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1、晶体光学成都理工现在学习的是第1页，共26页第一节第一节 光的性质光的性质 1、光是一种电磁波。光既有粒子性，又、光是一种电磁波。光既有粒子性，又 有波动性。有波动性。2、光波是一种横波，光波的振动方向垂、光波是一种横波，光波的振动方向垂 直传播方向。直传播方向。3、1 mm(毫米毫米)=1000000 nm(纳米纳米)。现在学习的是第2页，共26页第二节第二节 光的折射与折射率光的折射与折射率1、光的折射现象光的折射现象2、折射定律：折射定律：Vi/Vr=sini/sinr=Ni真空或空气矿物等法线r现在学习的是第3页，共26页 3、折射率的几个问题：折射率的几个问题：N称为折射介质对入射介
2、质的相对折射率。如果称为折射介质对入射介质的相对折射率。如果 入射介质为真空或空气，则称入射介质为真空或空气，则称N为绝对折射率，为绝对折射率，简称为折射率。简称为折射率。N与光波在介质中的传播速度成反比，即介质中与光波在介质中的传播速度成反比，即介质中 光的传播速度愈大，折射率愈小。光的传播速度愈大，折射率愈小。介质的折射率介质的折射率N与介质的密度有关。对于硅酸盐与介质的密度有关。对于硅酸盐 矿物来说，与其晶体结构有关，岛状构造的橄矿物来说，与其晶体结构有关，岛状构造的橄 榄石榄石单链构造的辉石单链构造的辉石层状构造的云母，层状构造的云母，N递递 减。减。现在学习的是第4页，共26页第三节
3、第三节 自然光与偏光自然光与偏光 1 1、自然光、自然光 在垂直光波传播方向的平面内，各个方向都有在垂直光波传播方向的平面内，各个方向都有等幅的光振动。如太阳光、灯光等。等幅的光振动。如太阳光、灯光等。2 2、偏振光、偏振光 在垂直光波传播方向的某一固定方向上振动的在垂直光波传播方向的某一固定方向上振动的光波。偏振光振动方向与传播方向所构成的平光波。偏振光振动方向与传播方向所构成的平面称为振动面。面称为振动面。现在学习的是第5页，共26页第四节第四节 光在均质体和非均质体中的传光在均质体和非均质体中的传 播特点播特点1 光性均质体光性均质体（光学性质各个方向相同光学性质各个方向相同）光波在均质
4、体中传播时，无论在任何方向振光波在均质体中传播时，无论在任何方向振 动，传播速度与折射率值不变。动，传播速度与折射率值不变。光波入射均质体发生单折射现象，不发生双折光波入射均质体发生单折射现象，不发生双折 射也不改变入射光的振动性质。入射光为自然射也不改变入射光的振动性质。入射光为自然 光，折射光仍为自然光。入射光为单偏光，折光，折射光仍为自然光。入射光为单偏光，折 射光仍为单偏光。射光仍为单偏光。现在学习的是第6页，共26页2 光性非均质体光性非均质体（光学性质随方向而异）光波在非均质体中传播时，传播速度和折射光波在非均质体中传播时，传播速度和折射 率值随振动方向的不同而发生改变。率值随振动
5、方向的不同而发生改变。光波入射非均质体，除特殊方向以外，会改光波入射非均质体，除特殊方向以外，会改 变其振动特点，分解成为振动方向互相垂变其振动特点，分解成为振动方向互相垂 直，传播速度不同，折射率不等的两条偏振直，传播速度不同，折射率不等的两条偏振 光，这种现象就称为双折射。光，这种现象就称为双折射。现在学习的是第7页，共26页oe冰洲石冰洲石现在学习的是第8页，共26页 两条偏光折射率值之差，称为双折射率。这两条两条偏光折射率值之差，称为双折射率。这两条偏光之一振动方向垂直光轴，称为常光（偏光之一振动方向垂直光轴，称为常光（o），），另一偏光的振动方向垂直常光的振动方向称为非另一偏光的振动
