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1、偏光镜下晶体的光学性质第1页，本讲稿共87页物镜：物镜：q透镜越小，镜头越长，放大倍数越大。透镜越小，镜头越长，放大倍数越大。q物镜一般由物镜一般由1 15 5片透镜组成。片透镜组成。q放大倍数一般低倍放大倍数一般低倍4X4X，中倍，中倍10X-25X10X-25X，高倍，高倍45X45X以上，油浸以上，油浸100X100X。q光孔角：前透镜最边缘的光线与前焦点所构成的角度光孔角：前透镜最边缘的光线与前焦点所构成的角度q数值孔径：等于光孔角正弦乘介质折射率数值孔径：等于光孔角正弦乘介质折射率N N。数值孔径越大，放大倍数越高。同一放大倍数，数值孔径越大，分。数值孔径越大，放大倍数越高。同一放大
2、倍数，数值孔径越大，分辨率越高辨率越高q物镜的分辨率就是显微镜的分辨率，它取决于数值孔径的大小及所用光波的波长物镜的分辨率就是显微镜的分辨率，它取决于数值孔径的大小及所用光波的波长q光学显微镜最高分辨率为光学显微镜最高分辨率为20002000埃，最大放大倍数为埃，最大放大倍数为20002000倍。一组物镜占一台显微镜总价值的五分之一到二分之一。倍。一组物镜占一台显微镜总价值的五分之一到二分之一。第一节第一节 偏光显微镜及薄片制备偏光显微镜及薄片制备第2页，本讲稿共87页二、偏光显微镜的调节与使用1 1装卸镜头装卸镜头qA A装目镜：直接插上即可装目镜：直接插上即可qB B装物镜：物镜与镜筒的接
3、合类型有弹簧夹型、销钉型及转盘型。注意安装到位装物镜：物镜与镜筒的接合类型有弹簧夹型、销钉型及转盘型。注意安装到位2 2调节视域亮度调节视域亮度q镜头装好以后，推出上偏光，勃氏镜，打开锁光圈，转动反光镜对准光源，调节视域亮度。镜头装好以后，推出上偏光，勃氏镜，打开锁光圈，转动反光镜对准光源，调节视域亮度。光线不要太强光线不要太强3 3调节焦距调节焦距qA A放上薄片，手摸一下，一定要盖玻片朝上，用弹簧夹夹好放上薄片，手摸一下，一定要盖玻片朝上，用弹簧夹夹好qB B下降镜筒。用粗调旋扭朝前旋转，下降镜筒。用粗调旋扭朝前旋转，眼睛从侧面注视镜头，将镜头下降到镜头工作距离眼睛从侧面注视镜头，将镜头下
4、降到镜头工作距离以内，切匆使镜头与薄片接触，以免损坏镜头以内，切匆使镜头与薄片接触，以免损坏镜头。要锻炼能两个眼睛都睁开看。要锻炼能两个眼睛都睁开看。第一节第一节 偏光显微镜及薄片制备偏光显微镜及薄片制备第3页，本讲稿共87页4校正中心qA A在视域内选一小点置于十字丝中心在视域内选一小点置于十字丝中心qB B转动物台转动物台180180度，注意观察小点的位置和轨迹度，注意观察小点的位置和轨迹qC C拧校正螺旋，使小点内移到中心距离的二分之拧校正螺旋，使小点内移到中心距离的二分之一一qD D手移薄片，使小点回中心。再旋物台，若手移薄片，使小点回中心。再旋物台，若小点还有偏移，重复上述操作小点还
5、有偏移，重复上述操作5 5校正偏光镜方向校正偏光镜方向q找一块黑云母，置于视域中心找一块黑云母，置于视域中心q旋转物台，使解理缝为左右方向旋转物台，使解理缝为左右方向q旋动下偏光镜使其颜色最深，此时的下偏光镜旋动下偏光镜使其颜色最深，此时的下偏光镜为为PPPP方向方向q取下薄片，推入上偏光镜，使视域全黑。则上下偏取下薄片，推入上偏光镜，使视域全黑。则上下偏光镜正交。光镜正交。第一节第一节 偏光显微镜及薄片制备偏光显微镜及薄片制备第4页，本讲稿共87页单偏光镜下观察晶体光学性质的内容单偏光镜下观察晶体光学性质的内容单偏光镜下观察，即只使用下偏光镜单偏光镜下观察，即只使用下偏光镜观察内容有观察内容
6、有q晶体形态、解理晶体形态、解理q突起、糙面、贝克线突起、糙面、贝克线q颜色与多色性颜色与多色性q晶体颗粒大小、百分比含量。晶体颗粒大小、百分比含量。第二节第二节 单偏光镜下的晶体光学性质单偏光镜下的晶体光学性质第5页，本讲稿共87页一、晶体形态晶体形态相关因素：晶体形态相关因素：q晶体依一定的结晶习性而生成一定的形态晶体依一定的结晶习性而生成一定的形态q矿物的形态、大小、晶体的完整程度与形成条件、矿物的形态、大小、晶体的完整程度与形成条件、析晶顺序有关析晶顺序有关1 1晶形晶形q薄片中所见为晶体的某一切面，同一晶体切面方薄片中所见为晶体的某一切面，同一晶体切面方向不同，反映出的平面形态完全不
