6 锥偏光镜下的晶体光性特征

勃氏镜 上偏光镜 聚敛相 薄片 锥光镜 下偏光镜 物镜
上方的干涉图成象放 大到目镜的前焦平面 上
放大的干涉图
二、波向图 Skiodrome 表示以不同方向入射晶 体的光波所分解的两束 偏光的振动方向在水平 面上的投影图。 面上的投影图。
垂 直 切 面
射
面投影
A
射平面投影
P
P
A
A
Ne’ No
A
P
P P
四、二轴晶干涉图
常用干涉图： 常用干涉图：⊥Bxa,⊥OA,∥OAP
Nm
Bxa切面干涉图 1. ⊥ Bxa切面干涉图
含OAP迹线、 Bxa出露点、两个 OA出露点和Nm OAP
OA
当OAP迹线//PP时(0度位)，由黑 十字和“8”字形色圈组成，色圈多少， 取决于双折率，级序向外增加 45度位置时，黑十字分裂为两个 弯曲的黑带，色圈仅发生旋转 两黑带顶点为OA出露点，其距离 与光轴角（2V）大小成比例 旋转物台，交替变化
OAP
垂直于Bxa切面的干涉图
Nm
Nm
成因： 成因：黑十字
0度位：OAP和Nm附近的光率体 度位：OAP和Nm附近的光率体 椭圆半径分别与PP/AA PP/AA平行或近平 椭圆半径分别与PP/AA平行或近平 消光形成黑十字 行，消光形成黑十字 转动物台，OAP和Nm方向半径 转动物台，OAP和Nm方向半径 迅速与PP/AA斜交， PP/AA斜交 迅速与PP/AA斜交，黑十字快速分 裂 45度位：仅弯曲黑带处光率体椭 45度位： 度位 圆半径与AA PP平行 AA、 圆半径与AA、PP平行
Ne’ Ne
No
一轴晶垂直OA切面干涉图中 一轴晶垂直OA切面干涉图中 OA 光率体椭圆半径分布特点： 光率体椭圆半径分布特点： 径线方向： 径线方向：Ne’ 切线方向： 切线方向：No
据干涉图中光率体椭圆半径分布 规律，插入试板观察各象限干涉 规律，插入试板观察各象限干涉 色升降， 色升降，就可确定光性正负
光程差
光线倾斜
光率体切面形 态变化 光线通过矿片 的距离变化
光程差变化
2.换用高倍物镜 2.换用高倍物镜 高倍物镜工作距离短， 高倍物镜工作距离短，可接纳更大角度范围 的锥形光，以观察到范围较大、 的锥形光，以观察到范围较大、图形较完整的干 涉图。 涉图。
目镜 干涉图
3.加上勃氏镜 3.加上勃氏镜 (Bertrand lens) 将位于上偏光镜
2D 2R Nm.SinV N.A.
2R
2D
为物镜参数， N.A. 为物镜参数，在 物镜镜头上可查到
查表： 查表：课本 P106
垂直一个OA OA的切面干涉图 2. 垂直一个OA的切面干涉图
特点： 特点： 相当于⊥Bxa干涉图的一部分 相当于⊥Bxa干涉图的一部分 一个OA出露点在视域中心 一个OA出露点在视域中心 OA 0度位，出现一个黑带、卵形干涉色圈 度位，出现一个黑带、 45度位，黑带弯曲，顶点（OA）位于视域中心 45度位，黑带弯曲，顶点（OA） 度位
Ne’ Ne
No
如图所示的干 涉图，插入石 涉图，插入石 膏试板可能出 膏试板可能出 现两种变化
试分析光性？ 试分析光性？
斜交OA OA切面干涉图 2. 斜交OA切面干涉图
特点： 特点： 当交角较大（近垂直OA） 当交角较大（近垂直OA）时，光轴 OA 出露点仍在视域内，转动物台， 出露点仍在视域内，转动物台，黑 十字绕十字丝中心旋转。 十字绕十字丝中心旋转。 用途： 用途： （1）确定轴性及切片方向 （2）可近似视为垂直OA切面，用 可近似视为垂直OA切面， OA切面 同样方法确定光符。 同样方法确定光符。
注意：该切面上 包含Bxa和Bxo
应用： 应用： 当轴性已知时， 当轴性已知时，可确定切片方向 轴性已知时，可确定光性符号， 轴性已知时，可确定光性符号，但一般不常用
Bxa 45°
光性符号的测定步骤
垂直Bxo Bxo干涉图 * 4. 垂直Bxo干涉图 1.干涉图的成因和特点 1.干涉图的成因和特点
成因： 成因：干涉色圈
在十字丝或弯曲黑带范 围外，光率体椭圆半径与 AA、PP斜交，产生干涉色
成因：干涉色圈形态（ * 成因：干涉色圈形态（R）