6、方向垂直常光的振动方向称为非常光（常光（e）.光在非均质体中某一个或两个特殊方向传播光在非均质体中某一个或两个特殊方向传播时时,不发生双折射不发生双折射,这种特殊的方向这种特殊的方向,就称为光轴。就称为光轴。现在学习的是第9页，共26页 中级晶族有一个这样的特殊方向，称为中级晶族有一个这样的特殊方向，称为一轴晶一轴晶。低级晶有两个这样的特殊方向，称为低级晶有两个这样的特殊方向，称为二轴晶二轴晶。光波在非均质体中传播时，决定传播速度及光波在非均质体中传播时，决定传播速度及相应折射率值大小的是光波在晶体中的振动方向而相应折射率值大小的是光波在晶体中的振动方向而不是传播方向。不是传播方向。现在学习的
7、是第10页，共26页第五节第五节 光率体光率体 光率体是表示光波在晶体中传播时，光波的光率体是表示光波在晶体中传播时，光波的振动方向与相应折射率值之间关系的光学立体图振动方向与相应折射率值之间关系的光学立体图形（光性指示体）形（光性指示体）。1 均质体光率体均质体光率体 如石榴子石、玻璃等。如石榴子石、玻璃等。均质体光率体是一个圆球体。均质体光率体是一个圆球体。切面为圆切面，半径代表矿物的折射率值切面为圆切面，半径代表矿物的折射率值(N)。现在学习的是第11页，共26页2 一轴晶光率体一轴晶光率体 如石英、方解石等矿物的光率体。如石英、方解石等矿物的光率体。Ne非常光的折射率值。非常光的折射率
8、值。No常光的折射率值。常光的折射率值。Ne数值变化于数值变化于Ne与与 No之间的非常光的折射之间的非常光的折射率值。率值。现在学习的是第12页，共26页 一轴晶光率体的构成一轴晶光率体的构成一轴正晶光率体（以石英为例）一轴正晶光率体（以石英为例）一轴负晶光率体。与一轴正晶光率体相一轴负晶光率体。与一轴正晶光率体相似，但图形为扁形。似，但图形为扁形。现在学习的是第13页，共26页不发生双不发生双折射折射发生双折射发生双折射现在学习的是第14页，共26页 一轴晶光率体的主要特征一轴晶光率体的主要特征 一轴正晶光率体：以一轴正晶光率体：以Z轴为旋转轴的轴为旋转轴的长形长形旋转椭球体旋转椭球体，光
9、波平行光轴振动时的折射率总是，光波平行光轴振动时的折射率总是比垂直光轴振动时的折射率大，比垂直光轴振动时的折射率大，Ne No。一轴负晶光率体：以一轴负晶光率体：以Z轴为旋转轴的轴为旋转轴的扁形扁形旋转椭球体旋转椭球体，光波平行光轴振动时的折射率总是，光波平行光轴振动时的折射率总是比垂直光轴振动时的折射率小，比垂直光轴振动时的折射率小，NeNo。现在学习的是第15页，共26页 Ne与与No为一轴晶矿物折射率的最大值为一轴晶矿物折射率的最大值与最小值，称为主折射率。与最小值，称为主折射率。Ne与与No 之差值之差值（Ne-No）为一轴晶矿物最大双折率。）为一轴晶矿物最大双折率。Ne一定直立；一定
10、直立；No一定水平。一定水平。主要切面特征主要切面特征 垂直光轴切面垂直光轴切面 圆切面，半径等于圆切面，半径等于No，光波垂直这种切面，光波垂直这种切面入射时，不发生双折射。折射率为入射时，不发生双折射。折射率为No。现在学习的是第16页，共26页 平行光轴切面平行光轴切面 椭圆切面，半径分别等于椭圆切面，半径分别等于No与与Ne，光，光波垂直这种切面入射时，发生双折射，分波垂直这种切面入射时，发生双折射，分解成为两条偏光，其振动方向分别平行椭解成为两条偏光，其振动方向分别平行椭圆切面长、短半径，其相应的折射率分别圆切面长、短半径，其相应的折射率分别等于椭圆切面的长、短半径等于椭圆切面的长、
