02光率体、光性方位
显微结构复习题
第1章复习题一、填空题1、根据光的传播特点，透明物质可以分为和。
前者中光的传播速度不因不同而发生改变，即在其中折射率相等。
光在后者中传播，其因不同而速度发生改变，任意方向振动的光波就变成，这种现象叫。
2、在双折射所产生的两束偏光光波中振动方向永远垂直光轴者叫（常光）其折射率（不变），用（No ）表示。
另一束光波折射率随（光的振动方向）的改变而变化，称为（非常光），其折射率用（N e ）表示。
3、同一介质的折射率视所用光波的波长而异，这种现象称为。
对于同一介质，光波的波长与折射率成。
同一介质在紫光测定的折射率，在红光中测定的折射。
4、光率体是表示光波在晶体中传播时之间关系的一种。
均质体的光率体为一个，一轴晶光率体为，并且有正负之分，正一轴晶光率体的特点是长轴为，又称，光沿此方向振动的折射率。
负一轴晶光率体的特点是短轴为，光沿此方向振动的折射率。
5、均质体矿物的光率体形态为（圆球体）；一轴晶矿物包括（三方）、（四方）、（六方）晶系，其光率体形态为（旋转椭球体）；二轴晶矿物包括（斜方）、（单斜）、（三斜）晶系，其光率体形态为（三轴椭球体），有（2 ）个圆切面。
二、名词解释1、光性均质体：光线入射后不发生双折射的介质。
2、光性非均质体：光线入射后发生双折射的介质。
2、双折射：一条光线分裂成传播速度不等、偏振面互相垂直的各自传播的两条平面偏光的现象。
3、光率体：是将折射率在光波的振动方向上的一定长度的线段表示出来的一种光性指示体。
3光性指示体：非均质介质双折射形成两偏光的振动方向与相应折射率值之间关系的立体几何图形。
4、光性方位：光率体在晶体中的位置。
5、显微结构：在光学——电子显微镜下分辨出的式样中所含相的种类及其数量、颗粒的形状、大小、分布取向和它们互相之间的综合特征。
三、判断题（正确者画∨，错误者画×，每题1分）1、偏光在传播过程中，其振动方向始终只有一个。
（）2、同一介质在紫光中测定的折射率最小，在红光中测定的折射率最大。
晶体光学名词解释
光性均质体：指光学性质各方向相同的晶体。
包括等轴晶系的矿物和非晶质物质。
光性非均质体：光性非均质体的光学性质因方向不同而改变（各向异性）。
包括中级晶族(一轴晶)和低级晶族(二轴晶)的矿物。
（1）双折射：光波射入非均质体，除特殊方向外，将分解成振动方向互相垂直，传播速度不同，折射率不等的两种偏光，这种现象称为双折射。
（2）双折射率：两种偏光的折射率值之差称为双折射率。
许多晶体光学现象与此有关。
（3）光轴：光波沿非均质体的特殊方向入射时，不发生双折射，这种特殊的方向称为光轴。
中级晶族具有一个这样的特殊方向，称为一轴晶矿物；低级晶族具有两个这样的特殊方向，称为二轴晶矿物。
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变化的一种立体几何图形或一种光性指示体。
其作法是设想自晶体中心起，沿光波振动方向按比例截取相应的折射率值，再把各个线段的端点连接起来便构成了光率体。
均质体光率体：其传播速度不因振动方向不同而发生改变，即折射率值各方向相等。
均质体光率体是一个球体，球体的半径代表该晶体的折射率。
一轴晶光率体（中级晶族晶体的光率体）：一轴晶光率体是一个以C轴为旋转轴的旋转椭球体。
光性方位：指光率体在晶体中的位置，即光率体主轴（No、Ne轴或Ng、Nm、Np轴）与结晶轴（a、b、c轴）之间的相互关系。
对低级晶族（二轴晶）矿物具有重要的鉴定意义。
❖解理：矿物受外力作用后沿一定结晶学方向裂成光滑平面的性质，是鉴定矿物的特征之一。
在显微镜下见到的不是解理面本身，而是解理面与薄片平面的交线，这些交线一般为明显的黑线，称为解理缝。
❖解理缝的成因：磨制薄片时，由于受机械力作用，矿物沿解理面裂开，其间充填树胶。
N矿与N胶有差值，光线通过矿物与树胶的界面时发生折射、反射，致使光线发生聚敛和分散，光线聚敛的部位形成亮线，即贝克线，光线亏损的部位形成暗带，即解理缝。
解理的完善程度分为三级：1.极完全解理：解理缝细，密，长，贯穿整个晶体2.完全解理：间距等宽，不连续3.不完全解理：不连续解理缝可见临界角：解理面与切面有交线，理论上会见到解理纹，但由于光学原理，交角增大到某一极限值时，显微镜下就见不到它了，这个极限值就叫做解理纹可见临界角。
02第二讲 光率体
必定分别等于椭圆切面长短半径No 与Ne′。双折率等于椭圆切面长短 半径No与Ne′之差，其大小递变于
零与最大双折率之间。在一轴晶光 率体任何斜交光轴的椭圆切面长短
半径中，始终有一个是No。如为正 光性，短半径为No；如为负光性， 长半径为No。
小介于零与最大值之间。
• ④垂直Bxo的切面
• 椭圆切面。正光性晶体相当
于主轴面NgNm面，负光性晶 体相当于主轴面NmNp面。光
波垂直这种切面入射（即沿
Bxo 方 向 入 射 ） ， 发 生 双 折
射，分解形成两种偏光。其
振动方向分别平行Nm与Ng轴 或Nm与Np轴；折射率分别等 于Ng与Nm或Np与Nm。双折率 等于Ng—Nm或Nm—Np，其大
一
轴
晶
X
（
中
级
晶
族
）
光
性
方
位
二轴晶（低级晶族）光性方位
三 一轴晶光率体
• 一轴晶光率体是一个以Z晶轴为旋转轴的
旋转椭球体，而且有正负之分。这类矿 物有最大和最小两个主持射率值，分别
以符号Ne和No表示
• 正光性光率体 • 负光性光率体 • 一轴晶光率体的主要切面
一轴晶光率体的特点
• 一轴晶光率体为 以Z轴为轴的旋 转椭球体
• 只有一个与Z轴 平行的光轴
垂直光轴
平行光轴
斜交光轴
No Ne`
Ne
No
No
No
一轴晶负光性光率体的主要切面
四 二轴晶光率体
• 二轴晶矿物晶体的三个结晶轴单位不相等（a≠b≠c），表明
第2章 光率体与光性方位
O
E
B. 椭圆切面
ne no
平行光轴的切面
no > ne
C. 任意切面
介于圆切面与最大椭圆切 面之间的任意切面
ne’
no
Optic Axis
no > n e ’ > ne
根据入射光的方向变化，我们可以有:
垂直光轴的圆切面(No) 平行光轴的椭圆切面 (Ne/No) 任意切面 (Ne‘/No) 所有的切面都带有No!!