7、同。向不同，反映出的平面形态完全不同。第二节第二节 单偏光镜下的晶体光学性质单偏光镜下的晶体光学性质第6页，本讲稿共87页2 2晶体的自形程度晶体的自形程度q依晶体的边棱的规则程度分类依晶体的边棱的规则程度分类A A自形晶：晶形完整，呈规则多边形，自形晶：晶形完整，呈规则多边形，边棱为直线边棱为直线B B半自形晶：晶形较完整，棱部分直线，半自形晶：晶形较完整，棱部分直线，部分为曲线部分为曲线C C他形晶：不规则粒状，边棱为曲线。他形晶：不规则粒状，边棱为曲线。第二节第二节 单偏光镜下的晶体光学性质单偏光镜下的晶体光学性质自形晶角闪石自形晶角闪石第7页，本讲稿共87页二、解理及解理夹角的测定1
8、1解理解理q解理是沿着一定结晶方向开裂成平直的面的能力。解理面、解理的解理是沿着一定结晶方向开裂成平直的面的能力。解理面、解理的方向、组数、及完善程度是鉴定矿物的重要依据。方向、组数、及完善程度是鉴定矿物的重要依据。解理缝的清晰程度与矿物和树胶的折射率差值的大小有关，差值大者解理明显解理缝的清晰程度与矿物和树胶的折射率差值的大小有关，差值大者解理明显解理缝的清晰程度及宽度与切片方向密切相关。当解理缝垂直切面时，缝最窄，最清解理缝的清晰程度及宽度与切片方向密切相关。当解理缝垂直切面时，缝最窄，最清楚，升降镜筒时解理缝不左右移动。楚，升降镜筒时解理缝不左右移动。第二节第二节 单偏光镜下的晶体光学性
9、质单偏光镜下的晶体光学性质角理缝斜交切面时升降镜筒为什么会看到它移动？第8页，本讲稿共87页2 2解理的完善程度分级解理的完善程度分级qA A极完全解理：细密连贯直线缝极完全解理：细密连贯直线缝qB B完全解理：较粗的平直缝，但不完全连贯完全解理：较粗的平直缝，但不完全连贯qC C不完全解理：断续解理缝，勉强能看清成一个方向。不完全解理：断续解理缝，勉强能看清成一个方向。第二节第二节 单偏光镜下的晶体光学性质单偏光镜下的晶体光学性质第9页，本讲稿共87页3 3解理角的测定解理角的测定qA A选择合适的解理缝：有同时垂直切选择合适的解理缝：有同时垂直切面的两组解理的晶体颗粒，即两组解面的两组解理
10、的晶体颗粒，即两组解理都最清楚，升降镜筒都不移动理都最清楚，升降镜筒都不移动qB B使一组解理平行目镜的十字丝的竖使一组解理平行目镜的十字丝的竖线，记下物台的刻度数线，记下物台的刻度数a aqC C旋转物台，使另一组解理平行目镜的十旋转物台，使另一组解理平行目镜的十字丝的竖线。记下计数字丝的竖线。记下计数b b。q两组计数之差两组计数之差(a-b)(a-b)即测的两组解理的夹角。即测的两组解理的夹角。第二节第二节 单偏光镜下的晶体光学性质单偏光镜下的晶体光学性质第10页，本讲稿共87页三颜色与多色性1 1颜色颜色q颜色即晶体薄片中的颜色。是矿物对白光中不同波段选择性吸收颜色即晶体薄片中的颜色。
11、是矿物对白光中不同波段选择性吸收的结果的结果q光波透过薄片，不管矿物如何透明，总要被吸收一部分，如果均匀吸收，光波透过薄片，不管矿物如何透明，总要被吸收一部分，如果均匀吸收，则仅只有强度减弱，薄片不显示颜色，为无色矿物则仅只有强度减弱，薄片不显示颜色，为无色矿物q若有选择性吸收，则显示被吸收波段的补色若有选择性吸收，则显示被吸收波段的补色q颜色的深浅，取决于矿物对各色光吸收的总强度，强度大颜色颜色的深浅，取决于矿物对各色光吸收的总强度，强度大颜色深深q吸收的总强度取决于薄片中的矿物种类及薄片的厚度吸收的总强度取决于薄片中的矿物种类及薄片的厚度。第二节第二节 单偏光镜下的晶体光学性质单偏光镜下的
12、晶体光学性质第11页，本讲稿共87页2 2吸收性与多色性吸收性与多色性吸收性吸收性q均质体均质体各向同性，不同振动方向的光波选择性吸收都相同各向同性，不同振动方向的光波选择性吸收都相同矿物的颜色与浓度不因矿物中光波的振动方向的不同而变化。矿物的颜色与浓度不因矿物中光波的振动方向的不同而变化。q非均质体非均质体的颜色及浓度随方向的变化而变化的颜色及浓度随方向的变化而变化即随着物台的旋转，颜色及颜色的浓度有规律地周期性变化。即随着物台的旋转，颜色及颜色的浓度有规律地周期性变化。第二节第二节 单偏光镜下的晶体光学性质单偏光镜下的晶体光学性质第12页，本讲稿共87页多色性：多色性：q由于光波在晶体中的
