晶体光学基础课件

1、第一节 光的性质 1、光是一种电磁波。光既有粒子性，又 有波动性。 2、光波是一种横波，光波的振动方向垂 直传播方向。 3、1 mm(毫米) = 1000000 nm(纳米)。第二节 光的折射与折射率1、 光的折射现象2、 折射定律：Vi/Vr=sini/sinr=Ni真空或空气矿物等法线r 3 、 折射率的几个问题： N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N为绝对折射率， 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 光的传播速度愈大，折射率愈小。 介质的折射率N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 榄石单链构造

2、的辉石层状构造的云母，N递 减。第三节 自然光与偏光 1、自然光 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。 2、偏振光 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面称为振动面。第四节 光在均质体和非均质体中的传 播特点1 光性均质体（光学性质各个方向相同） 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。 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 光，折射光仍为自然光。入射光为单偏光，折 射光仍为单偏光。2 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

3、时，传播速度和折射 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，这种现象就称为双折射。oe冰洲石 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（o），另一偏光的振动方向垂直常光的振动方向称为非常光（e）. 光在非均质体中某一个或两个特殊方向传播时,不发生双折射,这种特殊的方向,就称为光轴。 中级晶族有一个这样的特殊方向，称为一轴晶。 低级晶有两个这样的特殊方向，称为二轴晶。 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

4、向而不是传播方向。第五节 光率体 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形（光性指示体）。1 均质体光率体 如石榴子石、玻璃等。 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(N)。2 一轴晶光率体 如石英、方解石等矿物的光率体。 Ne非常光的折射率值。 No常光的折射率值。 Ne数值变化于Ne与 No之间的非常光的折射率值。 一轴晶光率体的构成一轴正晶光率体（以石英为例）一轴负晶光率体。与一轴正晶光率体相似，但图形为扁形。不发生双折射发生双折射 一轴晶光率体的主要特征 一轴正晶光率体：以Z轴为旋转轴的长形旋转椭球体，光波平行光轴振

5、动时的折射率总是比垂直光轴振动时的折射率大，Ne No。 一轴负晶光率体：以Z轴为旋转轴的扁形旋转椭球体，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，NeNo。 Ne与No为一轴晶矿物折射率的最大值与最小值，称为主折射率。 Ne与No 之差值（Ne-No）为一轴晶矿物最大双折率。Ne一定直立；No一定水平。 主要切面特征 垂直光轴切面 圆切面，半径等于No，光波垂直这种切面入射时，不发生双折射。折射率为No。 平行光轴切面 椭圆切面，半径分别等于No与Ne，光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圆切面长、短半径，其相应的折射率分别等于椭圆切面的

6、长、短半径No与Ne， No-Ne是一轴晶矿物最大双折率。 斜交光轴切面 椭圆切面，半径分别等于No与Ne，光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No与Ne 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。3 二轴晶光率体 如橄榄石、透辉石、斜长石的光率体。 二轴晶光率体的构成 以橄榄石为例。 二轴晶光率体的主要特征 二轴晶光率体为三轴不等的椭球体。 Ng、Nm、Np代表这类矿物大、中、小三个主折射率。递变于Ng与Nm之间的折射率值用Ng表示，递变于Nm与Np之间的折射率值用Np表示。 光轴（OA）：光波沿着这个方向入射，不发生双折射，对应

7、切面为圆切面，二轴晶有两个光轴。 光轴角（2V） ：两个光轴之间的锐角。 光轴面（Ap）：包括两根光轴的面。 锐角等分线（Bxa）：两个光轴之间的锐角等分线。 钝角等分线（Bxo）：两个光轴之间的钝角等分线。正光性: Ng-NmNm-Np 或 Bxa=Ng, Bxo=Np负光性: Ng-NmNm-Np 或 Bxa=Np, Bxo=Ng 二轴晶光率体主要切面特征 垂直光轴切面 圆切面，半径等于Nm，光波垂直这种切面入射时，不发生双折射。折射率为Nm。 平行光轴面切面 椭圆切面，半径分别等于Ng与Np，光波垂直这种切面入射时，发生双折射，双折射率等于椭圆半径之差， Ng-Np是二轴晶矿物最大双折率。 其它切面 椭圆切面，发生双折射，长、短半径不同。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。