正交偏光镜下观察指导基本要求内容和方法
偏光显微镜使用【优质】
偏光显微镜使用【优质】火山岩岩矿鉴定简易手册(一)偏光显微镜的使用与调节1 熟悉偏光显微镜的构造、装置、使用和维护保养方法2 调节照明(对光)(1)装上低倍或中倍物镜，打开锁光圈，轻轻推出上偏光镜、勃氏镜及聚光镜(2)转动反光镜至视域最亮为止。
如果总是对不亮，可以轻轻抽出目镜或推入勃氏镜，然后转动反光镜至视域内看到光源为止。
此时加上目镜或推出勃氏镜，视域必然最亮。
3 调节焦距(准焦)(1)将一薄片置于载物台上(注意必须使盖玻璃朝上)，用弹簧夹夹住。
(2)从侧旁看物镜镜头，转动粗动螺丝，使镜筒下降，至物镜到最低位置(注意切勿压碎薄片)。
(3)从目镜中观察，同时转动粗动螺丝，使镜筒上升，当视域中刚刚出现物象时，改用微动螺丝，使物象清晰为止。
(4)换用高倍物镜，用同法调节焦距。
在调节焦距时，绝不能眼睛看着目镜下降镜筒，因为这样很容易压碎薄片并损坏物镜。
在调节高倍物镜焦躁时，尤应注意。
因为高倍物镜的焦躁很短，镜头几乎与薄片接触，若薄片盖玻璃朝下时，不但无法准焦，而且常有压碎薄片，割伤镜头的事故发生。
4 校正中心在校正中心前，必须检查接物镜位置是否正确，如物镜没有安装在正确位置上，中心不但不能校正，而且往往容易损坏物镜和校正螺丝。
校正中心时，如发现螺丝旋转费力，或失效时，应立即报告，请求指导，切勿强力扭动。
校正中心的方法，参阅教材的有关部分。
二颜色和多色性的观察,解理及解理夹角的测量1 确定下偏光镜的振动方向观察许多光学现象，必须知道下偏光镜的振动方向。
为此，在进行单偏光镜下的晶体光性研究之前，必须确定下偏光镜振动方向，并使之固定，不要轻易改变。
(1)在一薄片中选择一个具清晰解理的黑云母，置视域中心。
(2)旋转物台使黑云母解理缝与东西十字丝平行。
此时如果云母颜色最深，则东西十字丝方向即为下偏光镜振动方向。
否则，则需转动下偏光镜，至黑云母颜色最深为止。
2 颜色、多色性及吸收性的观察(1)使薄片中黑云母分别置视域中心，旋转物台使黑云母解理缝、电气石延长方向平行下偏光镜振动方向，观察颜色并注意颜色浓度。
正交偏光显微镜的使用
正交偏光显微镜的使用polarizing microscope一、实验目的（1）了解正交偏光显微镜的基本结构和工作原理；（2）学习正交偏光显微镜的样品制备方法；（3）学习正交偏光显微镜的操作；（4）掌握正交偏光显微镜图像的分析二、正交偏光显微镜的基本结构和工作原理偏光显微镜（Polarizing microscope）是载物台下装有起偏器，而在物镜与目镜之间装有检偏器，从而检测出物质的各向同性和各向异性的一种双折射性质的显微镜。
凡具有双折射的物质，在偏光显微镜下就能分辨的清楚。
偏光显微镜是以自然光和其它外来光作为光源，利用光的偏振特性对具有双折射性物质进行研究鉴定，可做单偏光观察，正交偏光观察，锥光观察。
2.1 正交偏光显微镜的结构正交偏光显微镜与普通光学显微镜极其相似，其构造主要以下部分组成：（1）镜座：是显微镜的底座，用以支持整个镜体。
（2）镜柱：是镜座上面直立的部分，用以连接镜座和镜臂。
（3）镜臂：一端连于镜柱，一端连于镜筒，是取放显微镜时手握部位。
（4）镜筒：连在镜臂的前上方，镜筒上端装有目镜，下端装有物镜转换器。
（5）目镜：装在镜筒的上端，通常备有2~3个，上面刻有5×、10×、15×等符号以表示其放大倍数。
（6）物镜转换器（旋转器）：接于棱镜壳的下方，可自由转动，盘上有4~5个圆孔，是安装物镜部位，转动转换器，可以调换不同倍数的武警，当听到碰叩声时，方可进行观察，此时物镜光轴恰好对准通光孔中心，光路接通。
转换物镜后，不允许使用粗调节器，只能用细调节器，使像清晰。
（7）物镜：装在镜筒下端的旋转器上，一般有3~4个物镜，其中最短的刻有“10×”符号的为低倍镜，较长的刻有“40×”符号的为高倍镜，最长的刻有“100×（油）”符号的为油镜。
此外，在高倍镜和油镜上还通常加有一圈不同颜色的线，以示区别。
（8）上偏光镜（检偏镜）：（9）镜台（载物台）：在镜筒下方，形状有方、圆两种，用以放置玻片标本，中央有一通光孔，我们所用的显微镜其镜台上装有玻片标本推进器（推片器），推进器左侧有弹簧夹，用以夹持玻片标本，镜台下有推进器调节轮，可使玻片标本作左右、前后方向的移动。
正交偏光镜下的观察
