錐光鏡下晶體光學性質(zhì)

關于錐光鏡下晶體光學性質(zhì)12錐光鏡的裝置：在正交鏡的基礎上，于下偏光鏡和載物臺之間，加上一個聚光鏡，換用高倍物鏡（45或63×），加入勃氏鏡或去掉目鏡。聚光鏡的作用：使下偏光鏡透出的平行偏光束，高度會聚變成錐形偏光束，而且錐形光束的會聚點正好在薄片的下表面上。一、裝置及光學特點第2頁,共65頁，星期六，2024年，5月3與平行偏光束的區(qū)別：平行光束基本是沿同一方向垂直射入礦片，而在錐形偏光束中，除中央一條光波垂直射入礦片之外，其余光波都是傾斜射入礦片，而且愈外傾斜角愈大，在礦片中經(jīng)歷的距離愈外愈長。第3頁,共65頁，星期六，2024年，5月4當錐形偏光束射入非均質(zhì)體礦片時，與不同方向入射光波垂直的光率體橢圓切面不同，光波通過礦片到達上偏光鏡時所發(fā)生的消光和干涉效應也不完全相同。

這種在錐光鏡下，各個不同方向入射的偏光通過晶體到達上偏光鏡所產(chǎn)生的消光和干涉效應綜合起來便構(gòu)成一種特殊的圖像，稱為干涉圖。第4頁,共65頁，星期六，2024年，5月5高倍物鏡的作用：接納較大范圍的傾斜入射光波。物鏡的放大倍數(shù)越大，光孔角越大，工作距離越短，可接納的傾斜光束越多，干涉圖越完整而且清楚。第5頁,共65頁，星期六，2024年，5月6

干涉圖成像位置在物鏡的后焦點平面上而不是在礦片平面上，因此去掉目鏡可直接見到物鏡后焦點平面上的干涉圖實像，圖形小而清晰。若不去目鏡，須加勃氏鏡，與目鏡構(gòu)成望遠鏡式的放大系統(tǒng)，可見一放大而模糊的干涉圖。為什么必須去掉目鏡或加入勃氏鏡？第6頁,共65頁，星期六，2024年，5月7錐光鏡下觀察，必須嚴格校正中心。均質(zhì)體礦物的各向同性，對任何方向入射光都不發(fā)生雙折射，正交鏡間全消光，錐光鏡下不顯示干涉圖。非均質(zhì)體各向異性，能形成干涉圖，其干涉圖的特點隨礦物的軸性和切面方向而異。注意第7頁,共65頁，星期六，2024年，5月8二、一軸晶干涉圖1、垂直光軸切面的干涉圖⑴圖像特點：由一個黑十字和同心圓干涉色圈組成。轉(zhuǎn)動載物臺360°不變化。兩黑帶分別平行AA、PP，交點為光軸出露點，黑帶由中心向外變寬。色圈以黑十字交點為中心，成同心環(huán)狀，越向外干涉色級序越高，色圈越密。PPAA第8頁,共65頁，星期六，2024年，5月9礦物的雙折率越大、礦片越厚，干涉色圈越多；反之則越少，甚至在四個象限內(nèi)僅見一級灰干涉色。第9頁,共65頁，星期六，2024年，5月10⑵成因根據(jù)光率體的特點可知，垂直每條斜交入射光線，都可作一個橢圓切面，因入射光方向不同，故每個橢圓切面的半徑長短和方向也不同。第10頁,共65頁，星期六，2024年，5月11要了解錐光鏡下產(chǎn)生的消光和干涉情況，必須了解在錐光中垂直每個入射光的光率體橢圓半徑在晶體切面平面上的分布。這種分布方位圖，稱為波向圖。即表示光波振動方向的圖解。一軸晶波向圖的做法：①星射球面投影在光率體外套一圓球體，中心重合，將垂直各方向入射光的光率體橢圓切面半徑投影到球面上。