a. 两OA出露点处，R＝0 b. 在OAP迹线方向，由OA出露点向 Bxa方向R增加较慢(d减小)，向Bxo 方向R增加较快，所以呈现不对称 的卵形，干涉色色圈呈“∞” 形 c. 沿Nm方向，由中心向两侧，光率体 椭圆切面由NmNp (或NmNg(－)) 逐 渐变为Ng’Np(或Np’Ng)，d增加， 故R增加
二轴晶垂直OA切面 二轴晶垂直OA切面 OA 一轴晶斜交OA切面 一轴晶斜交OA切面 OA
确定光符
要点：光率体椭圆半径分布规律—45度位OA凸向Bxa出露点
OA
OA
测定2V 测定2V
据45度位置时黑带弯曲程度估计2V大小
3.平行OAP切面 3.平行OAP切面 平行OAP
图像特点：与一轴晶//OA切面干涉图相似， 图像特点：与一轴晶//OA切面干涉图相似，0度位时为粗大黑 //OA切面干涉图相似 十字，旋转物台黑十字迅速分裂， Bxa方向退出视域 十字，旋转物台黑十字迅速分裂，沿Bxa方向退出视域
垂直OA切面干涉图的应用 垂直OA切面干涉图的应用 OA （1）确定轴性及切片方向 只有一轴晶垂直OA OA切面才具有此类干涉图 只有一轴晶垂直OA切面才具有此类干涉图 （2）测定光性符号 即比较Ne No大小 Ne与 即比较Ne与No大小 Ne Ne No Ne>No (+) (-) Ne<No No
(1)当OAP平行两偏光之 一时，较多的光率体半 径//上下偏光，而呈较 粗大的黑十字，较粗的 黑臂为Nm方向，较细的 黑臂为OAP方向 (2)转动物台，黑十字 从中心分裂，沿OAP方 向退出视域，逸出角度 与2V大小有关
注意： 注意：
2V大时，钝角与锐角大小相近， Bxa与 Bxo干涉 2V大时，钝角与锐角大小相近，⊥Bxa与⊥Bxo干涉 大时 图不易区分 2V小时，光轴不在视域内，黑十字很粗大， 2V小时，光轴不在视域内，黑十字很粗大，逸出速度 小时 OAP切面不易区分， 切面不易区分 快，与∥OAP切面不易区分， 所以一般不用这种切面来 测定光性符号
P
A
A
一轴（ 一轴（+）垂直于光轴 一轴（-）垂直于光轴 一轴（ 的波向图 的波向图 径向为Ne’ 切向为No Ne’， 径向为Ne’，切向为No
三. 一轴晶干涉图 1.垂直OA切面干涉图 1.垂直OA切面干涉图 垂直OA
具平行上下偏光的两个黑带（黑十字 ），十字中 具平行上下偏光的两个黑带（黑十字, Dark cross），十字中 ）， 心为OA出露点， OA出露点 心为OA出露点，环绕中心视不同矿物可出现数量不等的干涉色 色圈(Interference color circles)，其干涉色级序由中心向边缘增高。 色圈 ， 干涉色级序由中心向边缘增高。 转动物台，图像不变。 转动物台，图像不变。
第6讲. 锥光镜下晶体光性特征
Beryl
Quartz crystal
Gypsum
Topaz
Biotite
一、锥光镜装置及光学特点 1.使用聚光镜 1.使用聚光镜 Condenser
使平行入射光变成锥形光束， 使平行入射光变成锥形光束，以不同 的方向进入薄片，在薄片中的传播方 的方向进入薄片，在薄片中的传播方 薄片 向和距离不同， 向和距离不同，导致在正交偏光下看 到的将是不同方向光波所产生的消光 到的将是不同方向光波所产生的消光 和干涉效应的总和， 和干涉效应的总和，所构成的图形称 为干涉图（区别干涉图Interference 干涉图 为干涉图（区别干涉图 color与干涉色Interference figure）。 与干涉色 ）。
正、负光性矿片垂直Bxa切面45度位时，不同区域光 负光性矿片垂直Bxa切面45度位时， Bxa切面45度位时 率体椭圆半径的分布情况
(+) Np
Np=Bxo Ng=Bxa
Ng’ Np Nm Nm
Np=Bxa Ng=Bxo
Np’ Ng
(-)
Np’
Nm
在45度位置时插入试板，观察干涉色升降，即可确定光符 45度位置时插入试板，观察干涉色升降， 度位置时插入试板
中间干涉色降低，？光性
中间干涉色升高，？光性
加入石膏试板后
当干涉色圈很多时，也可通过观察色圈的运动方向 当干涉色圈很多时，也可通过观察色圈的运动方向 来判断光性正负