b
Triclinic（三斜晶系） a b g a bc
二轴晶光率体
二轴晶光率体是一个三轴不等的椭球体 Ng
2V
Np Nm
光轴对应的面 为圆切面=Nm 看这个土豆!
仅有两个方向可以切出圆切面 2V : 二轴晶矿物的一个判断特征。 当2V=0时，矿物为一轴晶
二轴晶光率体
1. 形状：三轴不等的椭球体 2. 结构要素： 三个主轴： Ng>Nm>Np 三个主轴面：Ng、Np主轴面，以Ap表示 Nm、Np主轴面 Ng Ng、Nm主轴面 两个光轴： (OA) 光学法线： Ap//Nm Np 光轴角： 2V Nm 角平分线： Bxa, Bxo
no ne
no no
圆切面垂直于橘子的内茎 (c-axis)
对非均质体中级晶族（三方/六方/四 方晶系）的晶体来说，它们有一个直 立的结晶轴 (c 轴) 及相垂直的两个单 位相等的结晶轴 。
一轴晶：中级晶族（四方、三方和六方晶系）
c c
ne no
b a
a2
g
a1
a2
a1 a = b = g = 90
c
低 级 晶 族 （ 斜 方 、 单 斜 、 三 斜 晶 系 ）
【晶体光学与光性矿物学】晶体光性与光性矿物学复习资料
Edited by Xiaochen ZHANG
一、晶体光学原理
★自然光与偏振光 光波为电磁波，横波——振动方向与传播方向垂直；波长（或频率）——决定光的颜色；振幅——决定 光的强度。 自然光：指直接由光源发出的光，在垂直光传播方向的平面内，任何方向都有等振幅的光振动。
偏振光：自然光经过反射、折射、双折射或选择性吸收等作用后，在垂直光传播方向的平面内，只在特定
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殊方向称之为光轴。因为有两个圆切面故有两个光轴，称二轴晶。 4) 光学法线： 通过光率体中心而垂直光轴面的方向称光学法线，光学法线与主轴 Nm 轴一致。光轴面法线方向永远
是 Nm。 5) 光轴角： 两个光轴之间所夹的锐角称光轴角，以符号“2V”表示，2V 的平分线称锐角等分线，以 Bxa 表示；
方向上才有光振动。
起偏振器：可将自然光变为偏振光的器件称起偏振器。
光的折射与反射：N= sinα/sinθ= C / V；垂直入射时，折射光与入射光传播方向相同，但振动方向可能
会改变。
★光性均质体与光性非均质体
透明介质的光性划分：
-光性均质体（均质体），沿任意方向入射，1 、折射光只有一条，折射率为常数 N。2 、折射光的振
2、在同一平面内振动（即k12 和 k22 满足干涉条件，产生干涉色。
Edited by Xiaochen ZHANG
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▲而且，当θ= 45°时，k12 和 k22 同时有最大值，产生的干涉色最明亮。 ▲光程差 R ——光线在通过某介质所用的时间内，它在真空中所走的距离称为在这一条件下的光程。两 束光线通过同一介质所产生的光程之差即称为这两束光在此条件下的光程差 R。 结论：光程差等于矿片厚度乘矿片双折率。 ▲若入射光为单色光，波长为λ，使光程差逐渐加大，则光程差 R =（2n + 1）λ/2 —— 两干涉光相互 叠加而加强，光程差 R = 2n λ/2 —— 两干涉光相互抵消而变暗。 ▲若入射光为白光，则七种单色光的干涉现象相互混合就形成了干涉色。 ★干涉色级序 ▲干涉色色谱：当入射光为白光时，随光程差由 0 逐渐加大而出现的干涉色系列称干涉色色谱。
02晶体光学基础(二)
如果Ne、No随入射光波波长改 变的变化幅度不相同；可能有两种 情况。当Ne、No随入射光波波长增 大而变化幅度减小时，Ne、No色散 曲线之间的间距向波长增大方向变 小(图B)。各单色光光率体的Ne轴 与No轴长短差距变小，其双折率随 入射光波波长增大而减小。 当Ne、No随入射光波波长增大 而变化幅度增大时，Ne、No色散曲 线之间的间距向波长增大方向加大 (图C)。各单色光光率体的Ne轴与 No轴长短差距变大，其双折率随入 射光波波长增大而增大。在这两种 情况中，各单色光的光率体不仅大 小不同，而且旋转椭球体的长短轴 之比发生改变。
现以斜方晶系矿物镁橄榄石 为例说明二轴晶光率体的构成。 当光波沿镁橄榄石z晶轴方向 射入晶体时，发生双折射，分解 形成两种偏光。其一振动方向平 行X晶轴，测得相应的折射率值等 于1.715；另一种偏光振动方向平 行Y晶轴，测得相应的折射率值等 于1.651。在x晶轴方向上，由中 心向两边按比例截取折射率值 1.715，在y晶轴方向上，由中心 向两边按比例截取折射率值1.651； 以此二线段为长短半径构成垂直 入射光波(垂直z晶轴)的椭圆切面。
当 Ng-Nm ＜ Nm-Np 时 ， 为负光性。此时， Nm 值比 较接近 Ng 值，以 Nm 为半径， 在 Ng 轴与 Np 轴之间所作的 两个圆切面，必定更靠近 Ng 轴；而垂直两个圆切面 的两个光轴必更靠近 Np 轴。 因此，两个光轴之间的锐 角等分线必为Np轴。 由上述情况可知，二 轴晶矿物的光性符号也可 根据BXa是Ng轴还是Np轴确 定。当Bxa＝Ng时，为正光 性；Bxa＝Np时，为负光性。