（1）当晶体切面内的振动方向与偏光镜分析镜的振动方向
平行时，换言之， 0 时，晶体切面在正交偏光镜间全
黑。此现象为消光。
（2）当切面系非均质晶体的均质性切面时，换言之，当
晶体切面与光轴面垂直时，光垂直射至切面上，不发生
双折射，对于一轴晶而言只有一个折射率 N,m对于二
轴晶而言，只有一个折射率 No
2
s in 2
2
最后可写为下面形式
A2
2
OB
s in 2
2
sin2 (
R
)
R是光程差，所谓光程差是指二平面偏光波通过薄片
时，速度较快的光波超过较慢的光波的距离 光程差的大小决定于晶体薄片的双折射率和薄片的厚
度
假定薄片的厚度为公厘，和为二平面偏振光通过厚度 为d的薄片所需要的时间，是光在空气中的速度，二平 面偏振光在空气中传播的速度是相等的。
二光波在同一平面内运动，必然要发生干涉。有同
一平面光波的叠加原理，可得正交偏光镜间合成光波的
振幅（）A
A2
2OB
sin 2
cos2
2
2OB
sin2
cos2
cos
由于，
cos 1 2sin2
2
A2
2
4OB
sin2
cos2
s in 2
2
∵ sin 2 2sin cos
A2
2
OB
s in 2
同时还呈现颜色，后者被称为干涉色。
图1所示PP代表偏振 光的振动方向，AA代 表分析镜的振动方向， 和 N g是' 晶N体p' 某一切面 内的二振动方向，由 图可知，PP┸AA, ┸ 。 晶体切面内N p的' N振g'动方 向与偏光镜的振动方 向不一致
正交偏光显微镜的使用
正交偏光显微镜的使用polarizing microscope一、实验目的(1) 了解正交偏光显微镜的基本结构和工作原理；(2) 学习正交偏光显微镜的样品制备方法；(3) 学习正交偏光显微镜的操作；(4) 掌握正交偏光显微镜图像的分析二、正交偏光显微镜的基本结构和工作原理偏光显微镜（Polarizing microscope）是载物台下装有起偏器，而在物镜与目镜之间装有检偏器，从而检测出物质的各向同性和各向异性的一种双折射性质的显微镜。
凡具有双折射的物质，在偏光显微镜下就能分辨的清楚。
偏光显微镜是以自然光和其它外来光作为光源，利用光的偏振特性对具有双折射性物质进行研究鉴定，可做单偏光观察，正交偏光观察，锥光观察。
2.1 正交偏光显微镜的结构偏光显微镜 XP-213 （三目、透射型）偏光显微镜 XPF-400 （三目、反射型）偏光显微镜 XPF-300 （三目、透反射型）正交偏光显微镜与普通光学显微镜极其相似，其构造主要以下部分组成：（1）镜座：是显微镜的底座，用以支持整个镜体。
（2）镜柱：是镜座上面直立的部分，用以连接镜座和镜臂。
（3）镜臂：一端连于镜柱，一端连于镜筒，是取放显微镜时手握部位。
（4）镜筒：连在镜臂的前上方，镜筒上端装有目镜，下端装有物镜转换器。
（5）目镜：装在镜筒的上端，通常备有2~3个，上面刻有5×、10×、15×等符号以表示其放大倍数。
（6）物镜转换器（旋转器）：接于棱镜壳的下方，可自由转动，盘上有4~5个圆孔，是安装物镜部位，转动转换器，可以调换不同倍数的物镜，当听到碰叩声时，方可进行观察，此时物镜光轴恰好对准通光孔中心，光路接通。
转换物镜后，不允许使用粗调节器，只能用细调节器，使像清晰。
（7）物镜：装在镜筒下端的旋转器上，一般有3~4个物镜，其中最短的刻有“10×”符号的为低倍镜，较长的刻有“40×”符号的为高倍镜，最长的刻有“100×（油）”符号的为油镜。
偏光显微镜分析使用方法
偏光显微镜分析使用方法光学显微分析是利用可见光观察物体的表面新貌和内部结构，鉴定晶体的光学性质。
透明晶体的观察可利用透射显微镜，如偏光显微镜。
而对于不透明物体来说就只能使用反射式显微镜，即金相显微镜。
利用偏光显微镜和金相显微镜进行晶体光学鉴定，是研究材料的重要方法之一。
1、偏光显微镜偏光显微镜是目前研究材料晶相显微结构最有效的工具之一。
随着科学技术的发展，偏光显微镜技术在不断地改进中，镜下的鉴定工作逐步由定性分析发展到定量鉴定，为显微镜在各个科学领域中的应用开辟了广阔的前景。
图1 . XPT-7型偏光显微镜1、目镜，2、镜筒，3、勃氏镜，4、粗动手轮，5、微调手轮，6、镜臂，7、镜座，8、上偏光镜，9、试板孔，10、物镜，11、载物台，12、聚光镜，13、锁光圈，14、下偏光镜，15、反光镜2、偏光显微镜的构成偏光显微镜的类型较多，但它们的构造基本相似。