若2V不太大，OA在视域内。两OA出露点间的距离 2V不太大，OA在视域内。 OA出露点间的距离 不太大 在视域内 2D）与光轴角大小（2V）成比例。估测2D/2R 2D/2R， （2D）与光轴角大小（2V）成比例。估测2D/2R， 计算2V大小。 计算2V大小。 2V大小
OA
Bxaபைடு நூலகம்
OA
所以，出现“ ∞ ” 字形色圈，旋转物台该色圈并不发生改变 (仅旋转)，干涉色圈的多少与矿片的厚度和双折率有关。有些 矿物因双折率较低，不出现色圈
应用 （1）确定轴性和切面方向（后者须在2V角不太 确定轴性和切面方向（后者须在2V角不太 轴性 2V 大时确定） 大时确定） （2）测定光符：Bxa=Ng/Np？ 测定光符：Bxa=Ng/Np？ （3）测定2V大小 测定2V大小 2V
45° 45°位，视域最亮，干涉色 视域最亮， 对称分布：原粗大黑十字的部位， 对称分布：原粗大黑十字的部位， 干涉色与正交偏光镜下的干涉色 一致； 一致；一三象限和二四象限相对 中央部位干涉色依次升高和降低。 中央部位干涉色依次升高和降低。
用途： 用途： （1）不能确定轴性，但当轴性已知时，可确 不能确定轴性，但当轴性已知时， 定切片方向。 定切片方向。 （2）当轴性已知时，可确定光性符号 当轴性已知时，
3.平行OA切面的干涉图 3.平行OA切面的干涉图 平行OA
No
Ne
波向图中(0度位) 波向图中(0度位)，大部分光 (0度位 率体椭圆半径与PP/AA PP/AA平行或 率体椭圆半径与PP/AA平行或 近平行， 近平行，因此干涉图为粗大的黑 十字 稍微转动物台，黑十字迅速 稍微转动物台，黑十字迅速 分裂， OA方向退出 闪图, 方向退出（ 分裂，并沿OA方向退出（闪图, Flash figure） ）
当切面与OA交角较小时， 当切面与 交角较小时， 交角较小时 OA出露点在视域外，视 出露点在视域外， 出露点在视域外 域内仅见一条黑带，//PP 域内仅见一条黑带， 转动物台四段黑带 或AA，转动物台四段黑带 交替平移扫过视域 交替平移扫过视域 平移
据其黑带作平移运动的特点， 据其黑带作平移运动的特点， 平移运动的特点 可确定轴性为一轴晶 转动物台，根据黑带移动规律， 转动物台，根据黑带移动规律， 可判断OA出露点在视域外的 可判断 出露点在视域外的 位置、视域所在的象限， 位置、视域所在的象限，插入 视板，观察干涉色的变化， 视板，观察干涉色的变化，可 确定光符
OA
OA
成因
锥形光束从不同方向进入 中心光线平行OA， 中心光线平行OA，不发生双折射 OA 边部光线斜交OA，分解为沿径向（Ne’） 边部光线斜交OA，分解为沿径向（Ne’） OA 径向 切向振动 No） 振动（ 和切向振动（No）的两偏光 在十字丝附近,两半径分别与PP/AA平行， 在十字丝附近,两半径分别与PP/AA平行， PP/AA平行 消光，形成黑十字，中心窄。 消光，形成黑十字，中心窄。 四个象限，干涉。 (Neˊ四个象限，干涉。越向边缘 ，(Neˊ-No) 越大， 越大，因此R越大， 越大，d越大，因此R越大，呈向边缘级序增 高的干涉色色圈 旋转物台，干涉图不改变。 旋转物台，干涉图不改变。
No
Ne’ No
Ne
No Ne
在45度位时插入 45度位时插入 试板， 试板，观察干涉 色变化，确定OA 色变化，确定OA 方向（Ne） 方向（Ne）是长 半径还是短半径， 半径还是短半径， 可确定光符
OA方向：由中心向边缘，干涉色逐渐降低； OA方向：由中心向边缘，干涉色逐渐降低； 方向 干涉色整体变化 垂直OA OA方向上正好相反 垂直OA方向上正好相反
0度位
45度位 45度位
90度位 90度位
135度位 135度位
注意： 较小时，在视域内可见到两个OA出露点 两个OA 注意：当2V 较小时，在视域内可见到两个OA出露点
应用： 应用： （1）确定轴性及切片方向 （2）测定光符 （3）估计2V大小 估计2V大小 2V 注意：与一轴晶斜交OA OA切面干 注意：与一轴晶斜交OA切面干 涉图如何区别？ 涉图如何区别？