晶体光学基础

1、2021-11-2512021-11-252概概 述述晶体光学晶体光学是研究可见光通过透明矿物是研究可见光通过透明矿物晶体时产生的光学现象、规律及其原理的晶体时产生的光学现象、规律及其原理的学科。学科。 光性矿物学光性矿物学则是利用则是利用晶体光学的基本原晶体光学的基本原理和方法，研究和鉴定组成地壳的主要物理和方法，研究和鉴定组成地壳的主要物质（造岩矿物）的光学性质和特征。质（造岩矿物）的光学性质和特征。2021-11-253研究对象、手段及内容：研究对象、手段及内容： 研究内容研究内容偏光显微镜下矿物产生偏光显微镜下矿物产生的的折射、双折射、偏振、干涉、吸收、折射、双折射、偏振、干涉、吸收、

2、色散色散等光学现象、规律、原理以及各种等光学现象、规律、原理以及各种矿物的光学性质。矿物的光学性质。研究对象研究对象透明矿物晶体（薄片）透明矿物晶体（薄片）；研究手段研究手段偏光显微镜；偏光显微镜；2021-11-254本课程的任务：本课程的任务：1.1.认识认识透明矿物在偏光显微镜下出现的光透明矿物在偏光显微镜下出现的光学现象，学现象，理解并掌握理解并掌握产生的原因；产生的原因；2.2.学会并掌握学会并掌握利用利用偏光显微镜鉴定矿物的偏光显微镜鉴定矿物的方法；方法；3.3.掌握掌握部分常见矿物的光性特征，并能部分常见矿物的光性特征，并能准准确地识别确地识别。 2021-11-255教材教材：

3、2021-11-2562021-11-257参考书参考书：2021-11-258参考书：参考书：2021-11-259晶体光学与光性矿物晶体光学与光性矿物学课程安排学课程安排周周次次星期二星期二星期四星期四3第一章第一章 晶体光学基础晶体光学基础第一章第一章 晶体光学基础晶体光学基础4实验一实验一 偏光显微镜的调节与校正偏光显微镜的调节与校正第三章第三章 单偏光镜下的晶体光学性质单偏光镜下的晶体光学性质5实验二实验二 解理与多色性的观察解理与多色性的观察实验三实验三 突起与闪突起观察突起与闪突起观察6国庆放假国庆放假国庆放假国庆放假7第四章第四章 正交偏光镜下的晶体光学性正交偏光镜下的晶体光学

4、性质质第四章第四章 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8实验四实验四 光率体椭圆半径名称及干涉光率体椭圆半径名称及干涉色级序的测定色级序的测定实验五实验五 消光类型、消光角及延性符号消光类型、消光角及延性符号的测定的测定9第五章第五章 锥光镜下的晶体光学性质锥光镜下的晶体光学性质第五章第五章 锥光镜下的晶体光学性质锥光镜下的晶体光学性质10实验六实验六 干涉图的观察及光性符号测干涉图的观察及光性符号测定定 实验七实验七 角闪石的系统鉴定角闪石的系统鉴定11实验八实验八 暗色矿物的鉴定暗色矿物的鉴定实验九实验九 石英、云母、方解石的鉴定石英、云母、方解石的鉴定12实验十：斜长石

5、的鉴定实验十：斜长石的鉴定实验十一：碱性长石的鉴定实验十一：碱性长石的鉴定12实验十二：未知矿物鉴定（星期六）实验十二：未知矿物鉴定（星期六）2021-11-2510考核考核笔试：笔试：60-70%实验：实验：40-30% 其中：平时实验报告其中：平时实验报告20-30% 未知矿物鉴定未知矿物鉴定10%2021-11-2511第第 一一 章章 2021-11-2512一、光的基本性质一、光的基本性质1 . 光光是具一定频率和波长的电磁波是具一定频率和波长的电磁波。2 . 电磁波是横波，所以光波也是横波，即光波的振电磁波是横波，所以光波也是横波，即光波的振动方向与传播方向互相垂直。动方向与传播方