球面上經(jīng)線和緯線交點代表入射光在球面上的出露點，經(jīng)線切線方向代表Ne′和Ne的投影方向；緯線切線方向代表No投影方向。星射球面投影第11頁,共65頁，星期六，2024年，5月12②將球面投影用正射投影方法投影到平面上得到波向圖一軸晶垂直光軸切面的波向圖一軸晶垂直光軸切面的波向圖特點：中心為光軸出露點；同心圓與放射線交點代表入射光在礦片平面上的出露點；放射線方向代表Ne′方向；同心圓切線方向代表No方向。第12頁,共65頁，星期六，2024年，5月13黑十字的成因黑十字成因

東西、南北向上的光率體橢圓半徑與AA、PP平行或近于平行，在正交鏡間消光或近于消光而形成黑十字。而在四個象限內(nèi)，光率體橢圓半徑與AA、PP斜交，發(fā)生干涉作用，若光源為白色，則產(chǎn)生干涉色。為什么中間窄、邊緣寬？第13頁,共65頁，星期六，2024年，5月14干涉色圈成因

由中央向外，入射光與光軸夾角愈來愈大，雙折率逐漸增加，光波在晶體中經(jīng)歷的距離也越來越大，因此R也逐漸增大，干涉色級序亦隨之增加。錐形光束中與光軸夾角相等的各入射光，在礦片平面上的出露點是以光軸出露點為中心的同心圓，它們產(chǎn)生的R相等，干涉色相同，形成同心圓狀干涉色圈，且愈向外，干涉色級序愈高，色圈越密。第14頁,共65頁，星期六，2024年，5月15

由于光率體橢圓半徑呈放射狀對稱分布，故轉(zhuǎn)動載物臺時，總是東西、南北向上的光率體橢圓半徑與PP、AA平行而消光，其余方向上的橢圓半徑與PP、AA斜交，因干涉形成干涉色。轉(zhuǎn)動物臺360°干涉圖不變化轉(zhuǎn)到物臺360°干涉圖不變的成因第15頁,共65頁，星期六，2024年，5月16⑶應用A、確定軸性和切面方向：凡具有上述干涉圖特點的切面即為一軸晶垂直光軸的切面。在正交鏡下，該切面全消光。B、測定光性符號第16頁,共65頁，星期六，2024年，5月17當干涉色圈較少或四個象限內(nèi)只具有一級灰干涉色時，用石膏試板較方便。也可用云母試板，加入試板后，黑十字變?yōu)橐患壔?，一、三象限由一級灰升高為一級橙黃，二、四象限由一級灰因消色變?yōu)楹谏?，則為正光性。第17頁,共65頁，星期六，2024年，5月18★石英垂直光軸切面的光性確定第18頁,共65頁，星期六，2024年，5月19當色圈較多時，用石英楔或云母試板較方便。加入石英楔，若一、三象限內(nèi)的色圈由邊緣向中心連續(xù)移動，二、四象限內(nèi)的色圈由中心向邊緣連續(xù)移動，則為正光性；反之為負光性。第19頁,共65頁，星期六，2024年，5月20若加云母試板，黑十字變?yōu)橐患壔?，若一、三象限?nèi)每個干涉色圈都升高一個色序；而二、四象限內(nèi)的每個色圈都降低一個色序，則為正光性。反之為負光性。PPAA第20頁,共65頁，星期六，2024年，5月21★方解石垂直光軸切面的光性確定第21頁,共65頁，星期六，2024年，5月222、斜交光軸切面的干涉圖⑴圖像特點：光軸是傾斜的，黑十字交點不在視域中心，出現(xiàn)不完整的黑十字和干涉色圈。當光軸與薄片法線的夾角不大時，黑十字交點雖不在視域中心，但仍在視域內(nèi)。轉(zhuǎn)動物臺時，黑十字交點繞視域中心作圓周運動，黑臂作上下、左右平行移動，干涉色圈隨黑十字交點移動。

光軸傾角不大第22頁,共65頁，星期六，2024年，5月23當光軸傾角較大時，黑十字交點落在視域外，視域中只見一根黑臂及部分干涉色圈。轉(zhuǎn)動物臺，黑臂作上下、左右平行移動，并交替出現(xiàn)在視域內(nèi)，干涉色圈也隨之移動。