XPT—7型偏光显微镜（图1）构成为：镜臂：呈弓形，其下端与镜座相联，上部装有镜筒。
反光镜：是一个拥有平、凹两面的小圆镜，用于把光反射到显微镜的光学系统中去。
当进行低倍研究时，需要的光量不大，可用平面镜，当进行高倍研究时，使用凹镜使光少许聚敛，可以增加视域的亮度。
下偏光镜：位于反光镜之上、从反光镜反射来的自然光，通过下偏光镜后，即成为振动方向固定的偏光，通常用PP代表下偏光镜的振动方向。
下偏光镜可以转动，以便调节其振动方向。
锁光圈：在下偏光镜之上。
可以自由开合，用以控制进入视域的光量。
聚光镜：在锁光圈之上。
它是一个小凸透镜，可以把下偏光镜透出的偏光聚敛而成锥形偏光。
聚光镜可以自由安上或放下。
载物台：是一个可以转动的圆形平台。
边缘有刻度（0-360°），附有游标尺，读出的角度可精确至1/10度。
同时配有固定螺丝，用以固定物台。
物台中央有圆孔，是光线的通道。
物台上有一对弹簧夹，用以夹持光片。
镜筒：为长的圆筒形，安装在镜臂上。
转动镜臂上的粗动螺丝或微动螺丝可用以调节焦距。
实验六正交偏光镜下的晶体光学性质
实验六正交偏光镜下的晶体光学性质——消光类型、干涉色、消光角及双折射率的测定(2 学时，验证性)一、预习内容：薄片中矿物双折射率的测量方法，消光类型、干涉色及消光角的测定二、目的要求：1. 认识三种消光类型；2. 熟悉消光角和双折射率的测定方法；3. 掌握三种试板的干涉色特征。
三、实验内容：1. 观察矿物的消光类型(平行消光、对称消光和斜消光)薄片号：(3111) 红柱石(3210) 白云母(1900) 黑云母(3460) 普通角闪石2. 普通角闪石平行(010)切片上的消光角测定；3. 分别观察云母、石膏试板的干涉色，熟悉石英楔各级干涉色及其特征；4. 利用石英楔，测定(3210)中白云母的双折射率。
四、实验提示：1. 观察红柱石的平行消光(1) 在单偏光镜下，选一个红柱石的纵切面颗粒(// Z轴的切面，呈柱状)置于视域中心，该切面上可见平行柱面的解理；(2) 轻推入上偏光镜，旋转载物台使该矿物处于消光位，此时红柱石的解理缝与目镜十字丝之一平行，说明红柱石为平行消光。
2．观察白云母、黑云母的平行消光(1) 在单偏光镜下，选具有一组平行(010)极完全解理的白云母或黑云母切面颗粒置于视域中心；(2) 轻推入上偏光镜，旋转载物台使该矿物处于消光位，此时白云母或黑云母的解理缝与目镜十字丝之一平行，说明白云母或黑云母为平行消光；3 •观察普通角闪石丄Z轴切面的对称消光(1) 在单偏光镜下，找到一个具有两组解理的角闪石切片，置于视域中心；(2) 轻推入上偏光镜，旋转载物台至消光位，可观察到十字丝平分两组解理缝夹角，即对称消光。
4．观察普通角闪石平行(010)切面的斜消光，并测定其消光角。
(1) 选择平行(010)的切面，该切面的特点是：一组解理清晰，多色性明显，干涉色最高；(2) 将选定薄片置于视域中心，并旋转载物台使解理缝或双晶缝与目镜十字丝纵丝平行，记下载物台的读数a；(3) 旋转载物台使普通角闪石至消光位，此时矿片上光率体椭圆长短半径与目镜十字丝一致，记下载物台的读数b,两次读数的差值a I a-bI，即该矿物的消光角；(4) 记录方式：结合结晶要素，正确表示消光角，如普通角闪石平行(010) 切面具有最高干涉色，因此该矿物切面上光率体椭圆长短半径方向分别是Ng、Np,又由于角闪石的解理面平行(010)在平行Z轴的切面上，即解理缝代表Z轴方向，即所测夹角为Ng A Z和Np A Z。
第4章 正交偏光下的晶体光学性质
Optical Crystallograpgy
第四章 正交偏光下的 晶体光学性质
正交偏光镜下观察的光学性质
在正交偏光镜装臵下，可以观 察矿物的晶体光学性质包 括: 单 偏 光
1）消光、消光位
2）矿物的干涉色, 测定矿物干 涉色的级序 3) 补色法则的应用 4) 光率体切面半径方向和名 称测定 5) 消光类型和消光角的测定 6) 矿物延性测定等。
如何判断具体某个矿物切面的干涉色级序呢？ 感觉？经验？准确的方法？
让我们看一下干涉色在实际薄片中是如何表现的:
pl ol pl
pl 如果同种矿物的每一颗看上去都不 同，那么我们又如何知道、如何鉴 ol pl ol 定??
ol
pl
ol
ol
pl
注意同种矿物有着不同的干涉色 – why??