6、向互相垂直。1-11-1光学基础知识光学基础知识2021-11-25134 4. . 光波光波是电磁波是电磁波谱中很窄的一小部谱中很窄的一小部分，可见光波的分，可见光波的波波长范围为长范围为390770390770纳米纳米，波长由长至，波长由长至短（频率由小至大）短（频率由小至大）依次表现为依次表现为红、橙、红、橙、黄、绿、蓝、青、黄、绿、蓝、青、紫；紫；5. “白光白光”是各种单色光波按一定的比例组成的是各种单色光波按一定的比例组成的混合光混合光。3 . 波长的单位用纳米表示：波长的单位用纳米表示： 1nm= 10-6 mm。2021-11-2514二二 光的折射与折射率光的折射与折射率1.

7、 1. 光的折射与反射现象光的折射与反射现象当光波由一种介质传播到另一种介质中时，在两种当光波由一种介质传播到另一种介质中时，在两种介质的界面上被分解为介质的界面上被分解为反射光反射光和和折射光折射光，改变传播的，改变传播的方向。方向。反射光反射光被反回原介质，不改变光波的传播速度；被反回原介质，不改变光波的传播速度；折射光折射光进入另一介质中，改变光波的传播速度进入另一介质中，改变光波的传播速度。2021-11-25152. 2. 折射定律：折射定律：折射光线在入射光线和法线所决定的平面内，折射光线在入射光线和法线所决定的平面内，并与入射光线分居于法线两侧，两介质一定时，入并与入射光线分居于

8、法线两侧，两介质一定时，入射角射角i的正弦与折射角的正弦与折射角r的正弦之比，对于给定的两的正弦之比，对于给定的两种介质来说为一常数种介质来说为一常数，即即Sini/Sinr = N。 N称为第二介质对第一介质的相对折射率；称为第二介质对第一介质的相对折射率；i真空或空气真空或空气矿物等矿物等法线法线r2021-11-2516如果入射介质为真空或空气，则称如果入射介质为真空或空气，则称N N为为绝绝对折射率对折射率，简称为，简称为折射率折射率。N N与光波在与光波在介质中的传播速度成反比，即介质中的传播速度成反比，即介质中光的传播速度愈快，折射率介质中光的传播速度愈快，折射率N愈小愈小。光波在

9、真光波在真空（空气）中的传播速度最快，空（空气）中的传播速度最快，通常把真空（空气）的折射率视为通常把真空（空气）的折射率视为1；因此，；因此，光波在其他介质中的折射率均大于光波在其他介质中的折射率均大于1。光波在介质中的传播速度光波在介质中的传播速度( (或折射率或折射率) )取决取决于于介质的物质成分和内部结构介质的物质成分和内部结构。（如火山玻璃、硅酸盐矿物）2021-11-2517三、光的全反射和全反射临界角三、光的全反射和全反射临界角当光波由光疏介质进入光密介质时，折射角总是当光波由光疏介质进入光密介质时，折射角总是小于入射角，折射线靠近法线，无论入射角多大，小于入射角，折射线靠近法

10、线，无论入射角多大，总是可以进入光密介质。总是可以进入光密介质。当光波由光密介质进入光当光波由光密介质进入光疏介质时疏介质时，折射角总是大于入射角，折射线远离法，折射角总是大于入射角，折射线远离法线；当入射角增大到一定数值时折射角达到线；当入射角增大到一定数值时折射角达到90，此，此时折射光波不再进入光疏介质，而是沿界面方向传时折射光波不再进入光疏介质，而是沿界面方向传播；继续增大入射角，入射光波将全部反射回光密播；继续增大入射角，入射光波将全部反射回光密介质中，这种现象称为介质中，这种现象称为全反射全反射。折射角。折射角90时的时的入射角称为入射角称为全反射临界角全反射临界角。2021-11