2、低级晶族晶体的光性方位 低级晶族晶体(二轴晶)的 光率体为三轴椭球体，具有三 个互相垂直的三次对称轴(主 轴)，三个对称面(主轴面)和一 个对称中心。其对称要素与斜 方晶系晶体的对称要素(3L23PC) 相同。因此，斜方晶系晶体的 光性方位是：光率体的三个主 轴与晶体的三个结晶轴一致。 究竟是哪一个主轴与哪一个晶 轴一致，因矿物不同而不同， 如黄玉是Np＝X，Nm＝Y，Ng＝Z。
岩石学(含晶体光学)复习资料
岩石学（含晶体光学）1.光率体：是表示光波在晶体中传播时，光波振动方向与相应折射率值之间关系的一种光性指示体。
也可以说光率体是表示光波在晶体中各振动方向上折射率和双折率变化规律的一个立体几何图形。
2.光轴：光波沿非均质体的特殊方向射入时不发生双折射，不改变入射光性质和振动方向，此特殊方向称为光轴。
3.突起：在单偏光镜下观察薄片，不同矿物的表面好像高低不同，有的矿物明显高些，有的明显低些，这种现象称为矿物的突起。
4.边缘及贝克线：在两个折射率不同的物质（矿物颗粒之间或者矿物与树胶）接触处，存在一条较黑暗的界线和一条比较明亮的细线，前者称为矿物的边缘或轮廓，后者称为贝克线或亮带，光带。
5.糙面：在单偏光镜下观察薄片中矿物表面的光滑程度，有的较光滑，有的较粗糙，呈麻点状，这种现象称为糙面。
6.多色性及吸收性：由于光波在晶体中振动方向不同,而使薄片颜色发生改变的现象称为多色性, 这种颜色深浅变化也称为吸收性。
7.消光：透明矿物薄片在正交光镜下呈现黑暗的现象。
8.消色：补色法则中，当异名半径平行且两个非均质体矿片的光程差相等时，总光程差为零，此时视野中的矿物为暗灰色，称为消色。
9.补色法则：在正交偏光镜的45位置放置两个互相重叠的非均质体矿片(垂直光轴切片除外)，在光波通过此二矿片后，其总的光程差增减法则称补色法则。
10.光性均质体：光学性质不随方向发生变化，为各向同质的介质。
11.光性非均质体：一切具有双折射特征的介质称为光性非均质体。
12.一轴晶：一轴晶矿物是指中级晶族矿物，因为这类矿物只有一个光轴，即光波只有一个沿c轴入射的特殊方向不发生双折射，故称一轴晶。
13.二轴晶：二轴晶矿物包括低级晶族(斜方、单斜、三斜晶系)的矿物，均具有两个光轴，故称二轴晶。
14.光性方位：光率体主轴与结晶轴之间的关系称为光性方位。
15.消光角：是指矿片消光时，其光率体椭圆半径与解理缝、双晶缝、晶体延长方向之间的夹角。
16.延性：长条状矿物切面，其延长方向与光率体椭圆半径之间的关系，称为晶体的延性。
晶体光学名词解释
晶体光学名词解释自然光：指直接由光源发出的光，光波振动方向在垂直于光波传播方向的平面内，作任何方向等振幅的振动偏光：自然光经过反射、折射、双折射或选择性吸收等作用后，可以转变为只在一个方向上振动的光波，称为偏振光或偏光均质体：具各向同性的介质、其光学性质不随方向发生变化非均质体：一切具有双折射特征的介质称为光性非均质体。
偏光化:当光波射入非均质体后，除特殊方向以外被分解成振动方向互相垂直的两种偏光的现象双折射：两种不同方向偏光的速度不等，导致折射率不等。
双折射率：两种偏光折射率的差值，简称双折率。
光轴：光波沿非均质体的特殊方向射入时不发生双折射，也不改变入射光的振动方向，这种特殊方向称为光轴(“OA”)。
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一种光性指示体。
光学法线：通过光率体中心而垂直光轴面的方向称光学法线，光学法线与主轴Nm轴一致。
光轴面法线方向永远是Nm。
光轴角：两个光轴之间所夹的锐角称光轴角，以符号“2V”表示。
光性方位：光率体主轴与晶体结晶轴之间的关系称为光性方位。
解理：是指矿物晶体在外力作用下，沿一定方向裂成光滑平面的性质。
解理缝：解理在薄片中表现为一些相互平行的细缝，称解理缝。
解理夹角：两组解理的夹角。
多色性与吸收性：非均质体矿物对光波的选择吸收和吸收总强度是随方向而异。
矿片颜色变化的现象称为多色性；颜色深浅变化的现象称为吸收性。
矿物的边缘：岩石薄片中，在两种折射率不同的物质接触处，可以看到一条比较黑暗的界限，称矿物的边缘贝克线：矿物边缘附近常见到一条比较明亮的细线，升降物台，亮线发生移动，这条亮线称贝克线。
贝克线移动规律：下降物台，贝克线向折射率大的方向移动；上升物台，贝克线向折射率小的方向移动。
糙面：在单偏光下观察不同矿物的表面时，可看到某些矿物表面显得较为粗糙呈麻点状，好象粗糙皮革，这种现象称为糙面突起：薄片中有的矿物表面显得高，有的显得低，这种表面似乎高低不平的现象称为矿物的突起闪突起：在单偏光镜下，转动物台，矿物突起高低发生显著变化的现象称为闪突起消光：矿片在正交下呈现黑暗的现象，称为消光现象全消光：旋转载物台一周（360 ）过程中，矿片的消光现象不改变，故称为全消光消光位：非均质体除垂直光轴切面以外的任何方向切面，在正交偏光镜间处于消光时的位置，称为消光位。
晶体光学
一名词解释1光率体：表示光波在晶体中传播时光波振动方向与相应折射率之间关系的一种立体图形。
又称光性指示体。
2双折射：光波入射晶体，除特殊情况外都要产生两种振动方向垂直传播速度不同，折射率不同的两种偏光，这种现象叫做双折射3边缘：岩石薄片中，两个折射率不同的物质接触处，可以看到一条比较黑暗的界限，称矿物的边缘。
4贝克线：在矿物边缘的临近处可以看到一条比较明亮的细线，称为贝壳线5糙面：单偏光镜下观察薄片中矿物表面的光滑程度，某些矿物表面象粗糙的皮革一样呈麻点状，这种矿片表面粗糙不平的现象称糙面6突起：在单偏光镜下观察矿物薄片中的矿物时，不同矿物好像高低不一样，有的矿物显得高些，有的显得低些，这种现象称为矿物的突起7延性：长条状矿物切面，其延长方向与光率体椭圆半径之间的关系，称为晶体延性。
