正交偏光

两切片上光率体切面半径于45o位重叠时，矿片上所呈现的干涉色。 解:（1） 两矿片光程差： 石英 R1＝d1(Ne－No)＝0.03×106×0.009＝270 (nm)
浅黄 级红
一级
石膏 R2＝d2(Ng－Np)＝0.06×106×0.0091＝546 (nm)
一
（2） 两矿片光率体切面半径平行有两种情况： 同名轴平行： Ne∥Ng (慢光与慢光平行) No∥Np (快光与快光平行) 则: R=R1+R2=270+546=816（nm） 查表知： 矿片呈二级绿干涉色
两矿片在正交偏光镜下重叠示意
注意: Ng和Np此时仅
Ng
Ng Ng
分别代表光率体 椭圆切面一长一 短两半径（对应 一慢一快两束偏 光）,而非二轴 晶矿物最大、最 小两个折射率。
Ng
同名轴平行: Ng1∥Ng2 Np1∥Np2
异名轴平行: Ng1∥Np2
Np1∥Ng2
R＝R1+R2
R＝R1－R2
例: 已知石英∥OA切片厚0.03mm，石膏∥AP切片厚 0.06mm，求当此
因此 “异名轴平行，干涉色降低” 有三种情况：
（1）R＜R1, R＜R2：干涉色降低； （2）R＜R1(或R2)：干涉色较两矿片中原干涉色较高的降低，较较低者升高； （3）R＝R1＝R2：消色
补色器：已知光率体椭圆切面半径名称和光程差的矿片
石膏(λ)试板
云母(λ/4)试板 石英楔
常用试板的名称、光程差及作用
5.
当矿片对应光程差分别为2500nm和3000nm时，将 呈现何种干涉色？试用七单色波的干涉结果加以说 明
小
均质体矿片 非均质体⊥OA矿片 四暗 全消光
结
消光现象
消光位
(2n+1)λ/2
非均质体非⊥OA矿片(四明) 干涉色Fra bibliotek相长干涉
R＝
2nλ/2
干涉现象
相消干涉 影响矿片干涉色的因素：矿物种类、矿片厚度、切片方向。 利用正交偏光镜间矿片的消光和干涉现象可以对矿片许多重要的光性 进行观察和测定，但是，这些光性的测定还需要涉及一个重要的法则。
孔
内。用于显微镜下许多光性的测定
思考题
1.
2.
什么是矿片的消色现象？其与矿片的消光现象有何不同？
已知橄榄石Ng＝1.689、Nm＝1.670、Np＝1.654，求： Bxa、Bxo以及∥AP切面上的干涉色 ？
3.
4.
已知普通辉石的△Nmax＝0.024，（＋）2V＝55°，求： ⊥Nm、近于⊥OA、⊥Bxa和⊥Bxo切面上的干涉色 。
(1) 石膏试板：
也称为一个λ试板，R约为550nm 。使用时使矿片的干涉色升高 或降低一个级序，比较适用于干涉色较低(二级黄以下)的矿片.
(2) 云母试板：
R约为黄光波长的1/4，故也称λ/4试板。使用时使矿片的干涉色 升高或降低一个色序，比较适用于干涉色较高的矿片.