11、-2518四、自然光与偏光四、自然光与偏光根据光波的振动特点，可分为自然光及偏振光。根据光波的振动特点，可分为自然光及偏振光。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，各个方向都有等振幅的光等振幅的光振动。振动。如太阳光、灯光等。如太阳光、灯光等。2021-11-25192.2.偏振光偏振光在垂直光波传播方向的某一固定方向上振在垂直光波传播方向的某一固定方向上振动的光波动的光波。偏振光振动方向与传播方向所构成的。偏振光振动方向与传播方向所构成的平面称为振动面。平面称为振动面。2021-11-2520尼科耳棱镜尼科耳棱镜BCAD904868 光光O光

12、光e加拿大树胶加拿大树胶2021-11-2521 晶体光学的研究，主要是应用偏光，晶体光学的研究，主要是应用偏光，使用的工具就是使用的工具就是偏光显微镜偏光显微镜。 自然光通过偏光显微镜后就被转变成自然光通过偏光显微镜后就被转变成振动方向一定的偏光。振动方向一定的偏光。 2021-11-25221.1.光性均质体光性均质体各个方向光学性质相同的物质，称光性均质体各个方向光学性质相同的物质，称光性均质体，简称简称均质体均质体； (1)(1)光波在均质体中传播时，无论振动方向如何，光波在均质体中传播时，无论振动方向如何，传播速度与折射率值不变传播速度与折射率值不变，即只有一个折射率。，即只有一个折

13、射率。(2)(2)光波入射均质体光波入射均质体不发生双折射，也不改变入不发生双折射，也不改变入射光的振动特点和振动性质。射光的振动特点和振动性质。入射光为自然光，折入射光为自然光，折射光仍为自然光。入射光为偏光，折射光仍为偏光射光仍为自然光。入射光为偏光，折射光仍为偏光且振动方向不变。且振动方向不变。(3)(3)等轴晶系的矿物和非晶质体都是光性均质体等轴晶系的矿物和非晶质体都是光性均质体。五、五、光性均质体和光性非均质体光性均质体和光性非均质体2021-11-25232 2. .光性非均质体光性非均质体光学性质随方向而变化的物质，称光性非均光学性质随方向而变化的物质，称光性非均质体质体，简称简

14、称非均质体非均质体。 光波在非均质体中传播时，光波在非均质体中传播时，传播速度和折传播速度和折射率值随振动方向的不同而发生改变。射率值随振动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直，传改变其振动特点，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光，播速度不同，折射率不等的两条偏振光，这种现象这种现象就称为就称为双折射双折射。两折射率值之差，称为两折射率值之差，称为双折（射）双折（射）率率。 2021-11-2524冰洲石的双折射现象冰洲石的双折射现象eo冰洲石冰洲石2021-11-25

15、25（3 3）光波沿非均质）光波沿非均质体的特殊方向射入时，体的特殊方向射入时，不发生双折射，基本不不发生双折射，基本不改变入射光波的振动特改变入射光波的振动特点和振动方向。在非均点和振动方向。在非均质体中，质体中，这个不发生双这个不发生双折射的特殊方向称为折射的特殊方向称为光光轴，轴，用符号用符号OAOA（Optic Optic axisaxis）表示）表示。中级晶族晶体中级晶族晶体只有一个光轴方向，只有一个光轴方向，称为称为一轴晶一轴晶； 低级晶族晶体低级晶族晶体有两个光轴方向，有两个光轴方向，称为称为二轴晶二轴晶。2021-11-2526 光波射入一轴晶矿物，光波射入一轴晶矿物，发生双折

