族〔一軸晶〕:結(jié)晶軸C軸與光軸Ne軸一致?！?〕斜方晶系：三個(gè)主軸分別平行結(jié)晶軸?！?〕單斜晶系：晶體的b軸與三個(gè)主軸之一平行?！?〕三斜晶系：三個(gè)主軸與三個(gè)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(xì)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(gè)偏光鏡。本章教學(xué)目的是結(jié)合實(shí)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(hù)規(guī)〔1〕鏡座與鏡臂：支撐顯微鏡及連接光源、物臺(tái)、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?！?〕載物臺(tái)：放置薄片用的可3600轉(zhuǎn)動(dòng)的圓形平臺(tái)〔5〕焦準(zhǔn)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。〔6〕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?！?〕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?dòng)方向一般為東西向?！?〕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)?！?〕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(dòng)方向。偏光振動(dòng)方向互相垂直。否則，需要進(jìn)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(jià)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(hù)，有矣偏光顯微鏡的使用規(guī)定及養(yǎng)護(hù)原則請(qǐng)參見實(shí)驗(yàn)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(cè)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(dòng)方向平行下偏光鏡振動(dòng)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(diǎn)是突起及其判斷標(biāo)志。〔1〕控制因素：礦物成分、內(nèi)部構(gòu)造、物化條件、晶出順序。〔2〕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。縫的可見臨界角。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(cè)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(biāo)本的顏色物臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)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(jí)糙面及邊緣特征實(shí)例負(fù)高突起<糙面及邊緣顯著，提升鏡筒，貝克線移向樹膠。負(fù)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(diǎn)分為全消光和四次消光。·全消光：旋轉(zhuǎn)物臺(tái)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(shí)機(jī)，故出現(xiàn)四次黑暗〔消光〕現(xiàn)象?！は馕唬悍蔷|(zhì)體非垂直光軸切片在正交偏光鏡間處于消光現(xiàn)象時(shí)的位置。注意，礦片處于消光位時(shí)礦片光率體橢圓半徑分別與上、下偏光鏡的振動(dòng)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(dòng)方向斜交〔即礦片不在消光〕時(shí)，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(dòng)〔上偏光鏡振動(dòng)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(dāng)光程差等于該單色光半波長的偶數(shù)倍時(shí)干預(yù)的結(jié)果是互相抵消而變黑暗；當(dāng)光程差等于單色光半波長的奇數(shù)倍時(shí)，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。通常可以劃分為四-五外表類似的亮白色，稱高級(jí)白干預(yù)色。三、補(bǔ)色法則和補(bǔ)色器：〔1〕補(bǔ)色法則：在正交偏光鏡間的450位置，放置兩個(gè)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(gè)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(jí))的特點(diǎn)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(diǎn)、成因及應(yīng)用。難點(diǎn)是波向圖的構(gòu)成及其對(duì)干預(yù)圖成因的解釋；重點(diǎn)是不同切面干預(yù)圖的特點(diǎn)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(diǎn)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(gè)寬角度望遠(yuǎn)鏡式不會(huì)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(diǎn)干預(yù)圖由一個(gè)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(jí)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(xiàng)網(wǎng)了十1沖白肉〔1〕垂直Bxa切面干預(yù)圖的特點(diǎn)〔圖5-4〕在光軸面跡線方向黑臂較細(xì)，且在兩光軸出露點(diǎn)處最細(xì)；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(xì)的地方為光軸出露點(diǎn).光軸的出露點(diǎn)，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(gè)粗大模糊的黑十字，幾乎充滿視域.Bxa方向上的兩個(gè)象限，干預(yù)色降低，沿Bxo方向的兩個(gè)象限干預(yù)色升高.光性正負(fù)。.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(jí)。類型。的選擇表6-1常用定向切片特點(diǎn)及可測(cè)光學(xué)常數(shù)簡表切片類型單偏光正交偏光錐光可測(cè)常數(shù)無色有色垂直光軸切片當(dāng)該礦物具有閃突起時(shí)，該礦全消光。轉(zhuǎn)動(dòng)物臺(tái)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(dòng)物臺(tái)360°圖色及折射率值、軸性、光性符號(hào)、二軸晶光軸角及平行光軸或光軸面切片當(dāng)該礦物具有閃突起時(shí)，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。