光軸傾角較大第23頁,共65頁，星期六，2024年，5月24當光軸傾角很大時，黑十字較寬大。轉(zhuǎn)動物臺，黑臂呈彎曲狀掃過視域。這種切面的干涉圖與二軸晶干涉圖不易區(qū)分，故不能判斷軸性。

光軸傾角很大第24頁,共65頁，星期六，2024年，5月25⑵應用A、當光軸傾角不是很大時，可以確定軸性及切面方向。

B、測定光性符號：當黑十字交點在視域內(nèi)時，測定方法與垂直光軸切面干涉圖的測定方法相同。如果光軸出露點在視域之外時，要測定光性符號，首先要確定視域?qū)儆谀囊幌笙?。光軸傾角不大光軸傾角較大第25頁,共65頁，星期六，2024年，5月26

當視域內(nèi)只見一橫臂時，順時針旋轉(zhuǎn)載物臺，據(jù)黑帶移動方向判斷黑十字交點在視域外的位置。從而可以確定視域?qū)儆诤谑值哪囊粋€象限。然后按垂直光軸切面干涉圖的方法測定光性符號。4轉(zhuǎn)動載物臺時，斜交光軸切面干涉圖中黑帶的移動規(guī)律第26頁,共65頁，星期六，2024年，5月27一軸晶斜交光軸切面干涉圖上光性符號的測定第27頁,共65頁，星期六，2024年，5月28一軸晶斜交光軸切面干涉圖加入試板后的變化情況僅見一級灰干涉色加入石膏試板干涉色圈較多加入云母試板第28頁,共65頁，星期六，2024年，5月293、平行光軸切面的干涉圖⑴圖像特點：當光軸與AA、PP方向之一平行時，干涉圖為一模糊粗大黑十字。稍轉(zhuǎn)動物臺（12～15°），黑十字從中心分裂成一對雙曲線，并迅速沿光軸方向退出視域。因變化迅速，故稱為瞬變干涉圖或閃圖。第29頁,共65頁，星期六，2024年，5月30當光軸方向與AA、PP成45°夾角時，視域最亮。若礦物雙折率較大，則出現(xiàn)對稱的弧形干涉色帶。在光軸方向上，干涉色級序由中心向兩邊逐漸降低；在垂直光軸方向上，干涉色級序由中心向兩邊逐漸升高。如果礦物的雙折率較低，整個視域為一級灰白干涉色。第30頁,共65頁，星期六，2024年，5月31⑵成因當光軸與AA、PP之一平行時，波向圖上大部分光率體橢圓半徑與AA、PP平行或近平行，在正交鏡間消光或近消光，形成粗大黑十字。稍轉(zhuǎn)物臺，中央光率體半徑大都首先與AA、PP斜交而變亮，黑十字迅速從中心分裂，繼續(xù)轉(zhuǎn)物臺，當所有光率體橢圓半徑均與AA、PP斜交時，視域全部明亮，出現(xiàn)干涉色。第31頁,共65頁，星期六，2024年，5月32正光性垂直光軸方向上，自中心向兩邊雙折率不變，厚度愈外愈大，故干涉色愈外愈高。平行光軸方向上，雙折率愈外愈低，因薄片厚度不大，視域較小，礦片厚度的加大不足以抵消雙折率減小的影響，故干涉色愈外愈低。當光軸與AA、PP成45°時：第32頁,共65頁，星期六，2024年，5月33⑶應用A、因與二軸晶平行Ap切面的干涉圖很難區(qū)分，故不能用來確定軸性。當軸性已知時，可確定切面方向。此切面上可以測出最大雙折率和最高干涉色。B、當軸性已知時，可測定光性符號。測定方法和步驟：①確定光軸方向。轉(zhuǎn)動載物臺，黑十字退出視域的方向或干涉色級序由中心向兩邊逐漸降低的方向。②使光軸與AA、PP成45°。③插入試板，觀察整個視域干涉色升降變化，確定光性正負。第33頁,共65頁，星期六，2024年，5月34一軸晶平行光軸切面干涉圖中光性符號的測定第34頁,共65頁，星期六，2024年，5月351、垂直Bxa切面的干涉圖⑴圖像特點當光軸面與上、下偏光振動方向之一平行時，干涉圖由一個黑十字及“∞”字形干涉色圈組成。三、二軸晶干涉圖第35頁,共65頁，星期六，2024年，5月36★二軸晶垂直Bxa切面干涉圖的特征及其光率體橢圓半徑的分布第36頁,共65頁，星期六，2024年，5月37轉(zhuǎn)動物臺，黑十字從中心分裂成兩彎曲黑帶。當Ap與AA、PP成45°時，兩黑帶頂點最遠，頂點為光軸出露點并凸向Bxa出露點。頂點間距與“2V”成正比，連線為Ap跡線，通過Bxa出露點，垂直光軸面跡線方向為Nm方向。在轉(zhuǎn)動物臺過程中，干涉色圈形狀不變，但隨著光軸出露點移動。第37頁,共65頁，星期六，2024年，5月38A、黑十字及彎曲黑帶的成因：⑵成因第38頁,共65頁，星期六，2024年，5月39B、干涉色圈的成因由兩光軸出露點向外，隨入射光與光軸夾角的加大，其雙折率和經(jīng)歷的路程都逐漸加大，R增加速度較快。在光軸與Bxa之間，隨著入射光與光軸夾角的加大，其雙折率增大，但經(jīng)歷的路程減小，R增加速度較慢，而且到達Bxa光程差不再增加。ABCD第39頁,共65頁，星期六，2024年，5月40