16、射发生双折射分解分解成互相垂直的的两种偏光成互相垂直的的两种偏光： 一种偏光的振动方向一种偏光的振动方向永远垂直于永远垂直于Z Z晶轴，其晶轴，其传播速度及折射率值不传播速度及折射率值不变，称为变，称为常光常光（ordinary ray），以，以符号符号“o”o”表示。其折表示。其折射率值用射率值用“NoNo”表示。表示。Z Z晶轴方向就是晶轴方向就是光轴光轴方方向向。z z2021-11-2527Z 另一种偏光的振动方向另一种偏光的振动方向平平行于行于Z Z晶轴与光波传播方向晶轴与光波传播方向（波法线）所构成的平面，（波法线）所构成的平面，其传播速度及折射率值随振其传播速度及折射率值随振动方

17、向不同而改变，称为动方向不同而改变，称为非非常光常光（ExtraExtraordinary ray ），用符号，用符号“e”e”表示；表示；当当e e光的振动方向与光轴一致光的振动方向与光轴一致时，折射率值用时，折射率值用“Ne”Ne”表示，表示，当当e e光的振动方向与光轴斜交光的振动方向与光轴斜交时用时用“ “ NeNe ”表示表示。2021-11-2528特别指出特别指出：决定光波在非均质体中传播决定光波在非均质体中传播速度速度及折射率值大小的不是光波的传播方及折射率值大小的不是光波的传播方向而是光波在晶体中的振动方向。向而是光波在晶体中的振动方向。也就是说：也就是说：光波在非均质体中传

18、光波在非均质体中传播时，其传播速度及相应的折射率值播时，其传播速度及相应的折射率值大小，随光波在晶体中的振动方向不大小，随光波在晶体中的振动方向不同而不同。同而不同。2021-11-25291-2 光光 率率 体体光率体光率体是表示光波在晶体中传播时，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光波的振动方向与相应折射率值之间关系的立体图形的立体图形( (光性指示体）。光性指示体）。2021-11-2530光率体是光率体是从具从具体事物中抽象出来体事物中抽象出来的的立体概念，以反立体概念，以反映各类晶体光学性映各类晶体光学性质 中 最 本 质 的 特质 中 最 本 质 的 特

19、点点振动方向、振动方向、折射率，用来解释折射率，用来解释各种晶体光学现象各种晶体光学现象的成因。的成因。2021-11-2531一一. . 均质体的光率体均质体的光率体光波的传播速度不因其在晶体中的振动方向不光波的传播速度不因其在晶体中的振动方向不同而发生改变。在任意方向上传播速度都相同，即同而发生改变。在任意方向上传播速度都相同，即折射率值只有一个折射率值只有一个，因此：，因此： 1. 均质体光率体是均质体光率体是圆球体圆球体。2. 过光率体中心的任意切面过光率体中心的任意切面均为均为圆切面圆切面，其半径代表矿物，其半径代表矿物的折射率值（的折射率值（N）。）。如石榴子石、尖晶石。如石榴子石

20、、尖晶石。2021-11-2532二二. .一轴晶光率体一轴晶光率体中级晶族的矿物均属一轴晶。中级晶族的矿物均属一轴晶。如石英、如石英、方解石等矿物的光率体。方解石等矿物的光率体。中 级 晶 族 矿 物 的 晶 体 ： 轴 角中 级 晶 族 矿 物 的 晶 体 ： 轴 角=90=90( (或或=90=90、=120=120) )、轴长轴长a=bca=bc；在光学性质上，水平方向相同，水平在光学性质上，水平方向相同，水平方向与直立方向不同方向与直立方向不同。2021-11-2533当光波的振动方向与当光波的振动方向与Z晶轴垂直时晶轴垂直时（沿晶（沿晶体的水平方向振动），折射率相等，该折射体的水平