13、振动方向不同，而使矿物的颜色改变的现象称为多色性。而颜色的浓由于光波在晶体中的振动方向不同，而使矿物的颜色改变的现象称为多色性。而颜色的浓淡变化称为吸收性淡变化称为吸收性q一轴晶矿物，主要有两个颜色，一轴晶矿物，主要有两个颜色，NoNo与与NeNe。电气石（负光性）平行电气石（负光性）平行C C轴切面短半径轴切面短半径Ne|PPNe|PP紫色紫色长半径长半径No|PPNo|PP深蓝色。斜交切面为过渡色。深蓝色。斜交切面为过渡色。NoNo的颜色比的颜色比NeNe深，表明深，表明NoNo的吸收性强，的吸收性强，有吸收性公式：有吸收性公式：NoNeNoNeq二轴晶的多色性有三个主要颜色分别与光率体的
14、二轴晶的多色性有三个主要颜色分别与光率体的Ng,Nm,NpNg,Nm,Np相当相当q即每一主轴面都显示两种颜色即每一主轴面都显示两种颜色q平行光轴面多色性最明显，垂直光轴面只显示平行光轴面多色性最明显，垂直光轴面只显示NmNm的颜色，无多色性的颜色，无多色性q其他切面介于二者之间其他切面介于二者之间q多色性与薄片厚度也有关系。测定多色性时要在定向切面上进行多色性与薄片厚度也有关系。测定多色性时要在定向切面上进行第二节第二节 单偏光镜下的晶体光学性质单偏光镜下的晶体光学性质第13页，本讲稿共87页四、贝克线、糙面、突起及闪突起这些性质主要与薄片中相邻物质间由于这些性质主要与薄片中相邻物质间由于折
15、射率不同发生折射、反射所引起的光折射率不同发生折射、反射所引起的光学现象有关学现象有关1 1贝克线贝克线q贝克线在两个折射率不同的介质接触处，可以贝克线在两个折射率不同的介质接触处，可以看到比较暗的边缘，称为矿物轮廓看到比较暗的边缘，称为矿物轮廓q在轮廓线附近可以看到一条明亮的细线，当升在轮廓线附近可以看到一条明亮的细线，当升降镜筒时这条亮线发生移动，此亮线称为贝克降镜筒时这条亮线发生移动，此亮线称为贝克线。线。第二节第二节 单偏光镜下的晶体光学性质单偏光镜下的晶体光学性质第14页，本讲稿共87页2)2)贝克线规律：贝克线规律：q提升镜筒，贝克线向折射率高的介质方向移动提升镜筒，贝克线向折射率
16、高的介质方向移动q下降镜筒，贝克线向折射率低的介质方向移动下降镜筒，贝克线向折射率低的介质方向移动q贝克线的灵敏度很高贝克线的灵敏度很高用白光照明，两介质折射率差用白光照明，两介质折射率差0.0010.001即可见贝克线即可见贝克线用单色光照明时，灵敏度可提高到用单色光照明时，灵敏度可提高到0.00050.0005q用贝克线的移动规律很容易判断两相邻介质的折射率的高低用贝克线的移动规律很容易判断两相邻介质的折射率的高低q为了看清贝克线，观察时要缩小光圈，将界面移动到视域中心，移为了看清贝克线，观察时要缩小光圈，将界面移动到视域中心，移开聚光镜。开聚光镜。第二节第二节 单偏光镜下的晶体光学性质单
17、偏光镜下的晶体光学性质第15页，本讲稿共87页3)3)贝克线产生的原因贝克线产生的原因q由相邻物质间折射率不同引起。两介质接触有四种情况（由相邻物质间折射率不同引起。两介质接触有四种情况（N N折射率大，折射率大，n n折射率小）折射率小）A An n盖于盖于N N之上，接触界面较平缓。光线能透过界面向折射率大的介质方向偏折（之上，接触界面较平缓。光线能透过界面向折射率大的介质方向偏折（NnNn，入射角大于反射，入射角大于反射角），光线在角），光线在N N侧加强，提升镜筒，亮线向侧加强，提升镜筒，亮线向N N侧移动侧移动B Bn n盖于盖于N N之上，接触界面较陡。因之上，接触界面较陡。因Nn
18、Nn，入射角大于临界角，光线发生全反射，向，入射角大于临界角，光线发生全反射，向N N方向偏折。移动情方向偏折。移动情况同况同A AC CN N盖于盖于n n之上，光线总是能透过界面向之上，光线总是能透过界面向N N方向偏折（因方向偏折（因N N大于大于n n，入射角小于反射角），入射角小于反射角）D D接触界面垂直切面，此时垂直透射的光线无折射作用，但斜射光线接触界面垂直切面，此时垂直透射的光线无折射作用，但斜射光线N N侧者发生全反射，侧者发生全反射，n n侧者则能透过界面在侧者则能透过界面在N N侧加强形成亮线。侧加强形成亮线。第二节第二节 单偏光镜下的晶体光学性质单偏光镜下的晶体光学性