8偏光：自然光经过反射、折射、双折射或选择性吸收等作用后，可以转变为只在一个方向上振动的光波称为偏光。
9自然光：指直接由光源发出的光，如太阳光，灯光等。
10光性方位：光率体主轴与晶体结晶轴之间的关系称光性方位11非均质体：一切具有双折射特征的介质称为光性非均质体，简称非均质体。
12均质体：包括等轴晶系矿物和非晶质体，它们的光学性质在各方向相同。
13光轴：光波沿飞均质体的特殊方向射入时不发生双折射，也不改变入射光的性质及振动方向，这种特殊方向称为光轴。
14干涉色：由白光通过正交偏光镜间的矿片后，经干涉作用形成的，称为干涉色。
二填空题1 消光现象：（全消光）（四次消光）（不消光）消光类型：（平行消光）（斜消光）（对称消光）。
2 显微镜的光学部件（聚光镜）（锁光圈）（下偏光镜）（物镜）（上偏光镜）（勃氏镜）（目镜）；机械部件（镜座）（镜臂）（载物台）（镜筒）。
3 提升镜筒（下降载物台）贝壳线向（折射率大）的方向移动；下降镜筒（上升载物台）贝壳线向（折射率小）的方向移动。
4 解理在镜下可分为（极完全解理）（完全解理）（不完全解理）三级；解理的清晰程度除了与（解理程度）有关外，还与（矿片切面）有关。
晶体光学整理复习资料
一、名词解释（1）折射：当入射光波进入透明物后，其传播的方向和速度都发生改变的现象称为折射。
（2）矿物的消光位：矿片在正交偏光镜下处于消光位的位置，称为消光位，处于消光位时矿片光率体椭圆半径与上下偏光镜的振动方向一致。
（3）光率体：表示光波在晶体中传播，光波的振动方向与相应的折射率之间相关性指示体。
（4）干涉色：当白光通过正交偏光镜的矿片后，经干涉作用形成的颜色称为干涉色。
（5）晶体光性方向：晶体的光率体主轴与结晶轴之间的关系称为光性方向（6）全消光：在正交偏光镜间，载物台上放置均质体或非均质体垂直光轴的矿片，转动载物台360，矿片消光不改变，称为全消光。
（7）一轴晶：中级晶族中只有一个光轴方向，称为一轴晶（8）光性方向：光率体，主轴，晶体结晶轴三者之间的关系称为光性方向。
（9）二轴晶：低级晶族具有两个光轴方向，称为二轴晶。
（10）非均质体：中级晶族和低级晶族的矿物，其光学性质随方向而异称为光性非均质体。
（11）折射率的色散：同一晶体的折射率随单色光光波的波长不同而发生改变的现象称为折射率的色散。
（12）补色法则：两个非均质体除垂直光轴以外的任意方向切面，在正交偏光镜间45位置重叠，光波通过这两个矿片后，总光程差的增减称为补色法则。
（13）多色性和吸收性：在单偏光镜下转动载物台时，许多有色非均质体矿片的颜色及颜色的深浅发生变化，这种由于光波在晶体中波动方向不同，而使矿物的颜色发生变化的现象称为多色性，颜色深浅发生变化的现象称为吸收性。
（14）矿物的突起：在岩石薄片中，各种不同矿物表面高低不同，这种矿物表面突起来的现象称为突起。
（15）矿物的闪突起：在单偏光镜下，转动载物台，非均质体矿物边缘糙面及突起高低产生明显变化的现象称为闪突起。
（16）解理缝可视临界角：当解理面倾斜到一定角度时，解理缝就不见了，此时解理缝与矿片平面法线之间的夹角称为解理缝可见临界角。
（17）全反射临界角：入射光线的全部能量以反射光的形式全部返回入射介质的入射角。
晶体光学
光率体的概念（光性指示体）：表示光波在晶体中传播时，光波的振动方向与相应折射率之间关系的光学立体图形。
一轴晶光率体特征：具有一个特殊方向（光轴），光波沿此方向在晶体中传播时，不发生双折射，不改变入射光波的振动方向。
光轴方向即为晶体Z轴方向。
（1）⊥OA切面：不发生双折射，不改变特点。
圆半径为No ，一轴晶仅有一个。
双折射率为零。
（2）∥OA切面：分解为两种偏光，平行两个半径。
椭圆：（＋）长半径为Ne，短No 。
（－）长半径为No，短Ne。
双折率为|Ne–No|为最大双折率。
（3）斜交光轴切面（最常见）：分解成两种偏光。
椭圆，（＋）长Ne‘，短No 。
（－）长No，短Ne＇。
双折率为No与Ne＇之差，大小介于0与（Ne-No）之间。
二轴晶光率体特征：三轴（半径）不等的椭球体，三个椭圆半径分别为Ng(Z)、Nm(Y)、Np(X)。
Ng > Nm > N p二轴晶光率体正光性：Ng=Bxa近似公式：Ng-Nm > Nm-Np二轴晶光率体负光性：Ng=Bxo近似公式：Ng-Nm < Nm-Np二轴晶光率体⊥OA切面：半径为Nm的圆切面，光波沿光轴入射，不发生双折射，基本不改变入射光波的振动特点及振动方向，相应的折射率值等于N m，双折射率等于零。
∥OAP切面：NgNp面（光波沿Nm轴入射发生双折射），为椭圆，长短半径为Ng和Np，双折射率＝Ng-Np，为二轴晶矿物最大双折率。
⊥Bxa的切面(＋): ⊥Ng轴的切面，NmNp面。
为椭圆切面，长短半径为Nm、Np。
双折射率＝Nm-Np⊥Bxa的切面(－): ⊥Np轴的切面，NmNg面。
为椭圆切面，长短半径为Ng、Nm。
双折射率＝Ng-Nm光性方位：光率体在晶体中的位置，光率体主轴与晶体结晶轴间的关系。
单斜晶系光性方位：Y晶轴为二次对称轴。
Y轴与光率体三主轴之一重合，其余两主轴与另两结晶轴斜交。
具体情况因矿物而异斜方晶系光性方位：光率体三主轴与晶体三结晶轴两两平行。
晶体光学名词解释
