第一講晶體光學基礎(chǔ)

晶體光學概述----概念目標應用概念:晶體光學是研究可見光通過透明礦物晶體所產(chǎn)生的光學現(xiàn)象（顏色、折射、雙折射、干涉等）及其規(guī)律的一門科學。目標:掌握偏光顯微鏡下研究、鑒定透明礦物的基本原理和基本方法；掌握常見礦物的鑒定特征.應用:巖石學、礦物學；玻璃、陶瓷、冶金、醫(yī)藥、化工等生產(chǎn)和科研部門為什么要學習晶體光學?晶體光學概述----參考書1.

李德惠,晶體光學.北京:地質(zhì)出版社,19842林培英.

晶體光學與造巖礦物.北京:地質(zhì)出版社,2005第一章晶體光學基礎(chǔ)第一節(jié)光的基本性質(zhì)第二節(jié).光的折射及折射定律

第三節(jié)

自然光和偏振光

第四節(jié)

光在晶體中的傳播特性

第五節(jié)光率體※第六節(jié)光性方位晶體光學第一節(jié)光的波動性一.光具有“波?！眱上嘈耘ｎD的微粒說，和惠更斯的波動說。晶體光學主要利用的是光的波動理論.第一章晶體光學基礎(chǔ)可見光是電磁波譜中頻率較高,波長范圍較短(390—770nm)的一個區(qū)段,由波長不同的七色光組成.二.可見光(光波)10-11101031051071091012101510-5波長（nm）γ射線χ—射線紫外線可見光紅外線短無線電波廣播波段長無線電波可見光放大紅橙黃綠藍靛紫390（nm）430460500570590650770第二節(jié).光的折射及折射定律

光波的折射現(xiàn)象示意圖第二節(jié).光的折射及折射定律=N1-2=

Sin

ASin

IVAVININA=(N)N1-2:

第二介質(zhì)對第一介質(zhì)的介質(zhì)的相對折射律.N:

介質(zhì)的(絕對)折射律.以N表示,N≥1.注意:

礦物的折射律是鑒定礦物的重要光學常數(shù)之一。結(jié)論：光波在介質(zhì)中的傳播速度越大（越快），該介質(zhì)的折射率越小。一.光的折射及折射定律當光波從光密介質(zhì)入射到光疏介質(zhì)時,入射角I總是小于折射角A,當A=900時I=

,

此時入射角

稱為全反射臨界角.二.全反射臨界角與全反射根據(jù)當入射角

I

時,折射光波不再進入折射介質(zhì)而全部返回到入射介質(zhì),這種能量的突變稱為全反射.第二節(jié).光的折射及折射定律Sin

ISinA=NANI可知OAA′B′C′e′d′c′b′BCDESTVR

iiaaa臨界角與全反射示意圖第二節(jié).光的折射及折射定律玻璃塊N=2.00空氣n=1第三節(jié)自然光和偏振光自然光:

在垂直光波傳播方向的斷面內(nèi),光波作任意方向的振動，且振幅相等.偏振光：在垂直光波傳播方向的斷面內(nèi),光波只在某一固定方向上振動(只有一個振動面).自然光轉(zhuǎn)化為偏振光的過程稱偏振化.二.自然光和偏振光第三節(jié)自然光和偏振光一.光波是一種橫波光的傳播方向與振動方向互相垂直.晶體中許多光學現(xiàn)象都與光波是橫波這一特征有關(guān).自然光的傳播和振動方向關(guān)系示意圖A.光的傳播方向垂直紙面B.側(cè)視圖,長箭頭代表光傳播方向振動面偏振光的傳播和振動方向關(guān)系示意圖光性均質(zhì)體光性非均質(zhì)體第四節(jié)光在晶體中的傳播特性特點:光學性質(zhì)各方向相同（各向同性）.包括:等軸晶系礦物和非晶質(zhì)物質(zhì).光波在均質(zhì)體中的傳播特點:光波的傳播速度不因振動方向※不同而發(fā)生改變，即均質(zhì)體的折射率不因光波在晶體中的振動方向※不同而發(fā)生改變.即均質(zhì)體折射率值只有一個.一.光性均質(zhì)體第一章晶體光學基礎(chǔ)光波在均質(zhì)體中傳播示意圖A-自然光B-偏光特點:光性非均質(zhì)體的光學性質(zhì)因方向不同而改變.包括:中級晶族(一軸晶)和低級晶族(二軸晶)的礦物.光波在非均質(zhì)體介質(zhì)中的傳播特點:其傳播速度因光波在晶體中的振動方向不同而發(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方向不同而改變.即非均質(zhì)體的折射率值有許多個.

光波進入光性非均質(zhì)體后的特點及有關(guān)術(shù)語(下頁)二.光性非均質(zhì)體第二節(jié)光在晶體中的傳播特性光波射入非均質(zhì)體，除特殊方向外，都要分解為振動方向互相垂直，傳播速度不同，折射率不等的兩種偏光，此種現(xiàn)象稱為雙折射.雙折射是非均質(zhì)介質(zhì)的普遍特征.光通過非均質(zhì)體分解成二束偏光示意圖

雙折射第二節(jié)光在晶體中的傳播特性C兩種偏光折射率值之差稱為雙折射率.雙折射率