19、质第16页，本讲稿共87页2 2、糙面、糙面q单偏光镜下观察晶体表面，某些很光滑，某些粗糙呈麻点状，这种表面单偏光镜下观察晶体表面，某些很光滑，某些粗糙呈麻点状，这种表面的粗糙现象称为糙面的粗糙现象称为糙面q糙面产生的原因糙面产生的原因矿物表面的凹凸不平，覆盖在晶体上的树胶的折射率与晶体折射率有差异，当光线通过二矿物表面的凹凸不平，覆盖在晶体上的树胶的折射率与晶体折射率有差异，当光线通过二者接触面时，发生折射甚至全反射，至使薄片中晶体表面光线集散不一，而形成明暗程度者接触面时，发生折射甚至全反射，至使薄片中晶体表面光线集散不一，而形成明暗程度不同的斑点不同的斑点q糙面产生的必要条件：糙面产生的
20、必要条件：矿物本身表面不平矿物本身表面不平矿物与树胶间存在折射率差矿物与树胶间存在折射率差第二节第二节 单偏光镜下的晶体光学性质单偏光镜下的晶体光学性质第17页，本讲稿共87页3 3突起及闪突起突起及闪突起q晶体薄片中不同的晶体表面好象高低不一的现象称为突起晶体薄片中不同的晶体表面好象高低不一的现象称为突起q这是一种视觉的错觉，实际中薄片中的晶体切面是一样高的。这是一种视觉的错觉，实际中薄片中的晶体切面是一样高的。q这种现象是由于树胶与晶体的折射率差引起的，折射率大的晶体表面看起来高些这种现象是由于树胶与晶体的折射率差引起的，折射率大的晶体表面看起来高些q原因在于折射率大光线偏折度大，使人感觉
21、晶体表面抬高原因在于折射率大光线偏折度大，使人感觉晶体表面抬高q晶体折射率大于树胶时为正突起，小于树胶时为负突起。晶体折射率大于树胶时为正突起，小于树胶时为负突起。q双折射率较大的光性非均质体，在单偏光镜下旋转物台时，突起情况发生明显变双折射率较大的光性非均质体，在单偏光镜下旋转物台时，突起情况发生明显变化，称为闪突起，它与晶体的双折射率有关。化，称为闪突起，它与晶体的双折射率有关。第二节第二节 单偏光镜下的晶体光学性质单偏光镜下的晶体光学性质第18页，本讲稿共87页正交偏光镜即上下偏光镜一起使用，且使上下偏光镜的振动方向相互垂直。正交偏光镜即上下偏光镜一起使用，且使上下偏光镜的振动方向相互垂
22、直。PPPP代表下偏光镜的振动方向，代表下偏光镜的振动方向，AAAA代表上偏镜的振动方向。为了观察方便及准确测定代表上偏镜的振动方向。为了观察方便及准确测定晶体的光学数据，还要使上下偏光镜的振动方向与目镜的十字丝一致晶体的光学数据，还要使上下偏光镜的振动方向与目镜的十字丝一致在正交偏光镜下无薄片时视域应是全黑的在正交偏光镜下无薄片时视域应是全黑的正交偏光镜下观察的内容有：干涉、干涉色级序、双折射率、消色、双晶、测正交偏光镜下观察的内容有：干涉、干涉色级序、双折射率、消色、双晶、测定消光角、延性符号等定消光角、延性符号等第三节第三节 正交偏光镜下的晶体光学性质正交偏光镜下的晶体光学性质第19页，
23、本讲稿共87页一、正交偏光镜下的干涉现象1 1波的干涉波的干涉q频率相同、振动方向相同、相位相同或有固定相位差的频率相同、振动方向相同、相位相同或有固定相位差的两列波相遇，合成后，波在某些部位始终加强，某些部两列波相遇，合成后，波在某些部位始终加强，某些部位始终减弱的现象称为波的干涉位始终减弱的现象称为波的干涉q频率相同、振动方向相同、有固定相位差的光波称为频率相同、振动方向相同、有固定相位差的光波称为相干光。相干光。第三节第三节 正交偏光镜下的晶体光学性质正交偏光镜下的晶体光学性质第20页，本讲稿共87页2 2决定正交偏光下干涉的因素决定正交偏光下干涉的因素qA A光路分析：自然光光路分析：
24、自然光反光镜反光镜下偏光镜（振动方向平行下偏光镜（振动方向平行PPPP）晶体薄片（产生双折射，分解成平行晶体薄片（产生双折射，分解成平行NgNpNgNp的两束偏的两束偏光）光）qB B双折射产生后的效应：双折射产生后的效应：NgNpNgNp在晶体中的不同方向振动，其传播速度也不同。在晶体中的不同方向振动，其传播速度也不同。VpVp速度速度大，称为快光。大，称为快光。VgVg速度小称为慢光。速度小称为慢光。VgVpVgVp两束偏光通过薄片后产生光程差（以两束偏光通过薄片后产生光程差（以R R表示），经空气传播后，表示），经空气传播后，在到达上偏镜之前在到达上偏镜之前R R保持不变保持不变第三节第