同种矿物的不同颗粒有着不同的定向
干涉现象分析：过上偏光后的偏光汇聚
透过AA后的2束偏光K1′与 K2′特征为: 1) K1′与K2′是由同一种偏光 经过2次分解而形成的, 因此其频率相同 2) K1′与K2′光程差固定 3) K1′与K2′在同一平面内振 动(//AA) 因此, K1′与K2′是相干波,会发生干涉现象,并且取决于光程 差R
干涉现象分析：过上偏光镜时的再分解
-->上偏光镜— >k1'(//AA) + k1"(//PP) + k2'(//AA) + k2"(//PP) -->k1'(//AA) + k2'(//AA) 结论：k1' (//AA)+k2' (//AA) 两种偏光能通过上偏光镜 干涉现象发生的前提：四 次消光切面不处于消光位 的时侯， 即光率体椭圆的 半径与PP、AA斜交！
4正交偏光镜下晶体的光学性质
一、光率体椭圆半径 方向和名称的测定
1、将预测定的矿片 置于视域中心，转动物 台使矿片消光。
2、转动物台45，使 矿片干涉色最亮。
3、插入试板，观察 矿片干涉色变化。
A
B
C
D
如果矿片干涉色降低，说明试板与矿片异名半径平行；如果 干涉色升高，说明同名半径平行。试板上光率体椭圆半径的方 向是已知的，据此就可以确定矿片上光率体椭圆半径的名称。
平行光轴面的切面在单 偏光下多色性最强，在正 交偏光下干涉色最高；垂 直光轴的切面在单偏光下 无多色性，在正交偏光下 全消光。
多色性公式的具体测定步骤如下： （1）寻找平行光轴面的颗粒（在单偏光下多色性最强，在 正交偏光下干涉色最高），置于视域中心，转物台使矿片消 光，此时矿片光率体椭圆半径N1、N2分别平行于下、上偏光 的振动方向。 （2）在正交偏光下转物台45，插入试板， 确定N1和N2的名称。转回到0位后，在单偏光下得到Ng、 Np的颜色（具体怎么做？）
（一）、消光类型
单斜晶系的矿物光性方位 角闪石不同切面的消光类型可能有下
是结晶轴Y轴与三主轴
列四种情况：
（Ng, Nm, Np）之一平行，
其余两个主轴与结晶轴X轴
和Z轴斜交。
（1）平行（010）的 切面上，包含Z轴和X 轴，对于角闪石和辉 石类Nm=Y轴的矿物来 说，（010）平行光轴 面，包含Ng和Np轴。 其解理缝方向代表Z轴 方向，在这种切面上 测得Ng与Z轴的真实 夹角
对角闪石可用//(001)切面
六、双晶的观察 在正交偏光镜间，矿物的双晶表现为相邻两单体 不同时消光，呈现一明一暗的现象。这是由于构成双 晶的两个单体中，一个单体绕另一个单体旋转了 180，而使两个单体的光性方位不同。 双晶两个单体间的结合面称为双晶结合面，双晶 结合面与薄片平面的交线称为双晶缝。当双晶结合面 与薄片法线一致时，相邻两个单体的光率体切面在双 晶缝两侧是对称的，故当双晶缝与目镜十字丝平行或 成 45交角时，双晶缝两侧单体的明暗程度一致，此 时看不见双晶。
正交偏光镜下的观察
，因此
N
' g
N
' g
0
，
R
d
(
N
' g
N
' p
)
0
，整个方程式右方即等于零。
(3)如果使用的是单色光，而光程差又是波长的整数倍时，
那么， sin n 0 整个方程式右方为零，全黑。
图2所示 a）晶体切面的振动方向平行 于上下偏光镜振动方向， 0
亮度为零。
b）非均质晶体的均质性切
面，Ng'
N
' p
载物台上未放置薄片时，正交偏光镜无光通过，视域全 黑。因为偏光镜与分析镜的振动面互相正交，透过偏光镜 的光射至分析镜的树胶层上即全部被反射，最后无光自分 析镜透出，因而视域全黑。
在载物台上放上晶体薄片，（1）如果晶体是均质色，那 么不论薄片是什么切法，它在正交偏光镜下始终是黑色的。 （2）如果晶体是非均质的，情况即不相同。①当薄片内的 二振动方向与偏光镜分析镜的振动方向一致时，晶体全黑， ②如果转动载物台使晶体切面内的振动方向不与上下偏光 镜的振动方向一致，此时晶体就明亮起来了。当晶体振动 方向与偏光镜振动方向成45°角度，晶体的亮度最大，如果 用来照明的是白光而不是单色光，那么晶体除了明亮外，
cos4
2
2OB
sin 2
cos2
cos
OB2[(sin2 cos2 )2 4sin2 cos2 sin2 ]
2
2
OB
(1
sin
2
2
sin
2
)
2
上式最后可以写为：
A/2/
2
OB(1sin22s in 2
R)
图4.平行偏振镜下亮度最强和最弱的条件 a）最强，b）最弱 （ 450）
实验五 正交偏光镜下的晶体光学性质
实验五正交偏光镜下的晶体光学性质——消光现象、消光位及双晶类型(2学时，验证性) 一、预习内容：正交偏光镜的检查与校正方法，消光原理及不同长石的双晶类型二、目的要求：1.学会正交偏光镜的检查与校正方法；2.认识三种消光现象；3.理解消光位矿物切面长短半径与上、下偏光振动方向的关系；4.观察常见双晶类型。