21、方向振动），折射率相等，该折射率值为率值为常光常光的折射率值，用的折射率值，用“No”表示。表示。当光波的振动方向与当光波的振动方向与Z晶轴平行时晶轴平行时（沿晶（沿晶体的直立方向振动），折射率值与体的直立方向振动），折射率值与No相差最相差最大，为大，为非常光非常光的折射率值，用的折射率值，用“Ne”表示。表示。当光波的振动方向与当光波的振动方向与Z晶轴斜交时晶轴斜交时，折射，折射率值变化于率值变化于No与与Ne之间，也为非常光的折射之间，也为非常光的折射率，用率，用“Ne ”表示表示2021-11-25341. 一轴晶光率体的构成一轴晶光率体的构成下面分别以下面分别以石英石英和和方解石方解

22、石为为例说明例说明一轴晶光一轴晶光率体率体的构成。的构成。2021-11-2535光波平行石英的光波平行石英的Z Z轴入射轴入射，不发生双折，不发生双折射，不改变光波的振射，不改变光波的振动特点和振动方向，动特点和振动方向，为常光，只有一个折为常光，只有一个折射率值，即射率值，即No=1.544No=1.544，构成一个半径为构成一个半径为1.5441.544的的圆切面圆切面。1.544No1.544No平行石英平行石英Z轴入射轴入射石英：石英：2021-11-2536光波光波垂直石英垂直石英Z Z轴轴入射，入射，发生双折射，分解为互相发生双折射，分解为互相垂直的两种偏光，一偏光垂直的两种偏光

23、，一偏光振动方向与振动方向与Z Z轴垂直，为轴垂直，为常光，常光，No=1.544No=1.544；另一偏；另一偏光振动方向与光振动方向与Z Z轴平行，轴平行，为 非 常 光 ， 折 射 率 值为 非 常 光 ， 折 射 率 值Ne=1.553Ne=1.553，以两折射率值，以两折射率值NeNe、NoNo为半径构成一个为半径构成一个椭椭圆切面圆切面。1.5441.553NoNe垂直石英垂直石英Z轴入射轴入射2021-11-2537 把这两种切面把这两种切面结合起来，就构结合起来，就构成了成了石英的光率石英的光率体体一个一个以光以光轴轴Ne（石英石英Z Z晶晶轴轴）为旋转轴的为旋转轴的长形长形旋

24、转椭球体。旋转椭球体。 石英的光率体石英的光率体NeNoNo2021-11-2538 光波平行光波平行方解石方解石的的Z Z轴入射，不发生双折射，轴入射，不发生双折射，不改变光波的振动特点不改变光波的振动特点和振动方向，为常光，和振动方向，为常光，只有一个折射率值，即只有一个折射率值，即No=1.658No=1.658，构成一个半，构成一个半径为径为1.6581.658的的圆切面圆切面。1.658No1.658No平行方解石平行方解石Z轴入射轴入射方解石：方解石：2021-11-2539光波垂直方解石的光波垂直方解石的Z Z轴轴入射，发生双折射，分解入射，发生双折射，分解为互相垂直的两种偏光，

25、为互相垂直的两种偏光，一偏光振动方向与一偏光振动方向与Z Z轴垂轴垂直，为直，为常光常光，No=1.658No=1.658；另一偏光振动方向与另一偏光振动方向与Z Z轴轴平行，为平行，为非常光非常光，折射率，折射率值为值为Ne=1.486Ne=1.486，以两折射，以两折射率值率值NeNe、NoNo为半径构成一为半径构成一个个椭圆切面椭圆切面。1.6581.486NeNo垂直方解石垂直方解石Z轴入射轴入射Z2021-11-2540 把这两种切面把这两种切面结合起来，就构结合起来，就构成了成了方解石的光方解石的光率体率体一个一个以以光轴光轴Ne（方解石方解石Z Z晶轴晶轴）为旋转轴为旋转轴的的扁