25、三节 正交偏光镜下的晶体光学性质正交偏光镜下的晶体光学性质第21页，本讲稿共87页q快慢光在晶体中的传播速度不同快慢光在晶体中的传播速度不同,快慢光的路程之差即为光程差。可以用下式表示：快慢光的路程之差即为光程差。可以用下式表示：V0:V0:光在空气中的传播速度。光在空气中的传播速度。Vp,Vg:Vp,Vg:快、慢光在晶体中的传播速度。快、慢光在晶体中的传播速度。tp,tg:tp,tg:快慢光通过晶体时所占用的时间。快慢光通过晶体时所占用的时间。D D：薄片厚度。：薄片厚度。q决定光程差决定光程差R R的因素有两点。一是晶体薄片厚度的因素有两点。一是晶体薄片厚度D D，二是晶体的双折射率（，二
26、是晶体的双折射率（NgNgNpNp）qR R的大小决定两光波在上偏光镜同一振动面振动的干涉作用的强弱。的大小决定两光波在上偏光镜同一振动面振动的干涉作用的强弱。第三节第三节 正交偏光镜下的晶体光学性质正交偏光镜下的晶体光学性质第22页，本讲稿共87页三、正交偏光下干涉作用原理1 1、光路分析、光路分析qOBOB：透过下偏光镜后的偏光振幅：透过下偏光镜后的偏光振幅qNg,NpNg,Np：晶体切片的光率体椭圆的长短半径。亦为快光慢光的振动方向。：晶体切片的光率体椭圆的长短半径。亦为快光慢光的振动方向。q当下偏光振动方向与光率体半径有一定夹角时，透出薄片的偏光当下偏光振动方向与光率体半径有一定夹角时
27、，透出薄片的偏光OBOB按平行四边形按平行四边形法则分解。沿光率体半径方向分解为法则分解。沿光率体半径方向分解为ONg,ONpONg,ONpONg=OBCos ONp=OBSinONg=OBCos ONp=OBSin此光波进入上偏光后，又分解为此光波进入上偏光后，又分解为ONp1,ONp2ONp1,ONp2，ONg1,ONg2ONg1,ONg2，其中，其中ONp2,ONg2ONp2,ONg2垂直上垂直上偏光不能通过。偏光不能通过。ONp1ONp1与与ONg1ONg1的振幅为的振幅为ONg1=OBCosSinONg1=OBCosSin ONp1=OBSinCosONp1=OBSinCos可见可见
28、ONg1ONg1ONp1ONp1振幅相等，方向相反振幅相等，方向相反qONg1ONg1及及ONp1ONp1的特点的特点为同一偏光透过晶体后经两度分解而成，频率相同为同一偏光透过晶体后经两度分解而成，频率相同两者之间有固定的光程差（由两者之间有固定的光程差（由ONgONg、ONpONp继承下来）继承下来）两者在同一平面内振动（上偏光振动面两者在同一平面内振动（上偏光振动面AAAA）所以，所以，ONg1ONg1、ONp1ONp1为相干光。为相干光。第三节第三节 正交偏光镜下的晶体光学性质正交偏光镜下的晶体光学性质第23页，本讲稿共87页2 2、两偏光的干涉、两偏光的干涉qA A、干涉叠加原理干涉光
29、的强度等于振幅、干涉叠加原理干涉光的强度等于振幅A A的平方的平方式中，式中，：入射光波长；：入射光波长；R R：薄片的光程差：薄片的光程差qB B、干涉现象、干涉现象依上式，各参数的不同取值，有极大值或极小值依上式，各参数的不同取值，有极大值或极小值a.a.当当0 0。A2A20 0。I I0 0当当0 0。A2A20 0。I I0 0。视域黑。这种现象称为消光。视域黑。这种现象称为消光。正交偏光镜下，正交偏光镜下，0 0，就是晶体的光率体半径与上下偏光镜一致。旋转物台，就是晶体的光率体半径与上下偏光镜一致。旋转物台360360度。晶度。晶体切面有体切面有4 4种此位置，故出现四次消光种此位
30、置，故出现四次消光四次消光是光性非均质体非垂直光轴切面的特征四次消光是光性非均质体非垂直光轴切面的特征第三节第三节 正交偏光镜下的晶体光学性质正交偏光镜下的晶体光学性质第24页，本讲稿共87页b.b.当当RR0 0，I I0 0，消光，消光要要RR0 0，即，即R R0 0，也就是，也就是NgNgNpNp0 0。NgNgNpNp0 0为光性均质体及光性非均质体垂直光轴切面。此时与角度为光性均质体及光性非均质体垂直光轴切面。此时与角度无关，视域全黑，无关，视域全黑，称为永久消光称为永久消光永久消光是光性均质体及光性非均质体垂直光轴切面的特征永久消光是光性均质体及光性非均质体垂直光轴切面的特征c.
