第一讲：晶体光学基础

晶体光学主要是研究可见光通过透明矿物晶体时的一些光学现象及其变化规律，由于不同的晶体其光学性质不同，从而可以从其不同的光学特征达到鉴定矿物的目的。晶体光学及光性矿物学一、光的波动性

二、光的拆射与全反射

三、自然光与偏振光

四、光波在均质体与非均质体

中的传播特点

五、光率体

六、光性方位

七、色散

第一讲：晶体光学基础一、光的波动性

1.光波的传播特点是一种电磁波，传播方向与振动方向垂直unite（单位）:1nm(纳米)=10-9m(1mμ==10Å)紫外红外紫兰绿黄橙红3904305005705906507702.可见光的波长范围二、光的拆射与全反射

REFRACTIONANDREFLECTION折射率：N=Vi/Vr=Sini/Sinr.折射：由光疏物质进入光密物质，折向光法线由光密物质进入光疏物质，折离光法线irNiNrNi<NrirNi>NrNrNi1.折射φNrNiNi>NrΦ为全反射临界角2.全反射*光波由光密物质进入光疏物质，当入射角增大到某一临界角Φ时，会产生全反射，据此原理，在已知Ni时，测出Φ值就能测出Nr三、自然光与偏振光1.自然光2.偏振光在垂直传播方向的平面内各个方向上都有等幅的光振动

只在垂直传播方向的某一固定方向上振动（1）Reflection3.偏光化作用(Polarization)反射、折射、双折射、选择性吸收可使自然光转变为偏振光。自然光通过反射可形成振云方向平行反射面的单偏光

（2）SelectiveAbsorption非均质体矿物和某些人工合成物质只充许特定振动方向的光波通过，而其它方向振动的光波被吸收（3）

Refraction(折射与双折射)自然光通过矿物时,可产生折射(均质体),或双折射,形成偏振光四、光波在均质体与非均质体中的传播特点

1.均质体指光学性质各个方向相同的物质，如玻璃质和等轴晶系的矿物传播速率不因振动方向的不同而改变，任何方向振动的光波只有一个相同的折射率自然光仍为自然光，偏振光仍为振动方向基本不变的偏振光2.非均质体

光学性质因方向而异的矿物，即除等轴晶系以外的所有其它晶系的矿物传播速度随光波的振动方向而变。除特殊方向外均要发生双折射，分解成两个振动方向不同、传播速度不同、折射率不等的两种偏光。方解石双折射的例子3.与非均质体有关的几个概念：双折射率：光波进入非均质体后分解的两偏光的折射率之差光轴(OA)：光波沿非均质体矿物的特殊方向入射，不发生双折射，基本不改变入射光波的振动方向，这一特殊方向称为光轴。一轴晶：只有一个光轴的矿物，即中级晶轴的矿物。二轴晶：有二个光轴的矿物，即低级晶轴的矿物。五、光率体是表示光波在晶体中传播时，折射率值随光波振动方向而变化的一种光性指示体光率体构成示意图1.均质体光率体

不同方向振动的光波折射率相等，所以为球体2.一轴晶光率体

形态：旋转椭球体，旋转轴与结晶轴C轴一致

平行于结晶轴C轴方向入射的光波,在垂直于C轴的平面内振动，折射率为No，不产生双折射。因此C轴与光轴一致。

垂直于C轴入射的光波，将解为平行和垂直于C轴振动的两种偏光，前者折射率为Ne，后者为No。NeNoNe>No,正光性光率体NeNoNe<No,负光性光率体光率体要素：有No和Ne两个主折射率，或光率体椭球半径，介于之间者为Ne’Ne–No绝对值称最大双折射率有一个光轴（OA），方向与Ne和结晶轴C轴相同NeNoNe’NoNo主要切面及其意义垂直OA切面：半径为No的圆切面，可测定No的颜色和折射率，轴性及光符平行OA的切面：半径为Ne、No的椭圆切面，因含光轴，又称光轴面（OP），可测Ne、No的折射率和颜色，矿物的最大双折射率NeNoNoNe斜交光轴的切面：半径为Ne’、No的椭圆切面，可测No的折射率和颜色，当斜交角较小时，可用来确定光性符号Ne’NoNoNe‘NoNeNoNe’NoNoNeNoNe‘垂直OA切面平行OA的切面斜交光轴的切面正光性负光性连图3.二轴晶光率体光率体形态：三轴（半径）不等的椭球体,三个椭圆半径分别为Ng、Nm、Np。Ng>Nm>Np光率体要素：

有三个与椭球体半径一致的主折射率：

Ng(>Ng’>)Nm(>Np’>)Np有两个光轴（OA）两个光轴间的锐角夹角称为光轴角，用2V表示锐角的平分线称为Bxa,可是Ng,也可是Np，钝角平分线为Bxo包含两个光轴的切面称为光轴面，用AP表示NgNpNm光性正负之分正光性：Ng=Bxa,光轴角表示为(+)2V负光性:Np=Bxa,光轴角表示为(-)2V正负光性的判别还可用近似的判别公式:正光性：Ng-Nm>Nm-Np负光性:Ng-Nm<Nm-Np2VNp=Bxa2VNg=Bxa(+)(-)主要切面及意义:⊥ＯＡ切面：半径为Nm的圆切面，可测Ｎm的颜色和折射率， 锥光下可测轴性和光符，光轴角大小。∥ＡＰ切面：半径为Ｎg和Np椭圆,可测Ｎg和Np的颜色、折射率、最大双折率和最高干涉色⊥Bxa切面:NmNp(+)NmNg(-)面，是在锥光镜下确定光符和2V大小的重要切面⊥Bxo切面:NmNp(-)NmNg(+)面斜切面：NmNp’、NmNg’Ng’Np’面Ng=Bxa(+)OANmBxa=NgNm六、光性方位光率体主轴与结晶轴之间的关系称为光性方位。1.中级晶族（一轴晶）：光轴（OA）=Ne=高次对称轴2.低级晶族（二轴晶）(1)斜方晶系：三个光率体主轴与三个结晶轴分别一致。

(2)单斜晶系：结晶轴Y轴为二次对称轴，与光率体主轴之一重合，其余两结晶轴与光率体主轴斜交。

(3)三斜晶系：结晶轴与光率体轴全部斜交七、色散

不同色光在同一介质中表现出光学性质差异的现象，叫色散(1)折射率色散：折射率随光波波长不同而变化(2)双折率色散：双折射率随光波波长不同而变化，常产生异常干涉色(3)光率体色散：光率体因双折率色散而发生几何形态的变化,甚至光性正负发生变化。Lighttravellingalongthec-axisisabletovibratefreelyinanydirectionwithinthe001or0001plane.Nopre