三、实验内容：1. 检查上、下偏光镜振动方向是否正交，目镜十字丝是否与上、下偏光镜振动方向一致；2. 矿物的三种消光现象(全消光、四明四暗和不消光)薄片号：(3210) 萤石、白云母(3480) 石榴石(1310) 角闪石、斜长石翡翠3. 常见双晶类型(聚片双晶、卡氏双晶和格子双晶)薄片号：(1310) 角闪石、斜长石(1413) 正长石、微斜长石四、实验提示：1.正交偏光镜的检查与校正方法(1) 确定下偏光镜的振动方向在(1900)岩石薄片中选择一组极完全解理的黑云母平行(010)切片，并在单偏光镜装置下，置视域中心，旋转载物台使黑云母解理缝与十字丝横丝平行，此时黑云母颜色最深(或深褐色)，则十字丝横丝为下偏光镜的振动方向；否则需转动下偏光镜，直到黑云母颜色最深为止。
(2) 确定上偏光镜的振动方向当下偏光镜的振动方向为东西向，轻推入上偏光镜，若视域黑暗，则上偏光镜的振动方向为南北向；若视域明亮，则旋转上偏光镜的振动方向旋钮，直到视域黑暗为止，即上、下偏光镜振动方向已正交。
(3) 检查上、下偏光镜振动方向是否与目镜十字丝平行在薄片中选一个具极完全解理的黑云母切面，置视域中心，转动物台，使黑云母解理缝与十字丝之一平行，推入上偏光镜，若黑云母变黑暗，说明目镜十字丝与上、下偏光镜振动方向一致。
如果不全黑，转动物台使黑暗，推出上偏光镜，转动目镜十字丝之一与黑云母解理缝平行，此时，目镜十字丝即与上、下偏光镜振动方向一致。
2. 矿物的三种消光现象(1) 在正交偏光镜下，物台上放置均质体或非均质体垂直光轴的矿片时，视域变黑，旋转载物台一周过程中，矿片的消光现象不改变，故称为全消光现象；(2) 在正交偏光镜下，物台上放置非均质体除垂直光轴以外的其它方向矿片，这类光率体切面为椭圆切面，旋转物台一周过程中，矿片上的光率体椭圆半径与上、下偏光镜的振动方向(PP、AA)有四次平行的机会，故矿片出现四次消光现象；(3) 在正交偏光镜下，物台上放置矿物集合体，这类矿物不消光现象。
正交单偏光显微镜安全操作及保养规程
正交单偏光显微镜安全操作及保养规程正交单偏光显微镜是常见于地质、材料等领域的高端显微镜，用途广泛，但也需要小心使用和保养。
本文将介绍正交单偏光显微镜的安全操作和保养规程。
安全操作规程操作前准备在使用正交单偏光显微镜前，应先了解其基本构造和性质，掌握以下操作前准备并遵循：1.仔细阅读正交单偏光显微镜说明书，了解显微镜的各项技术指标和基本操作方法。
2.检查电源插头和电源线，保证接触完好，电源线无损伤、绝缘罩和插头无变形、锈蚀等现象。
3.应用正确的电压，将电源线插入安装好的插座，保证电压稳定，避免电流浮动过大，引起显微镜烧毁或影响使用寿命。
4.检查镜头、滤光片、偏振片等各部件是否安装牢固，仔细检查是否有松动、脱落等情况，防止在使用过程中引起危险。
操作过程中要注意的事项正交单偏光显微镜在使用过程中，需要注意以下事项：1.操作前，应检查工作环境是否符合要求，保证显微镜稳定，防止操作中发生意外。
2.在操作过程中，人员不得随意触摸或拆卸显微镜部件，以免影响显微镜性能或引起电器触电等意外情况。
3.在观察时，适时调整镜头，保证目镜和物镜成像清晰，不要调到极限位置。
4.不允许用手或硬物触碰目镜、物镜和偏振片等部件，否则会影响显微镜的清洁度和精度。
5.使用过程中，不能向显微镜內加入任何固体或液体，否则会影响显微镜的清洁度和性能。
6.操作完毕后，应关闭电源，并将显微镜清洁干净，并存放在干燥、阴凉的地方。
避免操作中的危险在正交单偏光显微镜的操作过程中，常见的危险有可能导致：1.额外的电气危险，例如使用不正确的电源、插座等。
2.眼睛紧接镜头，或错误的镜头调整会导致眼睛损伤。
3.干净的工作环境不仅能延长显微镜的寿命，还更安全。
操作过程中出现因灰尘、垃圾等而导致的危险。
4.不正确地存储或滥用显微镜将会影响它的使用寿命，带来不必要的成本。
基于以上可能发生的危险，建议在操作过程中严格按照说明书操作，并参照下列建议:1.在操作前先检查显微镜是否完好无损，之后再使用。
正交偏光镜下光学性质
图22 晶片在正交偏光 镜间的消光现象
非均质体垂直光轴以外的其它方向切面，在正交偏光镜 处于消光时的位置称为消光位。当这类晶片在消光位时， 其光率体椭圆半径必定与上、下偏光镜振动方向AA、PP 平行。偏光显微镜中的上、下偏光镜振动方向一般是已知 的，通常以目镜十字丝方向代表。根据这个原理，可以确 定这类晶片上光率体椭圆半径的方向。具体地说，非均质 体除垂直光轴以外的任意切面在消光位时，目镜十字丝的 方向是晶片上光率体椭圆半径的方向。
图27 用单色光照射时，石英楔在正交偏光镜间出现的干涉色明暗条带