31、c.当当R=nR=n，R R为为的整数倍。的整数倍。I I0 0，消光，消光d.d.当当R R（2 21)/21)/2，R R为为2 2的奇数倍。的奇数倍。A A最大最大e e.当当4545，SinSin1 1，I I为最大为最大在光性非均质体中，当光率体在光性非均质体中，当光率体Ng,NpNg,Np与与AAAA或或PPPP成成4545度时晶体干涉色最明亮。度时晶体干涉色最明亮。第三节第三节 正交偏光镜下的晶体光学性质正交偏光镜下的晶体光学性质第25页，本讲稿共87页二、正交偏光镜下的干涉色1 1干涉色的形成干涉色的形成A A、干涉色现象、干涉色现象q将石英沿光轴方向由薄到厚磨成楔形，称为石英
32、楔。石英的最大双折射率将石英沿光轴方向由薄到厚磨成楔形，称为石英楔。石英的最大双折射率NgNgNpNp0.0090.009，将石英楔由薄到厚，将石英楔由薄到厚慢慢插入偏光镜试板孔，其光程差随石英楔的厚度增加而增加慢慢插入偏光镜试板孔，其光程差随石英楔的厚度增加而增加q若单色光照明，随石英楔推入，依次出现明暗相间的干涉条带。光程差与明暗关系：若单色光照明，随石英楔推入，依次出现明暗相间的干涉条带。光程差与明暗关系：R R处。处。A A0 0，黑暗带，黑暗带R R（2 21 1）2 2，A A最大，亮带最大，亮带q光程差介于二者之间，亮度居中光程差介于二者之间，亮度居中q暗亮带的宽度取决于波长，红
33、光波长最长，条带间隔最宽。暗亮带的宽度取决于波长，红光波长最长，条带间隔最宽。q白光照明，白光中的七种不同波长的光使任何一个光程差都不会相当于各色波长的整数倍。也即不可能使七白光照明，白光中的七种不同波长的光使任何一个光程差都不会相当于各色波长的整数倍。也即不可能使七色同时消光。色同时消光。第三节第三节 正交偏光镜下的晶体光学性质正交偏光镜下的晶体光学性质第26页，本讲稿共87页B B、干涉色形成、干涉色形成q一定的光程差，可能相当或接近于白光中部分色光的波长的整数倍，而使这色光消光减弱，同时它又可能相当一定的光程差，可能相当或接近于白光中部分色光的波长的整数倍，而使这色光消光减弱，同时它又可
34、能相当于或接近于某色光的半波长的奇数倍，而使这色光加强于或接近于某色光的半波长的奇数倍，而使这色光加强q综合干涉的结果，相当于从白光中减去某色光，又加强另外某色光，减去的光出现补色，被加强的光又强过补综合干涉的结果，相当于从白光中减去某色光，又加强另外某色光，减去的光出现补色，被加强的光又强过补色色q两者抵消后出现颜色，未被抵消的色光混合，便成为该色光干涉形成的混合色。它是由白光干涉形成的，称为两者抵消后出现颜色，未被抵消的色光混合，便成为该色光干涉形成的混合色。它是由白光干涉形成的，称为干涉色干涉色q一定的光程差与一定的干涉色相联系，干涉色的亮度随角的变化。一定的光程差与一定的干涉色相联系，
35、干涉色的亮度随角的变化。0 0时，晶体消光，由时，晶体消光，由0 04545度，度，亮度增强，亮度增强，4545度时最亮度时最亮q只影响亮度，不影响颜色。只影响亮度，不影响颜色。第三节第三节 正交偏光镜下的晶体光学性质正交偏光镜下的晶体光学性质第27页，本讲稿共87页2 2干涉色的级序干涉色的级序qA A、干涉色级序、干涉色级序在正交偏光下用白光照明，随石英楔的推入，在正交偏光下用白光照明，随石英楔的推入，R R由小变大。视域中干涉色由小变大。视域中干涉色出现有规律的变化出现有规律的变化这种干涉色有规律的变化称为干涉色的级序这种干涉色有规律的变化称为干涉色的级序其特点是：其特点是：随随R R值
36、连续增加的方向叫色序升高，随值连续增加的方向叫色序升高，随R R值由值由0 0开始上升，视域干涉色出现黑开始上升，视域干涉色出现黑暗灰暗灰灰白灰白淡黄淡黄黄黄橙橙红红兰兰绿绿黄黄红红兰兰绿绿黄黄红红兰兰绿绿黄黄红红。色序变化固定不变。色序变化固定不变。第三节第三节 正交偏光镜下的晶体光学性质正交偏光镜下的晶体光学性质第28页，本讲稿共87页q随随R R的由小到大，干涉色由低到高，一般把干涉色分为四级：的由小到大，干涉色由低到高，一般把干涉色分为四级：一级：灰、灰白、黄、红一级：灰、灰白、黄、红二级：兰、绿、黄、红二级：兰、绿、黄、红三级：兰、绿、黄、红三级：兰、绿、黄、红四级：兰、绿、黄、红四
37、级：兰、绿、黄、红q相邻色间无截然界面，呈过渡状态。相邻色间无截然界面，呈过渡状态。q四种干涉色的混合呈稍带玫瑰色的白色，称为高级白。四种干涉色的混合呈稍带玫瑰色的白色，称为高级白。q四级干涉色的收尾（红）叫顶部色，开始（兰）叫底部色。四级干涉色的收尾（红）叫顶部色，开始（兰）叫底部色。第三节第三节 正交偏光镜下的晶体光学性质正交偏光镜下的晶体光学性质第29页，本讲稿共87页B B、不同级序干涉色的差异、不同级序干涉色的差异q各级干涉色在色调上有一定的差异，突出的有：各级干涉色在色调上有一定的差异，突出的有：q一级：灰与灰白完全过渡，无界面，黄分为淡黄与橙黄，红带紫，色带较窄一级：灰与灰白完全