26、形扁形旋转椭球旋转椭球体。体。方解石的光率体方解石的光率体NoNeNo2021-11-25412. 一轴晶光率体的主要特征一轴晶光率体的主要特征（1）一轴晶光率体为：一轴晶光率体为：旋转椭球体旋转椭球体；（2）有长短不等的两个半径，称有长短不等的两个半径，称主轴主轴，用，用NeNe 、 NoNo 表示（表示（ NeNe 、 NoNo 的长短，视矿物不同而异）；的长短，视矿物不同而异）；（3） Ne、No分别代表一轴晶矿物最大（分别代表一轴晶矿物最大（Ng）和）和最小（最小（Np）两个主折射率，）两个主折射率，Ne、No之差为一轴晶矿之差为一轴晶矿物的最大双折率。物的最大双折率。（4）旋转轴（直

27、立）旋转轴（直立）为为Ne轴轴，也是，也是光轴光轴，与结晶，与结晶轴轴Z轴一致；轴一致；水平轴水平轴No轴轴；2021-11-2542（5）一轴晶光率体有一轴晶光率体有正（）正（）、负（）负（）光性之分，称为光性符号。光性之分，称为光性符号。光性符号根据光性符号根据 NeNe、NoNo的相对大小确定。的相对大小确定。当当NeNo时，为正光性，当时，为正光性，当Ne Nm-NpNg-Nm Nm-Np时，为时，为二轴晶正光性二轴晶正光性当当Ng-NmNg-Nm Nm-NpNm-Np时，为时，为二轴晶负光性二轴晶负光性2021-11-2564当当Ng-Nm Nm-Np时为时为二轴晶正光性二轴晶正光性

28、NgNpNmOAOANmBxaBxo二轴晶正光性二轴晶正光性Bxa=Ng2021-11-2565二轴晶负光性二轴晶负光性Bxa=Np当当Ng-NmNg-NmNm-NpNm-Np时为时为二轴晶负光性二轴晶负光性BxoNgNpOAOANmNmBxa2021-11-25663.二轴晶光率体的主要切面类型：二轴晶光率体的主要切面类型： 1 1）垂直光轴（）垂直光轴（OAOA）的切面）的切面圆切面圆切面，半径，半径=Nm，折射率值，折射率值=Nm，双，双折率折率=0，光波垂直该切面（沿光轴方向），光波垂直该切面（沿光轴方向）入射，入射，不发生双折射，不改变入射光波的不发生双折射，不改变入射光波的振动方向

29、和振动特点。振动方向和振动特点。二轴晶光率体有二轴晶光率体有两个光轴两个光轴，因此有，因此有两个两个垂直光轴的切面垂直光轴的切面。 2021-11-25672 2）平行光轴面（）平行光轴面（ApAp）的切面）的切面 光波垂直该切光波垂直该切面 入 射 （ 沿面 入 射 （ 沿 Nm轴），发生双折轴），发生双折射，折射率值分射，折射率值分别等于别等于Ng、Np，双折率双折率=Ng-Np，该切面的双折率该切面的双折率最大。最大。 椭圆切面椭圆切面 垂直垂直NmNm轴的主轴面轴的主轴面NgNpNgNp面，长短半面，长短半径分别等于径分别等于NgNg、NpNp。NgOAOANgNpOAOA正光性正光性

30、负光性负光性NpNmNm2021-11-25683 3）垂直）垂直BxaBxa的切面的切面 椭圆切面椭圆切面正负光性长短半正负光性长短半径的名称不同。径的名称不同。正光性正光性相当于垂相当于垂直直Ng轴的主轴面轴的主轴面NmNp面，长短面，长短半径分别为半径分别为Nm、Np。二轴晶正光性二轴晶正光性垂直垂直BxaBxa切面切面NmNpNgBxa=2021-11-2569负光性负光性，相当于相当于垂 直垂 直 N p 轴 的 主 轴轴 的 主 轴面面NgNm面，面，长长短半径分别为短半径分别为Ng、Nm。垂直垂直BxaBxa的切面的的切面的双折率双折率=Nm-Np或或Ng-Nm，大小介于，大小介

