第一讲晶体光学基础

晶体光学概述----概念目标应用概念:晶体光学是研究可见光通过透明矿物晶体所产生的光学现象（颜色、折射、双折射、干涉等）及其规律的一门科学。目标:掌握偏光显微镜下研究、鉴定透明矿物的基本原理和基本方法；掌握常见矿物的鉴定特征.应用:岩石学、矿物学；玻璃、陶瓷、冶金、医药、化工等生产和科研部门为什么要学习晶体光学?晶体光学概述----参考书1.

李德惠,晶体光学.北京:地质出版社,19842林培英.

晶体光学与造岩矿物.北京:地质出版社,2005第一章晶体光学基础第一节光的基本性质第二节.光的折射及折射定律

第三节

自然光和偏振光

第四节

光在晶体中的传播特性

第五节光率体※第六节光性方位晶体光学第一节光的波动性一.光具有“波粒”两相性牛顿的微粒说，和惠更斯的波动说。晶体光学主要利用的是光的波动理论.第一章晶体光学基础可见光是电磁波谱中频率较高,波长范围较短(390—770nm)的一个区段,由波长不同的七色光组成.二.可见光(光波)10-11101031051071091012101510-5波长（nm）γ射线χ—射线紫外线可见光红外线短无线电波广播波段长无线电波可见光放大红橙黄绿蓝靛紫390（nm）430460500570590650770第二节.光的折射及折射定律

光波的折射现象示意图第二节.光的折射及折射定律=N1-2=

Sin

ASin

IVAVININA=(N)N1-2:

第二介质对第一介质的介质的相对折射律.N:

介质的(绝对)折射律.以N表示,N≥1.注意:

矿物的折射律是鉴定矿物的重要光学常数之一。结论：光波在介质中的传播速度越大（越快），该介质的折射率越小。一.光的折射及折射定律当光波从光密介质入射到光疏介质时,入射角I总是小于折射角A,当A=900时I=

,

此时入射角

称为全反射临界角.二.全反射临界角与全反射根据当入射角

I

时,折射光波不再进入折射介质而全部返回到入射介质,这种能量的突变称为全反射.第二节.光的折射及折射定律Sin

ISinA=NANI可知OAA′B′C′e′d′c′b′BCDESTVR

iiaaa临界角与全反射示意图第二节.光的折射及折射定律玻璃块N=2.00空气n=1第三节自然光和偏振光自然光:

在垂直光波传播方向的断面内,光波作任意方向的振动，且振幅相等.偏振光：在垂直光波传播方向的断面内,光波只在某一固定方向上振动(只有一个振动面).自然光转化为偏振光的过程称偏振化.二.自然光和偏振光第三节自然光和偏振光一.光波是一种横波光的传播方向与振动方向互相垂直.晶体中许多光学现象都与光波是横波这一特征有关.自然光的传播和振动方向关系示意图A.光的传播方向垂直纸面B.侧视图,长箭头代表光传播方向振动面偏振光的传播和振动方向关系示意图光性均质体光性非均质体第四节光在晶体中的传播特性特点:光学性质各方向相同（各向同性）.包括:等轴晶系矿物和非晶质物质.光波在均质体中的传播特点:光波的传播速度不因振动方向※不同而发生改变，即均质体的折射率不因光波在晶体中的振动方向※不同而发生改变.即均质体折射率值只有一个.一.光性均质体第一章晶体光学基础光波在均质体中传播示意图A-自然光B-偏光特点:光性非均质体的光学性质因方向不同而改变.包括:中级晶族(一轴晶)和低级晶族(二轴晶)的矿物.光波在非均质体介质中的传播特点:其传播速度因光波在晶体中的振动方向不同而发生改变.因而非均质体的折射率也因光波在晶体中的振动方向不同而改变.即非均质体的折射率值有许多个.

光波进入光性非均质体后的特点及有关术语(下页)二.光性非均质体第二节光在晶体中的传播特性光波射入非均质体，除特殊方向外，都要分解为振动方向互相垂直，传播速度不同，折射率不等的两种偏光，此种现象称为双折射.双折射是非均质介质的普遍特征.光通过非均质体分解成二束偏光示意图

双折射第二节光在晶体中的传播特性C两种偏光折射率值之差称为双折射率.双折射率