(3) 石英楔：
沿石英平行光轴方向磨制成一楔形片，所以，其R是连续变化 的： 0－1680nm，可以由薄至厚产生一至三级的干涉色。 试板上的标记：名称、光程差、慢光方向或光率体椭圆半径方向。 试板的作用： 将试板沿45o角的方向插入显微镜镜筒上（物镜座与上偏光镜之间）的试板
1.3.2.3 补色法则与补色器
补色法则
两矿片在正交偏光镜间于45°位重叠时： 若两光率体椭圆半径的同名半径（轴）平行，则总光程差 等于原来两矿片光程差之和，表现为干涉色级序升高；异名 半径（轴）平行，总光程差等于原来两矿片光程差之差，表现 为干涉色级序降低。即：
同名轴平行，干涉色级序升高； 异名轴平行，干涉色级序降低。
频率相同，周相差恒定，振动方向相同。
P P
A K2 K1 K2 P K1
A
P 从矿片透出的一快（K1）一慢（K2）两束偏光到达上偏光 镜时再次分解，同时透出上偏光镜的两束偏光将发生干涉
干 涉 结
当 当
R D ( N 2 N 1 ) 2n
果
相消干涉

2
由两束偏光（K1和K2）通过矿片时产生的光程差决定:
干涉色
例：石英∥OA切片厚0.04mm，求此切片在正交偏光镜下的“颜色” 。
解：已知： Ne = 1.553，No = 1.544，d = 0.04mm；
由 得 R = d（N2－N1） R＝0.04×106（1.553－1.544）＝360 （nm）
红 橙 黄 绿 兰 青 紫
（nm）
770～650
正交偏光镜下双晶的观察
某些晶体中相邻两单体的结构 为其中一个单体绕另一单体旋转 180°形成双晶。 相邻两单体结合面为双晶结合 面；两单体的光率体切面以双晶缝 为对称。 因此，双晶在正交偏光镜下会 出现不一致消光现象：
一明一暗
长石、硅灰石和鳞石英的双晶现象
黄长石的异常干涉色和对顶构造
黄长石在蚀变耐材中常见，其成分多变而形态丰富。 左图为呈异常蓝干涉色的条状黄长石晶体；右图黄长石是 呈沙钟状的对顶构造，具有同一干涉色的两个部分位于相 对的两个三角形内。
锆英石砖中呈粒状的锆英石颗粒， 其最高干涉色也为二级顶色。
蛇纹石和白云母的干涉色
晶体呈橄榄石（二级顶干涉色）形 貌、蛇纹石干涉色（一级黄），是 橄榄石在热液作用下发生的向蛇纹 石的转变形成的现象。
呈二级顶到三级干涉色的白云母
思考题
1. 2. 3. 4. 什么是正交偏光镜间矿片的消光现象？不同的矿片 在正交偏光镜下的消光现象有何不同？ 矿片的干涉色与矿片的颜色有何差别？ 试述石英OA和斜交OA矿片在正交偏光镜下呈现的 现象。 二轴晶矿物各主切面上的干涉色是否相同？其最高 干涉色应出现在哪种切面上 ？
异名轴平行： Ne∥Np (慢光与快光平行) No∥Ng (快光与慢光平行) 则: R=R2-R1=546-270=276（nm） 查表知： 矿片呈一级黄干涉色 较石膏矿片干涉色降低，较石英的升高
正交偏光镜间的消色现象
问题：石英∥OA切片厚0.03mm，石膏∥AP切片厚 0.03mm是以异名轴平 行 方式重叠，矿片上的干涉色如何？ 解: R石英= 270 nm R石膏= 273 nm R= R石膏－R石英= 3 nm ∴ 矿片在正交偏光镜下呈黑暗现象 （——消色）
消光位
非均质体非⊥OA矿片对应 光率体切面长短半径与上下 偏光振动方向一致时的位 臵。——矿片呈消光现象。
⊥OA矿片 非均质体非⊥OA矿片
（矿片光率体椭圆切面任 一半径与PP方向平行）
旋转物台一周，矿片出现四次消光现象。
（2）干涉现象
非均质体非⊥OA矿片光率体切面长短半径与上下偏光振动方向斜交时 （非消光位）： 沿PP方向振动的下偏光进入矿片后将发生双折射，分解成振动方向分别 与矿片光率体切面半径方向平行、传播速度不同的两束偏振光；

2
R D( N 2 N1 ) (2n 1)
相长干涉
干涉色的形成
矿片一定时，透出矿片的两束偏光产生的光程差一定。
由于任何一个确定的R都不可能同时满足白光中所有色光 半波长的奇数倍或偶数倍，只能是某些波长的色光得到不同程 度的加强，而另一些波长的色光则抵消或减弱。最后，所有未 被抵消的色光混合，成为矿片在正交偏光镜下呈现的颜色：
2干涉现象非均质体非非oa矿片光率体切面长短半径与上下偏光振动方向斜交时沿pp方向振动的下偏光进入矿片后将发生双折射发生双折射分解成振动方向分别与矿片光率体切面半径方向平行传播速度不同的两束偏振光