38、过渡，无界面，黄分为淡黄与橙黄，红带紫，色带较窄q二级：兰较深，绿较淡，黄带橙，亮而艳，红鲜艳二级：兰较深，绿较淡，黄带橙，亮而艳，红鲜艳q三、四级：均较淡，界面不清。三级绿为翠绿，色艳带宽，四级兰淡而窄三、四级：均较淡，界面不清。三级绿为翠绿，色艳带宽，四级兰淡而窄q干涉色的高低完全取决于光程差干涉色的高低完全取决于光程差R R的大小的大小即薄片厚度即薄片厚度D D及双折射率及双折射率若薄片厚度为标准厚度，则干涉色完全取决于双折射率若薄片厚度为标准厚度，则干涉色完全取决于双折射率双折射率的大小与薄片的切片方向密切相关双折射率的大小与薄片的切片方向密切相关q鉴定晶体时只有测定最大双折射率才有意
39、义（要选平行光轴面测定）。鉴定晶体时只有测定最大双折射率才有意义（要选平行光轴面测定）。第三节第三节 正交偏光镜下的晶体光学性质正交偏光镜下的晶体光学性质第30页，本讲稿共87页第三节第三节 正交偏光镜下的晶体光学性质正交偏光镜下的晶体光学性质3 干涉色高低的影响因素干涉色高低的影响因素矿物性质矿物性质矿物的切面方向矿物的切面方向矿片厚度矿片厚度平行光轴或光轴面最大平行光轴或光轴面最大垂直光轴没有光程差垂直光轴没有光程差其余在两者之间其余在两者之间R=d(Ng-Np)R光程差光程差,d矿片厚度矿片厚度,Ng-Np双折率双折率干涉色高低取决于光程差干涉色高低取决于光程差第31页，本讲稿共87页3
40、 3干涉色色谱表干涉色色谱表q表示干涉色的级序、光程差、双折射率及薄片厚度之间关系的图表称为干涉色色谱表表示干涉色的级序、光程差、双折射率及薄片厚度之间关系的图表称为干涉色色谱表横坐标：光程差横坐标：光程差R R及相对应的干涉色级序。单位：毫微米及相对应的干涉色级序。单位：毫微米纵坐标：薄片厚度。单位：毫米纵坐标：薄片厚度。单位：毫米原点放射线：双折射率原点放射线：双折射率q色谱表表示色谱表表示R R、D D、（、（NdNdNpNp）三者之）三者之 间的关系。只要知道其中的两项就能间的关系。只要知道其中的两项就能 求出第三项。求出第三项。第三节第三节 正交偏光镜下的晶体光学性质正交偏光镜下的晶
41、体光学性质第32页，本讲稿共87页三、补色法则及补色器三、补色法则及补色器1 1补色法则补色法则A A补色法则补色法则q在正交偏光镜间，两非均质体除垂直光轴外任意方向在正交偏光镜间，两非均质体除垂直光轴外任意方向切面在切面在4545度位置重叠时，光通过此两晶体薄片后的光度位置重叠时，光通过此两晶体薄片后的光程差增加或减少程差增加或减少设非均质体的晶体薄片的光率体椭圆半径为设非均质体的晶体薄片的光率体椭圆半径为N N1 1N N2 2，光波透入每一块薄片后双折射分解为二偏光，光波透入每一块薄片后双折射分解为二偏光，透出薄片后光程差为透出薄片后光程差为R R1 1。另一薄片的光程差为。另一薄片的光
42、程差为R R2 2将两薄片在正交偏光镜的将两薄片在正交偏光镜的4545度位置重叠，必产生一度位置重叠，必产生一总光程差总光程差R R。R R是增还是减，取决于二薄片的重叠方是增还是减，取决于二薄片的重叠方式，即重叠时光率体椭圆的相对位置式，即重叠时光率体椭圆的相对位置第三节第三节 正交偏光镜下的晶体光学性质正交偏光镜下的晶体光学性质第33页，本讲稿共87页B B、薄片重叠情况、薄片重叠情况q当两薄片的光率体同名半径重叠，光透过两薄片后的总光程差当两薄片的光率体同名半径重叠，光透过两薄片后的总光程差R RR1R1R2R2，RR1RR1，RR2RR2。R R增大，干涉色升高增大，干涉色升高q当两薄
43、片的光率体异名轴重叠，当两薄片的光率体异名轴重叠，R RR1R1R2R2或或R RR2R2R1R1可能出现：可能出现：a a：RR1RR1，RR2RR2；b b：RR1RR1，RR2RRR2R1RR2。q三种情况中无论哪一种，三种情况中无论哪一种，R R反映的干涉色比原两薄片都低或比其中某一块薄片的干反映的干涉色比原两薄片都低或比其中某一块薄片的干涉色低。所以有：异名轴重叠。干涉色色序降低涉色低。所以有：异名轴重叠。干涉色色序降低小结小结q同名轴重叠，总光程差为同名轴重叠，总光程差为R RR1R1R2R2，干涉色升高。，干涉色升高。q异名轴重叠异名轴重叠:R R为两薄片的光程差之差，其干涉色色