當2V較大時，垂直Bxa切面干涉圖與垂直Bxo切面干涉圖不易區(qū)分，不宜用于測定光性符號。當Bxa＝Ng，Bxo＝Np時，為正光性；當Bxa＝Np，Bxo＝Ng時，為負光性。因此，測定二軸晶的光性正負，實際上就是測定Bxa＝Ng還是Np。⑶應用A、確定軸性及切面方向B、測定光軸角大小(略）C、測定光性符號（2V小于80°）第40頁,共65頁，星期六，2024年，5月41ABCDABCD在垂直Bxa切面的干涉圖中，當Ap與AA、PP成45°時，在光軸面跡線上，彎曲黑臂頂點內(nèi)外的光率體橢圓長短半徑的分布方位，因光性正負而不同。Nm第41頁,共65頁，星期六，2024年，5月42無論光性正負,在兩黑帶頂點間，與Ap跡線一致的是Bxo投影方向；在頂點之外，與Ap跡線一致的是Bxa投影方向；垂直Ap跡線方向，黑帶頂點內(nèi)外都是Nm方向。Bxa、Bxo及Nm的方位確定后，加入試板，根據(jù)黑臂頂點內(nèi)外干涉色級序的升降變化，確定Bxa是Ng還是Np，從而確定光性正負。第42頁,共65頁，星期六，2024年，5月43當干涉圖中彎曲黑臂以外僅見一級灰干涉色時，可加入石膏試板。第43頁,共65頁，星期六，2024年，5月44當干涉色圈多時，測光性符號用云母試板為宜;干涉色圈較密也可用石英楔。第44頁,共65頁，星期六，2024年，5月452、垂直一個光軸切面的干涉圖⑴圖像特點

相當于垂直Bxa切面干涉圖的一半，光軸出露于視域中心。當光軸面與AA、PP之一平行時，為一直的黑帶及卵形干涉色圈組成（雙折率較大時）。第45頁,共65頁，星期六，2024年，5月46轉(zhuǎn)載物臺，黑帶彎曲，當Ap與AA、PP成45°時，彎曲度最大，頂點位于視域中心,為光軸出露點，黑帶凸向Bxa出露點。90°第46頁,共65頁，星期六，2024年，5月47⑵應用A、確定軸性和切面方向。B、測定光性符號（與垂直Bxa切面測定方法相同）。Bxo方向Bxo方向BxaBxa第47頁,共65頁，星期六，2024年，5月48升高升高降低降低第48頁,共65頁，星期六，2024年，5月49C、估計光軸角的大小