晶体光学名词解释自然光：指直接由光源发出的光，光波振动方向在垂直于光波传播方向的平面内，作任何方向等振幅的振动偏光：自然光经过反射、折射、双折射或选择性吸收等作用后，可以转变为只在一个方向上振动的光波，称为偏振光或偏光均质体：具各向同性的介质、其光学性质不随方向发生变化非均质体：一切具有双折射特征的介质称为光性非均质体。
偏光化:当光波射入非均质体后，除特殊方向以外被分解成振动方向互相垂直的两种偏光的现象双折射：两种不同方向偏光的速度不等，导致折射率不等。
双折射率：两种偏光折射率的差值，简称双折率。
光轴：光波沿非均质体的特殊方向射入时不发生双折射，也不改变入射光的振动方向，这种特殊方向称为光轴(“OA”)。
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一种光性指示体。
光学法线：通过光率体中心而垂直光轴面的方向称光学法线，光学法线与主轴Nm轴一致。
光轴面法线方向永远是Nm。
光轴角：两个光轴之间所夹的锐角称光轴角，以符号“2V”表示。
光性方位：光率体主轴与晶体结晶轴之间的关系称为光性方位。
解理：是指矿物晶体在外力作用下，沿一定方向裂成光滑平面的性质。
解理缝：解理在薄片中表现为一些相互平行的细缝，称解理缝。
解理夹角：两组解理的夹角。
多色性与吸收性：非均质体矿物对光波的选择吸收和吸收总强度是随方向而异。
矿片颜色变化的现象称为多色性；颜色深浅变化的现象称为吸收性。
矿物的边缘：岩石薄片中，在两种折射率不同的物质接触处，可以看到一条比较黑暗的界限，称矿物的边缘贝克线：矿物边缘附近常见到一条比较明亮的细线，升降物台，亮线发生移动，这条亮线称贝克线。
贝克线移动规律：下降物台，贝克线向折射率大的方向移动；上升物台，贝克线向折射率小的方向移动。
糙面：在单偏光下观察不同矿物的表面时，可看到某些矿物表面显得较为粗糙呈麻点状，好象粗糙皮革，这种现象称为糙面突起：薄片中有的矿物表面显得高，有的显得低，这种表面似乎高低不平的现象称为矿物的突起闪突起：在单偏光镜下，转动物台，矿物突起高低发生显著变化的现象称为闪突起消光：矿片在正交下呈现黑暗的现象，称为消光现象全消光：旋转载物台一周（360 ）过程中，矿片的消光现象不改变，故称为全消光消光位：非均质体除垂直光轴切面以外的任何方向切面，在正交偏光镜间处于消光时的位置，称为消光位。
第2章 光率体与光性方位
贵橄榄石
低铁 铁橄 透铁橄榄石 镁铁橄榄石 镁铁橄榄石 榄石
Fo
20
40
60
80
Fa
主折射率与光 轴角的关系
• 二轴晶光轴角2V也是 源于折射率的光学参 数，其大小决定于主 Np 折射率Ng、Nm、Np的 数值。因此，光轴角 2V的大小是重要的鉴 圆 切 定特征；同时，光轴 面 迹 线 角的大小可以根据已 知的主折射率Ng、Nm、 Np值进行计算。
面折射率不同
光率体概念的重要意义
• 光率体反映了晶体光学性质中最本质的特点，其 形状简单、应用方便 • 研究光率体的意义在于光率体在每一种透明矿物 中的位置(即光性方位)是鉴定透明矿物主要依据 之一 • 由光率体可导出一系列光学常数和一些光学现象 (如折射率、双折率、多色性、吸收性、干涉色级 序、光性符号、光轴角、光性方位等)，不同矿物 有不同光学性质和光学常数。总之用偏光显微镜 鉴定造岩矿物时，是以光率体在每种矿物中的方 位为依据的，掌握了光率体的特征，才能真正学 会利用偏光显微镜鉴定透明矿物的方法。
(4) 三种主要切面类型
可以理解为从不同的视角进行 投影。其必要性在于我们将利用厚 度只有0.03mm的岩石薄片，一般情 况下观察到的是平面投影。
a. ⊥光轴的切面
• 光率体切面为圆， 其半径等于No， • 光波垂直这种切面 入射(平行光轴入射) 时，不发生双折射， 不改变光波的振动 方向,其折射率等于 No， • 双折率N= 0 • 一轴晶只有一个这 样的圆切面。
三方晶系－白云石, 方解石, ¸ 石英
一轴晶矿物(中级晶族) 四方晶系－金红石(TiO2), 锆石(ZrSiO4)
六方晶系－绿柱石，磷灰石, 石英
a=b≠c， α=β=γ=90°(四方晶系) α=β= 90°, γ=120°(三方、 六方） 有一个光轴, 光轴=C轴
第2章光率体与光性方位
(5)光轴角：两个光轴之间所 夹的锐角称光轴角，以符号 “2V”表示，
2V的平分线称锐角等分线， 以Bxa表示；
两个光轴之间的钝角平分线称 钝角等分线，以Bxo表示。
Bxa与Bxo均包含在NgNp主轴 面中。
3、二轴晶光率体的光性符号
(1)根据锐角等分线Bxa是Ng还是Np决定二轴晶光性符号正负： 当Bxa=Ng时，为正光性(+) ； 当Bxa=Np时，为负光性(-) 。
2V 1.84 Ng
2V Np
90 2V
率分别为：
1.82 2.80
80
Ng=1.670,
1.80
70
Nm=1.651 Np=1.635
1.78 2.78
60
1.76
Ng Nm Np
50
D
将其代入公式(3)，得： 1.74 2.76
4.2
tgV≈0.917663
1.72
4.0
V≈42.5°, 2V≈85° 1.70
第二章 光率体与光性方位
第一节 光率体
一、 光率体的概念 定义:光率体是表示光波在晶体中 传播时，光波振动方向与相应折射 率值之间关系的一种光性指示体。
光率体是表示光波在晶体中各 振动方向上折射率和双折率变化规 律的一个立体几何图形。
光率体的制作