1.3.2 正交偏光镜下晶体的主要光性
1.3.2.1 正交偏光镜的装置及光学特点 装置：
在单偏光镜的基础上，将上偏光镜加 入物镜与目镜之间的光路中，并使上下偏 光振动方向互相垂直：
Ⅴ（R＝2200～2750nm）： （色浅而混杂，难于分辨） 五级以上（R > 2750nm）： 高级白（类似珍珠表面的亮白色）
注：表示矿片的干涉色时，一定要注意完整，即：级序＋色序
干涉色色谱表
下横坐标：R（纵线），单位：nm，约550nm为一个级序。 左纵坐标：D（横线），矿片厚度 上横坐标与右纵坐标连续：N2－N1（斜线），矿片的双折率
P
K2
K1
P 沿PP振动的偏振光进入矿片发生双折射
这两束偏光由矿片透出时将产生光程差；到达上偏光镜时，由于它们的 振动方向与AA斜交，将再次沿PP、AA方向分解，分解后的四束偏光中振 动方向与AA一致的两束偏光将透出上偏光镜，使视域呈明亮。 显然，①旋转物台一周矿片出现4次明亮，且为4次明暗更迭 ：四明四暗。 ②从上偏光镜透出的两束光波满足干涉条件，因此将发生干涉。
对于确定的矿物，只有其最大干涉色才具有鉴定意义。
干 涉 色 级 序
色
Ⅰ（R＝0～550nm）：
序

暗灰灰白浅黄亮黄橙紫红
级
序
Ⅱ（R＝550～1100nm）： 兰兰绿绿黄橙紫红 Ⅲ（R＝1100～1650nm）： 兰绿绿黄橙红
Ⅳ（R＝1650～2200nm）： 浅红浅绿浅橙
石英和莫来石的干涉色
石英的最大双折率较小：0.009，故 其最高干涉色仅一级灰白，或达一 级浅黄。常在制片中作为共生矿物 矿片厚度的参照物。
电熔莫来石，其最高干涉色为一级 黄。
橄榄石和锆英石的干涉色
粒状镁橄榄石，其最高干涉色为二 级顶色。由于切片方向的随机性， 决定了矿片中任何方向的切片均可 能存在，这就造成了二级顶色以下 的所有干涉色均可能出现，因此， 图中镁橄榄石晶粒的干涉色看上去 很丰富。
AA ⊥ PP
光学特点：
从下偏光镜透出的偏振光到达上偏光镜 时，由于其振动方向与上偏光振动方向垂直， 不能透出上偏光镜。视域呈黑暗。
1.3.2.2 矿片在正交偏光镜下的光学现象
（1）消光现象
矿片在正交偏光镜间呈黑暗 的现象。
全消光
旋转物台一周，矿片的消光 现象不变。 包括：均质体矿片和非均质 体⊥OA矿片
查有关光性矿物学或矿物光性鉴定方面的书籍，给出6种 常见的耐火矿物的最高干涉色
1.3.2.4 正交偏光镜间矿物主要光性的观测
测轴名：非均质体矿片上光率体椭圆半径方向和名称的测定； 测级序：矿片最高干涉色级序的观测和测定； 测双折率：最大双折率。先测出最高干涉色和薄片厚度，再由
干涉色色谱表确定对应双折率。
测消光类型和消光角：矿片上的解理缝、双晶缝、晶体轮廓等
与矿片对应光率体椭圆半径方向之间的关
系
测延性：长条状矿物切面长向与光率体椭圆切面半径的关系 观察双晶：
在正交偏光镜下应用补色法则测轴名
矿片呈一 级灰白干 涉色
干涉色由灰变橙
干涉色由灰变兰
正交偏光镜下应用补色法则测矿物的延性
长条状矿物切面，其延长方向与矿片光率体椭圆切面长 半径平行或夹角小于45°时，称为正延性；若与短半径平行 或夹角小于45°，称为负延性。
干涉结果使红、橙、黄得到加强，紫、青、绿、兰被减弱，矿片呈现黄橙色。
干涉色的定义及影响干涉色的因素
干涉色：正交偏光镜下，由于光的干涉作用而使矿片呈现的颜色。
影响矿片干涉色的因素
矿片的干涉色显然由其光程差决定：
R D( N 2 N1 )
因此，（1）矿片的干涉色随其厚度增加而升高； （2）不同的矿物其（最高）干涉色不一定相同； （3）同种矿物不同切片方向的矿片上干涉色不同。
650～590
325～295
590～570
295～285
570～500
285～250
500～460
250～230
460～430
230～215
430～390
215～195
/2（nm） 385～325
故：R = 360nm满足：红光半波长（355×1=355nm）的奇数倍、
接近：橙光半波长（310×1=310nm）的奇数倍； 较接近：黄光半波长（290×1=290nm）的奇数倍、 紫光半波长（205×2 = 410nm）的偶数倍； 青光半波长（222.5×2 = 445nm）的偶数倍； 而：绿光（268×1 = 268nm、268×2 = 536nm）有所减弱 。