當Ap與AA、PP成45°時，黑帶彎曲程度與2V成反比。當2V＝90°，黑帶為直帶；當2V＝0°時，黑帶彎曲成90°，相當于一軸晶垂直光軸切面干涉圖中的黑十字；2V介于0°和90°之間時，黑帶彎曲度介于90°與直帶之間。第49頁,共65頁，星期六，2024年，5月503、斜交光軸切面的干涉圖

斜交光軸切面，即既不垂直O(jiān)A，也不垂直等分線的切面，薄片中此種切面最常見?？煞譃閮深悾孩艌D像特點一種是垂直光軸面，斜交光軸切面的干涉圖。當Ap與AA、PP之一平行時，直黑帶通過視域中心且平分視域；成45°時，彎曲黑帶頂點不在視域中心。NmBxa第50頁,共65頁，星期六，2024年，5月51另一種是與光軸面及光軸都斜交的切面干涉圖。當Ap與AA、PP之一平行時，直黑帶不通過視域中心；成45°時，彎曲黑帶頂點不在視域中心。無論二軸晶的何種斜交光軸切面干涉圖，當轉(zhuǎn)動載物臺，黑臂總要彎曲，彎曲黑帶總凸向Bxa出露點。外第51頁,共65頁，星期六，2024年，5月52⑵應用A、確定軸性及切面方向B、測定光性符號轉(zhuǎn)動載物臺，找出彎曲黑帶頂點的凸方及Bxa在視域外的方位之后，插入合適試板，即可按垂直Bxa切面干涉圖的測定方法測定光性符號。第52頁,共65頁，星期六，2024年，5月534、垂直Bxo切面的干涉圖⑴圖像特點當光軸面與AA、PP之一平行時，為一粗大的黑十字，黑十字交點為Bxo出露點，光軸出露點在視域之外。四個象限僅出現(xiàn)一級灰干涉色。若雙折率較大，可出現(xiàn)稀疏的干涉色圈。第53頁,共65頁，星期六，2024年，5月54

轉(zhuǎn)動載物臺，黑十字分裂成兩彎曲黑帶，沿Ap方向退出視域。當Ap與AA、PP成45°時，彎曲黑帶頂點間距離最遠，頂點仍為光軸出露點，都在視域外。繼續(xù)轉(zhuǎn)動，彎曲黑帶逐漸靠近，90°時又出現(xiàn)一個粗大的黑十字。繼續(xù)轉(zhuǎn)動，黑十字又分裂。第54頁,共65頁，星期六，2024年，5月55⑵成因第55頁,共65頁，星期六，2024年，5月56BxaNm⑶應用

可確定礦物切面方向和光性符號。當Ap與AA、PP成45°時，視域中心為Bxo出露點，在兩黑帶頂點間，與Ap跡線方向一致的是Bxa投影方向，垂直Ap跡線方向仍為Nm方向。加入試板后，根據(jù)干涉色的升降，確定光性符號。一般不用此方法。第56頁,共65頁，星期六，2024年，5月575、平行Ap切面的干涉圖⑴圖像特點

與一軸晶平行光軸切面的干涉圖相似。當Bxa和Bxo方向分別平行AA、PP時，為一粗大模糊的黑十字。轉(zhuǎn)動載物臺（7～12°），黑十字迅速分裂并沿Bxa方向退出視域，也稱瞬變干涉圖或閃圖。第57頁,共65頁，星期六，2024年，5月58當Bxa與AA、PP成45°時，視域最亮。若△N較大或礦片較厚，可見弧形干涉色帶。在Bxa方向上，從中心向兩邊干涉色級序降低；在Bxo方向上，從中心向兩邊干涉色稍升高或相近。第58頁,共65頁，星期六，2024年，5月59⑵成因第59頁,共65頁，星期六，2024年，5月60⑵應用該切面干涉圖與一軸晶平行光軸切面干涉圖難區(qū)分，所以不能用來確定軸性。A、當軸性已知時，可用來確定切面方向。B、當軸性已知時，可用來測光性符號。找出B