31、于0和最大和最大之间。之间。 二轴晶负光性二轴晶负光性垂直垂直BxaBxa切面切面NmNgBxa= Np2021-11-25704 4）垂直）垂直BxoBxo的切面的切面 椭圆切面椭圆切面正负光性长短半径正负光性长短半径名称不同。名称不同。 正光性正光性Bxo=Np，相当于垂直相当于垂直Np轴的主轴的主轴面轴面NgNm面。面。NgNmNp二轴晶正光性二轴晶正光性垂直垂直BxoBxo切面切面Bxo=2021-11-2571负光性负光性Bxo=Ng，相当于垂直相当于垂直Ng轴的轴的主轴面主轴面NmNp面。面。垂直垂直BxoBxo的切面的的切面的双折率双折率=Ng-Nm或或Nm-Np，大小介于，大小

32、介于0和最大之间。和最大之间。 NpNmNg二轴晶负光性二轴晶负光性垂直垂直BxoBxo切面切面Bxo=2021-11-2572 平行光轴面的切面平行光轴面的切面、垂直垂直BxaBxa的切面的切面和和垂直垂直BxoBxo的切面的切面都是包含两个主轴（垂直一都是包含两个主轴（垂直一个主轴）的切面，因此都是个主轴）的切面，因此都是主轴面主轴面，这些，这些切面在二轴晶光率体中只有一个。切面在二轴晶光率体中只有一个。在这三个切面中：在这三个切面中：平行光轴面的切面双折率最大；平行光轴面的切面双折率最大；垂直垂直BxaBxa切面和垂直切面和垂直BxoBxo切面双折率介于切面双折率介于0MAX0MAX之间

33、。之间。但无论正、负光性，但无论正、负光性，垂直垂直BxaBxa切面的双折切面的双折率总是率总是小于小于垂直垂直BxoBxo切面的双折率。切面的双折率。2021-11-2573负光性：负光性： Ng - Nm Ng - Nm Nm - NpNg - Nm Nm - Np（Bxa=Ng）BxoBxo切面切面双折率双折率BxaBxa切面切面双折率双折率 BxoBxo切面切面双折率双折率（Bxa=Np）BxaBxa切面切面双折率双折率 所以无论正、负光性，垂直所以无论正、负光性，垂直BxaBxa切面的切面的双折率总是小于垂直双折率总是小于垂直BxoBxo切面的双折率。切面的双折率。2021-11-2

34、5745 5）斜切面）斜切面 不垂直光轴，也不垂直主轴的切不垂直光轴，也不垂直主轴的切面属于斜切面面属于斜切面，这种切面有无数个，这种切面有无数个，它们都是椭圆切面，但都不是主轴面。它们都是椭圆切面，但都不是主轴面。斜切面可分为两种类型：斜切面可分为两种类型：2021-11-2575 垂直主轴面的斜交切面（又称半任垂直主轴面的斜交切面（又称半任意切面）意切面）：即即垂直垂直NgNpNgNp面、面、NgNmNgNm面、面、NmNpNmNp面的斜交切面，面的斜交切面，其其半径之一是主轴（半径之一是主轴（NgNg、NmNm或或NpNp），另一半径是），另一半径是NgNg 或或NpNp 。如如NgNg

35、 NmNm、NmNmNpNp 、 NgNg NpNp和和 NgNgNpNp 。比较有意义的是比较有意义的是垂直垂直NgNp（Ap）面的斜切面面的斜切面，这种切面的半径之一，这种切面的半径之一是是Nm轴，有时轴，有时可以代替垂直光轴的切可以代替垂直光轴的切面面。2021-11-2576 任意斜切面任意斜切面不垂直光轴，不垂直不垂直光轴，不垂直主轴主轴, ,也不垂直主轴面的也不垂直主轴面的切面称切面称任意斜切面任意斜切面。任意斜切面的长、短任意斜切面的长、短半径分别是半径分别是Ng和和Np，这，这样的切面有无数个。样的切面有无数个。2021-11-25771-3 光性方位光性方位 光率体主轴与晶体