若用不同波长单色光照射时,可见红光的波长最长，明暗 条带间的距离最长，紫光的波长最短，明暗长带间的距离最 短（图28）。
图28 正交偏光镜间，不同波长单色光波透出石英楔干涉所构成 的明暗条带
如果光源为白光时，白光由七种不同波长的单色光波组 成，除R=0以外，任何一个光程差都不可能同时等于各个 单色光波半波长的偶数倍（2nλ/2）。也就是说，不可能 使七种单色光波同时抵消而出现黑带。某一定的光程差， 只可能相当或接近于部分单色光波半波长的偶数倍 （2nλ/2），使这一部分单色光被抵消或减弱；同时该光 程差又可能相当或接近于另一部分单色光波半波长的奇数 倍（（2n+1）λ/2）。使这一部分单色光波不同程度的加 强。不同程度加强的单色光波混合起来，构成与该光程差 相应的混合颜色，这种颜色是由白光通过正交偏光镜间的
图23 晶片上光率体椭圆半径与AA、PP斜交时，偏光通过 晶片及到达上偏光镜的分解情况 B-偏光矢量分解平面图
K1‟、K2‟的振动方向平行上偏光镜振动方向AA，可以透出上 偏光镜。透出上偏光镜后的K1‟、K2‟两种偏光具有以下特点： 1、K1‟、K2‟的频率相同。 2、K1‟、K2‟之间有固定的光程差R。 3、K1‟、K2‟在同一平面内（平行AA）振动。 因此，K1‟、K2‟两种偏光具备了光波发生干涉作用的条件， 必将发生干涉作用。干涉的结果取决于K1‟、K2‟两种偏光之间 的光程差R。
实验七正交偏光镜下的晶体光学性质
实验七正交偏光镜下的晶体光学性质——干涉色级序、干涉色升降判断及光率体半径方向和名称的测定(2学时，验证性) 一、预习内容：消光、消色、干涉现象的原理，干涉色级序的基本特征，补色法则的原理二、目的要求：1.学会正交偏光镜的检查与校正方法；2.认识正交下矿物的消光与干涉现象；3. 认识1~3级干涉色级序的特征；4. 掌握测定其光率体椭圆半径方向及名称的操作方法。
三、实验内容：1. 检查上、下偏光镜的振动方向是否正交，目镜十字丝是否与上、下偏光镜振动方向一致。
若上、下偏光镜的振动方向不正交，则需要校正；2.观察(3140)方解石的高级白干涉色特征；3. 利用楔形边法，判断(1106)橄榄石的干涉色级序；4.在正交下，使用石膏、云母试板观察(3210)白云母矿物干涉色的升降变化，分别测定白云母的光率体椭圆长短半径的方向及名称。
四、实验提示1.检查偏光显微镜的正交装置(1) 检查下偏光镜振动方向与目镜十字丝横丝是否一致①在单偏光镜下，从岩石薄片(1306、1900)中找一个具有平行(010)一组极完全解理的黑云母置视域中心，旋转载物台，当黑云母颜色最深时解理缝与目镜十字丝东西横丝平行，即表明下偏光镜振动方向为东西向；②若黑云母颜色最深时，解理缝方向既不是东西向又不是南北方向，则应转动下偏光镜，使黑云母解理缝指向东西向时最黑，即已调好，不宜再动。
(2) 检查上、下偏光镜振动方向是否正交①装上10×倍物镜，调节照明使视域最亮；②轻推入上偏光镜，视域完全黑暗，表明上、下偏光镜振动方向正交；若视域不黑暗，则表明上、下偏光镜振动方向不正交，那么需转动上偏光镜至视域最暗为止。
注：下偏光镜振动方向已调整至东西向与目镜十字丝横丝平行，不宜再动。
2.观察(3140)方解石、白云石的高级白干涉色高级白干涉色往往是混合的灰白色，或各色混杂，形成一种与珍珠表面色彩相近的亮白色，但要确定为高级白干涉色应作如下操作。
(1) 在单偏光镜下，将方解石或白云石颗粒置于视域中心；(2) 轻推入上偏光镜，旋转载物台使方解石或白云石处于消光位，然后继续旋转载物台至45°，观察干涉色特征；(3) 插入云母板或石膏板，干涉色无明显变化，即为高级白干涉色。
偏光显微镜的构造、调节与校正
偏光显微镜的构造、调节与校正一、目的要求1．熟悉偏光显微镜的原理、构造、附件、用途及使用须知2．学会偏光显微镜的调节及校正3．学会偏光显微镜的保养方法二、实验用具1．偏光显微镜2．岩矿薄片：花岗岩(含黑云母)3．擦镜纸、吹风球三、实验内容及方法(一)按章使用仪器宣读《显微镜使用须知》及《偏光显微镜实验室规则》，教育学生养成科学严谨的实验作风，爱护国家财产，自觉遵守精密仪器操作规程。
(二) 详细了解偏光显微镜构造在教师讲解的基础上，按附图所示对照实物，详细了解偏光显微镜的原理、各部构造、附件、用途及维护保养。
(三)偏光显微镜的调节1．调节照明(对光)(1)装上10倍物镜和5倍目镜，打开锁光圈，推出上偏光镜，除去勃氏镜和聚光镜(拉索透镜)。
(2)转动反光镜对准光源，直至视域最亮为止(切勿将反光镜直接正对太阳，以免因光线太强而损伤眼睛)。
2．调节焦距(准焦)(1)将岩矿薄片(盖玻璃向上)置于载物台中心，用薄片夹夹紧。