44、序降低（总比二薄片中干涉色级序高的要低；为两薄片的光程差之差，其干涉色色序降低（总比二薄片中干涉色级序高的要低；若两薄片的光程差相等，总光程差为若两薄片的光程差相等，总光程差为0 0，视域消色变黑视域消色变黑第三节第三节 正交偏光镜下的晶体光学性质正交偏光镜下的晶体光学性质第34页，本讲稿共87页2 2、补色器、补色器q补色器就是已知光率体椭圆半径名称及光程差的晶体薄片补色器就是已知光率体椭圆半径名称及光程差的晶体薄片q作用作用 在两晶体薄片中如一个薄片的光率体椭圆的半径方向名称及光程差已知，则可根据补色在两晶体薄片中如一个薄片的光率体椭圆的半径方向名称及光程差已知，则可根据补色法则测定另一晶
45、体薄片的光率体椭圆半径的名称。法则测定另一晶体薄片的光率体椭圆半径的名称。q常用补色器有如下几种：常用补色器有如下几种：A A、石膏板、石膏板 天然石膏或石英片（平行光轴面）镶嵌于长条形金属孔中，试板天然石膏或石英片（平行光轴面）镶嵌于长条形金属孔中，试板NpNp（快光）振动方向与长边平行，注明于试板上（快光）振动方向与长边平行，注明于试板上光程差一个黄光波长，光程差一个黄光波长，550550毫微米，正交偏光镜下为一级紫红毫微米，正交偏光镜下为一级紫红在晶体薄片上加上石膏板，可以使干涉色升高或降低整整一级色序。在晶体薄片上加上石膏板，可以使干涉色升高或降低整整一级色序。石膏板只能应用于二级黄以
46、下的干涉色晶体薄片石膏板只能应用于二级黄以下的干涉色晶体薄片应特别引起注意的是当异名轴重叠，而薄片的干涉色又很低时，视域的干涉色是升高的，应特别引起注意的是当异名轴重叠，而薄片的干涉色又很低时，视域的干涉色是升高的，这是因为干涉色是在补色器一级紫红的基础上降低这是因为干涉色是在补色器一级紫红的基础上降低第三节第三节 正交偏光镜下的晶体光学性质正交偏光镜下的晶体光学性质第35页，本讲稿共87页B B、云母板、云母板形状同石膏板，长边为快光方向形状同石膏板，长边为快光方向光程差为光程差为147147毫微米，约相当于四分之一个黄光波长毫微米，约相当于四分之一个黄光波长正交偏光下的干涉色为一级灰。与晶
47、体薄片叠加，升降正交偏光下的干涉色为一级灰。与晶体薄片叠加，升降一个色序一个色序云母板适用于干涉色较高的（二级黄以上）晶体薄片。如云母板适用于干涉色较高的（二级黄以上）晶体薄片。如升：兰升：兰绿绿黄黄红红兰兰降：兰降：兰红红黄黄绿绿兰兰第三节第三节 正交偏光镜下的晶体光学性质正交偏光镜下的晶体光学性质第36页，本讲稿共87页C C、石英楔、石英楔石英沿光轴方向磨成楔形，镶嵌于金属框中石英沿光轴方向磨成楔形，镶嵌于金属框中R R0 016801680。在正交偏光镜间由薄到厚端，可以产生一级到三级干涉色。在正交偏光镜间由薄到厚端，可以产生一级到三级干涉色随石英楔推入，与晶体薄片同名轴重叠，干涉色连
48、续上升随石英楔推入，与晶体薄片同名轴重叠，干涉色连续上升异名轴重叠，干涉色连续下降，当石英楔异名轴重叠，干涉色连续下降，当石英楔R R与薄片相等时，晶体出与薄片相等时，晶体出现消色而呈深灰色。现消色而呈深灰色。第三节第三节 正交偏光镜下的晶体光学性质正交偏光镜下的晶体光学性质第37页，本讲稿共87页四、干涉色级序测定四、干涉色级序测定干涉色与光程差相关，但相同干涉色的光程差不一定相等，要测定干涉色与光程差相关，但相同干涉色的光程差不一定相等，要测定R R就必须测定干涉就必须测定干涉色的级序。其方法有：色的级序。其方法有：1 1、边缘测定法、边缘测定法q边缘测定法是利用晶体碎屑边缘斜坡的干涉色环
49、判断干涉色级序的方法边缘测定法是利用晶体碎屑边缘斜坡的干涉色环判断干涉色级序的方法q颗粒斜坡，其厚度自边缘向中心渐增。干涉色亦自边缘向中心渐升。但斜坡陡而短，颗粒斜坡，其厚度自边缘向中心渐增。干涉色亦自边缘向中心渐升。但斜坡陡而短，虽象石英楔，但很难显示出连续的干涉色。一般只能把显眼的红色显示出来。虽象石英楔，但很难显示出连续的干涉色。一般只能把显眼的红色显示出来。q红色是每级的顶部颜色，观察颗粒边缘有无红带及有几级红带即可确定干涉色的级序。红色是每级的顶部颜色，观察颗粒边缘有无红带及有几级红带即可确定干涉色的级序。q如边缘出现一条红带，晶体干涉色为绿，则干涉色级序为二级绿。如边缘出现一条红带
50、，晶体干涉色为绿，则干涉色级序为二级绿。q特别地，颗粒边缘出现兰或深兰（有时近于黑）色带，它代表一级红带，应视特别地，颗粒边缘出现兰或深兰（有时近于黑）色带，它代表一级红带，应视为一红带数目为一红带数目第三节第三节 正交偏光镜下的晶体光学性质正交偏光镜下的晶体光学性质第38页，本讲稿共87页2 2石英楔子确定法石英楔子确定法若晶体薄片厚度均匀一致，无边缘色带。可用石英楔子确定晶体颗粒若晶体薄片厚度均匀一致，无边缘色带。可用石英楔子确定晶体颗粒的干涉色级序的干涉色级序方法：方法：q将欲测颗粒从消光位转将欲测颗粒从消光位转4545度，将石英楔子从试板孔由薄端插入，度，将石英楔子从试板孔由薄端插入，