36、结晶轴之间的相互光率体主轴与晶体结晶轴之间的相互关系称关系称光性方位光性方位。即光率体在晶体中的位即光率体在晶体中的位置。置。 矿物的光性方位因晶系不同而不同。矿物的光性方位因晶系不同而不同。 均质体的光率均质体的光率体是圆球体，因此在晶体是圆球体，因此在晶体中的位置是任意的。体中的位置是任意的。2021-11-2578一、中级晶族晶体的光性方位一、中级晶族晶体的光性方位 中级晶族的光率体（一轴晶）为旋转椭球体，中级晶族的光率体（一轴晶）为旋转椭球体，旋转轴（旋转轴（NeNe轴，光轴）与晶体的高次对称轴（轴，光轴）与晶体的高次对称轴（Z Z轴）一致。轴）一致。2021-11-2579二、低级晶

37、族晶体的光性方位二、低级晶族晶体的光性方位 低级晶族的矿低级晶族的矿物都属于二轴晶，物都属于二轴晶，二轴晶光率体为三二轴晶光率体为三轴椭球体，其对称轴椭球体，其对称要素为三个二次对要素为三个二次对称轴，三个对称面，称轴，三个对称面，一 个 对 称 中 心一 个 对 称 中 心（3L3L2 23PC3PC）。）。2021-11-25801.1.斜方晶系晶体的光性方位：斜方晶系晶体的光性方位：二轴晶光率体与斜方二轴晶光率体与斜方晶系的对称要素相同，晶系的对称要素相同，因因此此光率体的三个主轴与晶光率体的三个主轴与晶体的三个结晶轴一致体的三个结晶轴一致，如如何对应因矿物不同而不同何对应因矿物不同而不

38、同，如 ： 黄 玉 是如 ： 黄 玉 是 N g = Z 、Nm=Y、Np=X；而镁橄；而镁橄榄石则是榄石则是Ng=X、Nm=Z、Np=Y。2021-11-25812. 单斜晶系的光性方位单斜晶系的光性方位： 单斜晶系晶体的对称要素是单斜晶系晶体的对称要素是L L2 2PCPC，一个二，一个二次对称轴为次对称轴为Y Y轴。轴。9090， 9090；即：；即： XY, YZ, XXY, YZ, XZZ9090 。 光性方位是光性方位是Y Y轴与光率体三个主轴之一重轴与光率体三个主轴之一重合，其余两主轴与两结晶轴斜交，合，其余两主轴与两结晶轴斜交，但哪个主但哪个主轴与轴与Y轴一致，哪两个主轴与结晶

39、轴斜交，斜轴一致，哪两个主轴与结晶轴斜交，斜交的角度大小，因矿物而异。交的角度大小，因矿物而异。 如透闪石：如透闪石：Nm=YNm=Y，NgNgZ Z=15=15。 2021-11-2582透闪石的光性方位透闪石的光性方位2021-11-25833.三斜晶系的光性方位三斜晶系的光性方位： 三斜晶系晶体的对三斜晶系晶体的对称程度最低，三个结晶称程度最低，三个结晶轴互不垂直，只有一个轴互不垂直，只有一个对称中心与光率体的对对称中心与光率体的对称中心相当，因此：称中心相当，因此：三三斜晶系晶体的光性方位斜晶系晶体的光性方位是光率体的三个主轴与是光率体的三个主轴与晶体的三个结晶轴均斜晶体的三个结晶轴均斜交，交，斜交的角度因矿物斜交的角度因矿物而异。而异。斜长石的光性方位斜长石的光性方位2021-11-2584本章要点本章要点：1.1.偏光的概念，均质体与非均质体的概念；偏光的概念，均质体与非均质体的概念；2.2.光波在均质体与非均质体