(2)从侧面看着物镜镜头，转动粗动螺丝，使镜筒缓缓下降至物镜镜头快接近薄片位置(切勿眼睛看着目镜而下降镜筒，以免压碎薄片造成镜头损坏)。
(3)从目镜中观察，并转动粗动螺丝，使镜筒缓缓上升，直到视域内出现物像并较清楚后，再转动微动螺丝至物像完全清晰为止。
(四)、偏光显微镜的校正1．校正物镜中心(1)在正常工作的显微镜光学系统中，载物台旋转轴、物镜中轴和镜筒中轴应当严格地在一条直线上，此时旋转物台，视域中心(十字丝交点)的物像不动，其余物像则绕视域中心作圆周运动。
(2)如果旋转物台时，视域中心的物像离开原来位置，连同其余物像绕另一中心(即物台中心)旋转，此时说明物台旋转轴、物镜中轴和镜筒中轴不在一条直线上，必须进行校正。
由于XPT6(7)型偏光显微镜的镜筒中轴和物台旋转轴是固定的，因此只需校正物镜中轴使之与物台旋转轴重合即可。
(3)校正物镜中心之前，必须首先检查物镜安装位置是否正确，如果物镜位置不对，则需重新安装正确后方可进行校正。
实验三 正交偏光镜下干涉色级序观察
实验三正交偏光镜下干涉色级序观察
及其升降的判断
一、目的
1、学会正交偏光镜的装置、检验和校正方法。
2、认识1～3级干涉色级序特征及高级白干涉色的特征。
3、学会使用石膏试板和云母试板判断干涉色的升降变化。
4、学会用楔形边法测定矿物的干涉色级序。
5、学会用石英楔测定矿物干涉色级序
二、内容
1、按教材P42完成正交偏光镜的装置，并按教材P28检查上下偏光镜振动方向是否正交。
2、在具有一级灰干涉色的石英矿片上，加入石膏试板观察干涉色升降变化。
3、在具有清晰解理缝的白云母矿片上，插入云母试板，观察干涉色升降变化。
4、观察方解石高级白干涉色特征，这种干涉色的特征是加入云母试板或石膏试板后，干涉色基本无变化。
5、按教材P58用楔形边法判定橄榄石的级序。
6、用石英楔测定白云母的干涉色级序。
三、实验报告
1、应用石膏试板及云母试板判断矿物干涉色的升降
2、楔形边法测定橄榄石的干涉色级序
3、用石英楔测定白云母干涉色级序。
正交偏光观察
→析出CaO
（2）钢中夹杂物 例如：氧化物夹杂 Al2O3, SiO2, 12CaO.7Al2O3, MnO.SiO2
硫化物夹杂 MnS, FeS，CaS
氮化物夹杂 AlN，TiN
(3) 耐火材料 例如：镁质耐火材料 MgO, 胶结相 C2S，C3S，C2F等 （4）烧结矿 例如：Fe3O4, FeO, Fe2O3, 胶结相 CF，C2F，CFS （钙铁橄榄石)，如生成C2S，βC2S→γC2S体积膨胀10%， 会造成烧结矿冷却后粉化
扫描电镜
4.4.2 透射电镜
透射电镜主要包括电子光学系统、真空系统和电器系统三部 分。由电子枪发出的电子束经过会聚透镜后，形成电子光源照 射在试样上。试样放在照明系统和成像透镜之间。电子穿过试 样后经物镜成像，再经中间镜和投影镜进一步放大，最后在荧 光屏上得到电子显微像。
（1）样品的制备方法
透射电镜的应用一定程度上取决于试样的制备技术。一般透射电镜的试 样置于φ2－3mm的铜网上，试样厚度在100nm左右。
由于是线性升温，得到的T-t（或T）图即是差热曲线，表 示试样和参比物之间的温度差随时间或温度变化的关系。 因此，利用差热分析，可测得试样发生吸热或放热反应时的 温度（或时间）。例如，方解石（石灰石）、菱镁矿、白云石 分解温度的差热分析曲线如图4-8所示。
德国NETZSCH STA409-QMS高温热分析仪
(3)锥光观察
在正交偏光的基础上再加上聚光镜， 转入勃氏镜于光路中， 便 构成锥光系统 ,以便测定矿物的干涉图、轴性、光性正负等光 学性质。 由于不同矿物的干涉图形不一样，可作为鉴定矿物的依据。
通过在单偏光、正交偏光、锥光下测定矿物的物理光学性质，对 照已知矿物物理光学性质手册，可达到鉴定样品中物相的目的。
基本要求试验内容和方法思考题
1650mm 2200mm
第I级 第 II 级
第 III 级
三、用矿物楔形边法确定矿物的干涉色级序
薄片 矿物名 突起等 颗 干涉 干涉色紫红
号
称
级
粒 色 色圈的圈数
1
2 橄榄石
3
4
法