• 设想自晶体的中心 起，沿光波各个振 动方向，以线段的 方向表示光波的振 动方向，以线段的 长短按比例表示折 射率值的大小，然 后将各线段的端点 连接起来构成一立 体形态，称之为光 率体。
如果2V=90, 则没有锐角等 分线和钝角等分线之分， 没有光性正负区别
意义: 不同二轴晶矿物的2V 角是重要的鉴定参数, 可以根据Ng-Nm-Np计算 2V
普通岩石学和晶体光学名词解释
1.折射率：光在一种介质中的传播速度与在另一种介质中的传播速度之比2.双折射：光波射入非均质体中，除特殊的方向外，都会分解成振动方向互相垂直、传播速度不同、相应折射率值不等的两种偏光的现象。
3.折射定律：光波从一种介质传到另一种介质时，在两种介质的分界面上将发生反射及折射现象。
4.双折率：产生双折射现象时的两种偏光的折射率值之差。
5.光率体：表示光波在晶体中传播时，光波的振动方向与相应折射率之间的关系的光学立体图形。
6.光轴角：包括两个光轴的面。
7.光性方位：光率体主轴与晶体结晶轴之间的关系。
8.多色性：由于光波在晶体中的振动方向不同，而是矿片颜色发生改变的现象。
9.闪突起：在单偏光镜下，转动载物台，非均质体矿物的边缘、糙面及突起高低发生明显改变的现象。
10.消光位：非均质体除垂直光轴以外的其他方向切面，在正交偏光镜间处于消光时的位置。
11.补色法则：两个非均质体除垂直光轴以外的任意方向切面，在正交偏光镜间45°位置重叠时，光波通过这两个矿片后，总光程差的增减法则。
12.高级白：各种单色光波不等量的出现、互相混杂的结果，形成一种与珍珠表面相似的亮白色。
13.消光角：光率体椭圆半径与解理缝或双晶缝或晶面迹线之间的夹角。
14.延性：长条状矿物切面的延长方向与光率体椭圆长短半径的关系。
15.岩浆：产生于上地幔和地壳深处，含挥发份的高温粘稠的主要成分为硅酸盐的熔融物质。
16.色率：深色矿物在岩石中的百分含量称为岩石的色率，又称颜色指数。
17.浅色（硅铝）矿物：化学成分中含SiO2和Al2O3较高，不含镁铁矿物，如石英、（似）长石类。
18.深色矿物：化学成分中富含镁铁矿物，SiO2含量较低，故又称镁铁矿物。
19.鲍文反应系列：表示岩浆结晶过程的反应系列。
先析出的矿物与残浆反应，是矿物成分发生变化而形成新的矿物，随着温度降低可产生两种系列----1°连续系列（斜长石系列，晶格不变）；2°不连续系列（铁镁矿物系列，结晶格发生改变）。
晶体光学：光性方位
因此：高级晶族晶体的光性 方位与其3个结晶轴重合
三、中级晶族晶体的光性方位
中级晶族——包括三方、 四方、六方晶系，有 高次对称轴(C轴、L3、 L4、L6)
为一轴晶光率体，光率体 为球体，
对应关系
光率体
晶体
旋状轴Ne ＝ 高次对称轴C轴
正光性 短轴No ＝ a,b
负光性 长轴No ＝ a,b
三、低级晶族晶体的光性方位
低级晶族包括斜方、单斜、三斜晶系， 属二轴晶光率体，光率体为三轴不等 椭球体。
1.斜方晶系
光率体
晶体
3个主轴互相⊥ ＝ 3个结晶轴
具体对应关系因矿物而异
例如黄玉, Al2[SiO4](OH,F)2
Np=a, Nm=b, Ng=c
2、单斜晶系晶体的光性方位
单斜晶系
光率体
晶体结晶轴
三个主轴之一
与轴重合
其余2个主轴 与另外2个轴a, c斜交
具体对应关系因矿物而异
矿物举例
(1) 透闪石 Ca2Mg5[Si8O22](OH)2 Nm=b， Ng∧c=15(16-21)
(2) 黑云母，单斜，假六方片状或板状 Nm=b， Ng∧a, Np∧c
3. 三斜晶系晶体的光性方位
第二节 光性方位
一、概念
光性方位：光率体主轴与 晶体结晶轴之间的关系就 是光性方位，表示光率体 的主轴N；Ne和No，或 者Ng、Nm、Np与晶体 的结晶轴a、b、c之间的 关系。
不同晶族矿物的光性方位 不同。
二、高级晶族晶体的光性方位
高级晶族—— 为等轴晶系，均质体矿物，
光率体为圆球体，各向同 性，只有一个折射率N, 各 个方向都是主轴,可有3个 相互垂直的方向
晶体光学
（指NeNo，Ne’No或者NoNo）
宝石 N2
N1
三、 光 的 色 散 Dispersion
白光被分解成组成它 的光谱色（红、橙、 黄、绿、青、蓝、紫 ）的现象称为色散。 通常用430.8nm的蓝光 和686.7nm的红光分别 测同一（宝石）的折 射率，二者之差值即 为该晶体的色散度。 宝石色散的清楚程度 取决于色散度和颜色 深浅。对无色宝石色 散增加了宝石的内在 美，如钻石的火彩。
（3）三斜晶系 对称特点： α≠β ≠ γ ≠90°
习题：
1、设某均质体矿物的折射率为1.50,试问在该矿物中光的传播 速度为多少？ 2、在空气中,波长为530nm的绿光射入晶体后,速度变慢,这是否 意味着该光的波长变短?如果变短,是否意味着光波的色调由 绿向蓝青紫变化?试回答并说明
3、石英是一轴晶正光性矿物，已知其△Nmax＝0.009，试问： 1)具有最大双折射率的切面是什么切面？ （指NeNo，Ne’No或者NoNo） 2)在该切面上测得其慢光的折射率为1.553，则快光的折射率是多少？ 3)在什么切面上测得的折射率只有一个？
负光性
No
二轴晶光率体
1、基本形态
对于低级晶族矿物，由于其a≠b≠c，相应地其三个结 晶轴方向都有所差别，在光学性质上，表现在具有三 个不同大小的折射率； 如镁橄榄石（斜方晶系）在X、Y、Z三个方向上的折 射率分别为1.715，1.651和1.680，根据其大小次序，分 别用Ng、Nm和Np（Ng>Nm>Ng）表示三个折射率， 称为主折射率。 三个主折射率的方向相互垂直，构成了低级晶族矿物折 射率的三个光学主轴，故其光率体为一个三轴椭球体。