11、短半径No与与Ne，No-Ne是一轴晶矿物最大双折率。是一轴晶矿物最大双折率。现在学习的是第17页，共26页 斜交光轴切面斜交光轴切面n 椭圆切面，半径分别等于椭圆切面，半径分别等于No与与Ne，光，光波垂直这种切面入射时，发生双折射，波垂直这种切面入射时，发生双折射，折射率分别等于椭圆切面的长、短半径折射率分别等于椭圆切面的长、短半径No与与Nen 重点：光波垂直入射圆切面，不发生双折重点：光波垂直入射圆切面，不发生双折射。垂直入射椭圆切面，发生双折射。射。垂直入射椭圆切面，发生双折射。现在学习的是第18页，共26页现在学习的是第19页，共26页3 二轴晶光率体二轴晶光率体 如如橄榄石、透辉
12、石、斜长石橄榄石、透辉石、斜长石的光率体。的光率体。二轴晶光率体的构成二轴晶光率体的构成 以橄榄石为例。以橄榄石为例。二轴晶光率体的主要特征二轴晶光率体的主要特征 二轴晶光率体为二轴晶光率体为三轴不等的椭球体。三轴不等的椭球体。现在学习的是第20页，共26页 Ng、Nm、Np代表这类矿物大、中、小三个主折射代表这类矿物大、中、小三个主折射率。递变于率。递变于Ng与与Nm之间的折射率值用之间的折射率值用Ng表示，递变于表示，递变于Nm与与Np之间的折射率值用之间的折射率值用Np表示。表示。光轴（光轴（OA）：光波沿着这个方向入射，不发生双折射，对：光波沿着这个方向入射，不发生双折射，对应切面为圆
13、切面，二轴晶有两个光轴。应切面为圆切面，二轴晶有两个光轴。光轴角（光轴角（2V）：两个光轴之间的锐角。：两个光轴之间的锐角。光轴面（光轴面（Ap）：包括两根光轴的面。包括两根光轴的面。锐角等分线（锐角等分线（Bxa）：两个光轴之间的锐角等分线。：两个光轴之间的锐角等分线。钝角等分线（钝角等分线（Bxo）：两个光轴之间的钝角等分线：两个光轴之间的钝角等分线。现在学习的是第21页，共26页正光性正光性:Ng-NmNm-Np 或或 Bxa=Ng,Bxo=Np负光性负光性:Ng-NmNm-Np 或或 Bxa=Np,Bxo=Ng 现在学习的是第22页，共26页 二轴晶光率体主要切面特征二轴晶光率体主要切
14、面特征 垂直光轴切面垂直光轴切面 圆切面，半径等于圆切面，半径等于Nm，光波垂直这，光波垂直这种切面入射时，不发生双折射。折射率种切面入射时，不发生双折射。折射率为为Nm。现在学习的是第23页，共26页 平行光轴面切面平行光轴面切面 椭圆切面，半径分别等于椭圆切面，半径分别等于Ng与与Np，光波垂，光波垂直这种切面入射时，发生双折射，双折射率等直这种切面入射时，发生双折射，双折射率等于椭圆半径之差，于椭圆半径之差，Ng-Np是二轴晶矿物最大双是二轴晶矿物最大双折率。折率。其它切面其它切面 椭圆切面，发生双折射，长、短半径不同。椭圆切面，发生双折射，长、短半径不同。现在学习的是第24页，共26页现在学习的是第25页，共26页第六节 光性方位 光性方位：光率体主轴与晶体结晶轴之间的关系。光性方位：光率体主轴与晶体结晶轴之间的关系。中级晶簇光性方位：中级晶簇光性方位：Z晶轴与晶轴与Ne一致。一致。低级晶簇光性方位：低级晶簇光性方位：斜方晶系：三个主轴与三个结晶轴一致。如黄玉。斜方晶系：三个主轴与三个结晶轴一致。如黄玉。单斜晶系：单斜晶系：Y晶轴与光率体三个主轴之一重晶轴与光率体三个主轴之一重 合，其余斜合，其余斜交。如透闪石。交。如透闪石。三斜晶系：光率体三个主轴与三个结晶轴斜三斜晶系：光率体三个主轴与三个结晶轴斜 交。如交。如斜长石。斜长石。现在学习的是第26页，共26页