1.检查偏光显微镜的正交装置。 2.观察矿物的消光现象与消光位。 非均质体除垂直光轴以外的其他方向切面在正交偏光镜下旋转载物台一周出现四明四 暗现象，矿片黑暗时称为消光，矿片消光时所处的位置称为消光位。四次消光位各相差 90o， 从消光位转动载物台 45o，视域中矿片最明亮，干涉色最清晰。 3.掌握石膏试板云母试板的干涉色、光程差值及其光率体椭圆长短半径的位置。 4.观察石英楔的干涉色级序，掌握各级干涉色的色序及其特征。 将石英楔从试板孔（即 45o 位置）中缓慢插入，或将石英楔置于载物台上，从 45o 方向 缓慢推进，观察 I－III 级干涉色的级序与色序特征，对照米歇尔－列维色谱个观察。 5.利用楔形法判断橄榄石的干涉色级序。 首先选择具有楔形边的橄榄石颗粒，其最外缘必须是 I 级灰白干涉色的方可应用，其次， 注意观察红色干涉色色圈数目（n），最后依据（n+1）法则即可确定橄榄石中心部位的干涉 色为几级干涉色。如橄榄石边缘为 I 级灰，有两道红圈（或带），中间干涉色为蓝绿色，则 此橄榄石应为 III 级蓝绿干涉色。 6.已知橄榄石为 III 级蓝绿干涉色，用米歇尔－列维干涉色色谱表，薄片厚度为 0.03mm， 确定橄榄石的最大双折射率。 7.认识方解石的高级白干涉色特征，参观绿泥石的异常干涉色现象。 注意：描述干涉色时，一定要说明干涉色的级序和具体颜色，如 II 级蓝干涉色，同时 要与肉眼观察矿物的颜色，单偏光镜下观察的矿物颜色的形成机理进行区分。
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《正交偏光镜下观察》实验指导
实验类型：综合实验学时：2实验要求：必修
测定光率体椭圆半径名称、消光角类型、消光角、延性及双晶
一、基本要求
1．学会测定光率体椭圆半径的方位与名称。
2．认识三种消光类型，学会测定消光角、延性的方法。
3．认识双晶现象。
二、实验内容和方法
1．用石膏试板测定磷灰石的光率体椭圆长短半径的方位和名称
2．用石膏试板、云母试板分别测定白云母的光率体椭圆长短半径的方位与名称
（1）选择欲测矿物（磷灰石、白云母）置于视域中心，旋转载物台至消光位，此时矿片上的光率体椭圆长短半径分别平行上下偏光镜的振动方向，即与目镜十字丝一致。
（2）从消光位转动载物台45o，此时矿片上的光率体椭圆长短半径分别与目镜十字丝成45o，矿片干涉色最亮。
（3）插入石膏试板，观察干涉色的升降变化。
根据补色法则：干涉色升高，同名半径一致；干涉色降低，异名半径一致。
如磷灰石在正交偏光镜下从消光位逆时针转45o（矿物处于II、IV象限）呈I级灰白干涉色（R1＝147nm），加入石膏试板（R2=550nm）后呈II级蓝干涉色（R总＝697nm）。
R总＝R1+R2＝147nm+550nm＝697nm
干涉色增加，同名半径一致，因此，磷灰石光率体的长轴与晶体的短边平行，短轴与晶体的长边平行。
职工磷灰石在正交偏光镜下从消光位顺时针转45o（矿物处于I、III象限），加入石膏试板后，磷灰石矿物呈I级橙黄干涉色。
R总＝R2－R1＝550nm－147nm＝403nm
干涉色降低，异名半径平行，磷灰石光率体椭圆切面的的长短轴分布与II、IV象限判定结果一致。
3．观察角闪石的三种消光类型
（1）平行消光
（2）斜消光
（3）对称消光
4．学会测定消光角的方法
一般只有在单斜晶系和三斜晶系矿物中有些切面晶轴与光率体主轴不一致，因此只有单斜晶系和三斜晶系矿物测定消光角，由于不同矿物的消光角不同，测定消光角便具有鉴定意义。
消光角测定步骤：
（1）选择定向切面。
如测角闪石的消光角，应选平行光轴面的切面，该切面具有一组清晰解理，多色性明显，干涉色最高。
（2）将选定的矿物切面置于视域中心，并旋转载物台使解理缝或双晶缝平行纵丝，记录载物台刻度盘的读数a。
（3）旋转载物台使矿物切面达消光位，记录载物台刻度盘的读数b。
两次读数的差值（a－b）即为该矿物的消光角。
（4）确定光率体椭圆半径名称。
（5）记录消光角。
如单斜晶的普通角闪石平行（010）面上的消光角可写成Ng∧c＝25o（一般以锐角表示）。
三斜晶系的斜长石垂直（010）晶带切面上的消光角可写成Np/∧（010）＝20o。
5．学会测定晶体延性符号的方法
矿物切面的延性符号与柱状或板状的光性方位有密切关系。
如一轴晶柱状矿物为正光性，正延性它的光性方位是Ng//c，则平行c轴的切面均具正延性；如Np//c则平行c轴的切面均具负延性；如二轴晶Nm//c，则平行c轴的切面中有正延性，也有负延性。
对于平行消光的矿物延性符号测定方法如下：
（1）将欲测矿物置于视域中心，旋转载物台使晶体的延长方向平行目镜十字丝的纵丝。
（2）旋转载物台45o，使晶体延长方向与十字丝成45o夹角，插入试板，应用补色法测定出光率体椭圆半径名称便可确定延性符号。
6．认识双晶现象，区分简单双晶和复式双晶
三、思考题
1．测定矿物光率体椭圆长短半径时，为什么要从消光位转45o？
2．把云母试板放在偏光显微镜物台上，从试板孔插入石膏试板，在正交偏光镜下转动物台一周，可看到干涉色有哪些变化？为什么？
3．某矿物呈｛0001｝板状晶形，No＝1.768，Ne＝1.759，求该矿物（1）轴性，光性符号；（2）平行c轴切面上的延性符号。
五、实验报告
3．图示普通角闪石消光角测定的步骤
简要文字说明：
(1)(2) (3)
(4)。