合成碳硅石
橄榄石
§2 光率体
光率体 是表示光波在晶体中传播时,光波振动方向与 相应折射率值之间关系的光学立体图形。
普通岩石学复习-提纲
普通岩石学复习提纲一基本概念1.折射率：光在空气中的速度与光在该材料中的速度之比率。
材料的折射率越高，使入射光发生折射的能力越强。
折射率越高，镜片越薄，即镜片中心厚度相同，相同度数同种材料，折射率高的比折射率低的镜片边缘更薄。
折射率与介质的电磁性质密切相关。
2.折射定律：光从空气斜射入水或其他介抽中时，折射光线与入射光线、法线在同一平面上，折射光线和入射光线分居法线两侧；折射角小于入射角；入射角增大时，折射角也随着增大；当光线垂直射向介质表面时，传播方向不变，在折射中光路可逆。
理解：折射规律分三点：（1）三线一面（2）两线分居（3）两角关系分三种情况：①入射光线垂直界面入射时，折射角等于入射角等于0°；②光从空气斜射入水等介质中时，折射角小于入射角；③光从水等介质斜射入空气中时，折射角大于入射角3.双折射：光在非均质体中传播时，其传播速度和折射率值随振动方向不同而改变，其折射率值不止一个。
光波入射非均质体，除特殊方向以外，都要发生双折射，分解成振动方向互相垂直，传播速度不同，折射率不等的两种偏振光，此现象称为双折射4.双折率：光波在斜消光轴入射时，发生双折射，分解形成两种偏光；其振动方向必定分别平行椭圆切面长短半径，其相应的折射率必定分别等于椭圆切面长短半径No 与Ne'。
双折率等于No与Ne'之差。
5.光率体：又称光性指示体，是表示光波在晶体中传播时，光波振动方向与相应折射率值之间关系的一种几何图形。
也可以说光率体是表示光波在晶体中各振动方向上折射率和双折率变化规律的一个立体几何图形。
6.光轴角：晶体二光轴相交的锐角，根据双轴晶体中二根光轴之间夹角等分线之不同，可分为正二轴晶和负二轴晶两种。
前者光率体的长轴平分光轴角，如定向有机玻璃；后者光率体的短轴平分光轴角，如双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二酯薄膜。
7.光轴面：8.光性方位：9.多色性：均质性的有色矿物，由于内部结构的方向性差异，就使其对各色光的吸收能力也因方向而不同。
晶体光学与矿物学
习题二一、名词解释偏光，双折射，双折射率，光率体，光性方位，多色性，消光，干涉色，补色法则，光学主轴，光轴，一轴晶，二轴晶二、回答下列问题1、研究透明矿物的晶体光学性质应用哪种光？2、矿物折射率的大小与哪些因素有关？3、光在均质体和非均质体矿物中的传播有何异同？4、试从形态、主轴(主折射率)、光轴、主要切面、光性等方面，对比一轴晶与二轴晶光率体的特征。
5、绘出下列切面，并标出轴名(主折射率)及双折射率的相对大小(以正光性为例)。
哪种切面双折射率最大？∥Ap、⊥Ap的斜交切面、⊥OA (1)、⊥OA (2)、⊥Bxa、∥A、斜交A 6、写出下列切面的轴性、光性、切面方向和双折射率大小。
geN7、何谓光性方位？单斜晶系矿物的光性方位有何特点？举例说明之。
8、使用偏光显微镜的操作步骤及应注意事项。
9、如何校正中心？10、单偏光镜装置有何特点？在单偏光镜下可研究矿物晶体的哪些光学性质？11、何谓多色性、吸收性？写出黑云母及角闪石的多色性及吸收性公式。
12、试描述下列矿物的形态、解理组数及完善程度。
OlAmp Py13、试根据贝克线的移动规律判别下列相接触的三种矿物折射率值的相对大小及其正负。
箭头表示下降镜筒时贝克线移动的方向。
14、下图为某二轴晶矿物不同方向切片相接触，提升镜筒时，贝克线如何移动？用箭头表示在图上。
15、如何区分突起的正负和高低？简述矿物的突起等级、糙面粗糙程度、边缘粗细特征的成因及其三者之间的相关关系。
16、背述正极高、正高、正中、正低、负低突起折射率值的范围及边缘、糙面的特征？17、单偏光镜下矿物为什么显示出突起高低不一的现象？矿物的突起越高，糙面愈显著，是否其折射率值就一定越大？18、具有两组解理的矿物在任何切片上均能见到两组解理吗？测定解理的夹角，为何一定要在垂直两组解理的切面上进行？测定步骤如何？19、如何检查AA、PP是否正交？若AA、PP不正交，则如何调节？20、非均质体矿片在正交偏光镜间为何有的呈现全消光，有的则显四次消光？哪些矿物呈现全消光，哪些矿物为四次消光？21、非均质体任意方向的切片，在消光位时，其光率体切面的光学主轴与AA、PP的振动方向是何关系？22、矿物切片干涉色的高低受哪些因素的影响？23、简述干涉色色谱表上每一级干涉色的特征。
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总结第一章学习内容
• 提问：回想一下这一章应该学习哪些内容？ • 1.1各类光率体特点 • 1.2光性方位 • 1.3可见光光透过晶体的特点
第三章偏光显微镜和岩石薄片
• 偏光显微镜 • 岩石薄片
的N。
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2.1.3低级晶族（二轴晶）光率体特点
1.几个基本概念 2.光率体形状：三轴不等的椭球体图 ，教材p24，图2-9
三光学主轴分别为Ng、Nm、Np；且Ng＞Nm ＞Np
规定Ng＞ Ng ’＞ Nm ; Nm ＞Np’＞Np
3.主要切面： （1）正光性（ Ng －Nm＞Nm －Np ）
主要切面 （同学到黑板画）教材P27-29 如顽火辉石Ng= 1.665、Nm =1.659 、 Np= 1.657
（4）问：均质体要不要考虑光性方位？
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第二章光率体及光性方位
2.3可见光光透过晶体的特点
• 1.3.1复习几个物理概念
（1）光是一种横波； （2）自然光 （3）偏光 （4）双折射：除特殊方向外，入射非均质体的光波分解成
振动方向不同、传播速度不同、折射率值不等等两种偏光 P4 。图P5
• 2.3.2自然光（白光）透过晶体的特点P5 • 2.3.3偏光透过晶体的特点P28
（1）双折射：光入射非均质体中，分解成振动方向互相垂直， 传播速度不同，相应折射率值不等的两种偏光的现象。
（2）光轴OA：垂直光率体圆切面的方向。 在非均质体中，不发生双折射的光波传播方向。（课间你们可以
讨论一下这两种解释是否一致）
（2）一轴晶： 只有一个光轴的非均质体，即中级晶族晶体。 （ 3）二轴晶： 有2个光轴的非均质体，即低级晶族晶体。 （4）No(常光折射率)：一轴晶光率体中，圆切面上的N； （5）Ne（非常光折射率）：一轴晶光率体中，平行Z轴方向
• 学习此节内容对晶体的光学性质有更深入 的了解；对深入研究晶体的光学性质以及 研究晶体的光学性质测试方法都有重要作 用。
总结第二章第一节的内容
• 第二章光率体及光性方位 2.1光率体
• 2.1.1高级晶族（均质体）光率体特点 • 2.1.2中级晶族（一轴晶）光率体特点 • 2.1.3低级晶族（二轴晶）光率体特点 • 2.1.4光率体色散
介质折射率值大小随色光波长不同而发生改变的现象。 （3）光率体色散：
同一介质的光率体随单色光波长的不同而发生几何形 态改变的现象。
2.1.4光率体色散
• 光率体色散特征表 • 大多数矿物的色散弱，光率体发生上述的
变化很小，在一般显微镜鉴定中看不出来。
• 少数矿物色散较强，能引起某些光学性质 变化，鉴定时要注意。金刚石、铜铀云母、 板钛矿。
1.光率体形状：以Z轴为旋转轴的旋转椭球体
Ne：∥ Z轴 （OA）、 No： ⊥ Z轴 （OA）、Ne’：∧ Z轴（OA） Ne’的大小介于Ne和No之间
2.一轴晶正光性和负光性
（1） 正：Ne ＞ No ：如石英 Ne=1.5533、 No =1.5442－模型 （2）负： Ne ＜ No：如方解石Ne= 1.486、No =1.658（请同学画）
3.主要切面：
（1）正光性（ Ne ＞No）：主要切面（注意切面一定要通过光率体中
心）
（2）负光性（ Ne ＜No）：（主要切面请同学画）
4.明确几个概念： 5.入射光方向及其对应N
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入射光方向及其对应N
• 垂直光入射方向 并通过光率体中 心的切面上的最 大折射率值和最 小折射率值的方向。
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几个基本概念
晶体光学
• 0课程特点及学习方法 • 1晶体光学基础 • 2光率体及光性方位 • 3偏光显微镜和岩石薄片 • 4单偏光镜下的晶体光学性质 • 5正交偏光镜间的晶体光学性质 • 6锥光镜下的晶体光学性质 • 6-2透明矿物薄片的系统鉴定 • 7最常见造岩矿物类的晶体光学性质
第二章光率体及光性方位
• 2.1光率体 • 2.2光性方位
第二章光率体及光性方位
2.2光性方位
（1）光性方位的概念：光率体主轴与晶体结晶轴
之间的关系P31。
（2）中级晶族晶体的光性方位
光轴（即Ne）与晶体高次对称轴一致
（问：No的方位要不要指定？）
如石英、方解石P32
（3）低级晶族（二轴晶）晶体光性方位
即Ng、Nm、Np与晶体X、Y、Z的关系，P33
不同的矿物光性方位不同
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第2章光率体及光性方位
2.1光率体
• 2.1.1高级晶族（均质体）光率体特点 • 2.1.2中级晶族（一轴晶）光率体特点 • 2.1.3低级晶族（二轴晶）光率体特点 • 2.1.4光率体色散
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2.1.1高级晶族（均质体） 光率体特点
1.光率体形状：球 2.主要切面：圆
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2.1.2中级晶族（一轴晶） 光率体特点
（2）负光性（ Ng －Nm ＜ Nm －Np ）
主要切面（用模型讲） 如普通角闪石Ng= 1.795、Nm =1.769 、 Np= 1.705
4.课堂作业
包含Ng 或Nm 或Np的切面分别有哪几种？
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2.1.4光率体色散
• 思路：
前面我们讲的光率体特征是光源为单色光的情况，如 果换成白光情况有如何呢? (1)色散： 白光通过透明物质后分解为单色光而形成红、橙、黄、绿 、蓝、青、紫连续光谱的现象。 （ 2 ）折射率色散：