一轴晶光率体切面及特点
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
晶体光学各晶轴切面特点
多色性明显
干涉色最高
闪突 弯曲黑带顶点（光 轴出露பைடு நூலகம்）不在视 域中心
椭圆切面
变化于全黑与 多色性介于明显 最高干涉色之 与无之间 间
2轴 晶
椭圆切面 正光性：半径为 变化于全黑与 黑十字交点位于视 垂直Bxa的 Nm,Np双折率为Nm- 多色性介于明显 最高干涉色之 域中心，为Bxa的出 Np 与无之间 切面 间 露点 负光性：半径为 Ng,Nm双折率为NgNm 椭圆切面 粗大黑十字 正光性：半径为 转动载物台，黑十 变化于全黑与 垂直Bxo的 Ng,Nm双折率为Ng- 多色性介于明显 字较快分裂为两个 最高干涉色之 Nm 与无之间 弯曲黑带，沿光轴 切面 间 负光性：半径为 面Ap方向退出视域 Nm,Np双折率为NmNp 地质11003班 陈欣欣
确定矿物的切面方向 和光性符号
用途
No折射率值和颜色， 轴性和光性 No, Ne 折射率值和颜 色和光性（已知轴 性） 确定轴性及切面方向 和光性符号（光轴倾 角不是很大时） Nm折射率值和颜色， 轴性，光性和2V Ng, Np 折射率值和颜 色和光性（已知轴 性） 确定轴性及切面方向 和光性符号
确定轴性及切面方向 和测光轴角大小
光率体切面
垂直光轴 圆切面，半径No，双 的切面 折率为0
单偏光
无多色性 多色性明显
正交偏光
全消光 干涉色最高
錐光
黑十字，转物台不 变 闪突 黑十字焦点不在视 域中心 一条黑带，转物台 弯曲
1轴 平行光轴 晶 的切面
椭圆切面，半径 No,Ne,双折率最大
椭圆切面，半径为 变化于全黑与 斜交光轴 多色性介于明显 No,Ne’,双折率为二者 最高干涉色之 的切面 与无之间 间 之差 垂直光轴 的切面 平行光轴 的切面 斜交光轴 的切面 圆切面，半径Nm， 双折率为0 椭圆切面，半径 Np,Ng,双折率最大 无多色性 全消光
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。
(8)透明矿物薄片鉴定
消光位
左转45º位
右转45º位
P
PP
P
Ne∥横丝，Ne=浅黄绿N色o∥横丝，No=褐绿色
❖二轴晶定向切面干涉图的特点及应用 • 垂直一个光轴切面干涉图光性符号测定
45º
(A) 0º位置
Nm (B) 45º位置
Nm
(+)
(C) 加入检板
Nm
(-)
(D) 加入检板
❖二轴晶定向切面干涉图的特点及应用
• 二轴晶垂直一个光轴切面2V目估法 及No颜色测定示意图
• 解理等级的划分 • 解理夹角的测定
（1）切片方向的选择
选择同时垂直两组解理面的切片. 特征是两组解理缝最细最清楚, 当 解理缝平行目镜十字丝时, 微微升 降镜筒, 两组解理缝不左右移动.
B
=60
D
C
E
＞60
H
F
晶体光学：均质体与一轴晶光率体
3、光性符号
一轴正晶，标记为：一（＋）
Ne＞No， 如 石英
定义：旋转轴为长轴Ne，呈沿C轴 拉长的光率体。光波平行于C轴 振动时的折射率总是大于垂直于 C轴振动的折射率，即Ne＞No， 这种光率体称为一轴晶正光性光 率体，相应的矿物称为一轴晶正 光性矿物，或一轴正晶。
一轴负晶，标记为：一（－）
C. 双折率 N=|Ne’-No| < |Ne-No|
D. 正晶时，短半径为No； 负晶时，长半径为No
一轴晶三种 切面全图
无论何种切面, 总 有一个是No, 原因 是切面均过中心. 因此一轴晶No非
常重要.
Ne<No， 如 方解石
定义：旋转轴为短轴Ne，呈沿C轴 压扁的光率体。光波平行于C轴 振动时的折射率总是小于垂直 于C轴振动的折射率，即 Ne<No，这种光率体称为一轴 晶负光性光率体，相应的矿物 称为一轴晶负光性矿物，或一 轴负晶。
4、三种主要切面类型
一轴晶三种 切面全图
(1) ⊥光轴的切面
（2） 结构要素
A. 2个主轴——Ne和No， Ne⊥No，代表一轴晶两个主要光学方向，又 称光学主轴，即Ne轴和No轴；轴的长短就是N 的大小
B. 2个主折射率—— 常光的为Байду номын сангаасo，No ⊥ C 非常光的为Ne，NeC
Ne与No在不同的一轴晶中，其大小是不一样的。 两种情况： Ne>No (一轴正晶)
•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，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。
(2)平行光轴的切面
光性矿物学总结作业
一轴晶正光性光率体主要切面及其特点
垂直光轴切面
垂直于光轴的切面为圆切面，其 半径等于No。 光波垂直于这种切面入射时（沿 光轴入射），不发生双折射，不改变 入射光波的振动方向和特点，相应的 折射率值等于No，双折射率等于零。 通过一轴晶光率体中心只有一个 这样的圆切面。
平行于光轴切面
平行于光轴的切面为椭圆切面， 其长短半径分别为Ne和No。 光波垂直于这种切面入射时 （垂直于光轴入射），发生双折射， 分解为两束偏光，其振动方向必定分 别平行于椭圆切面的长短半径，相应 的折射率必定分别等于椭圆切面长短 半径Ne与No。 双折射率等于Ne与No的差值， 是一轴晶矿物的最大双折射率。
二、干涉色色谱表
三、干涉色级序及各级序的特征
双折射率
磨片顺序
紫红色 紫红色 橙色 橙色
薄片厚度 ，mm
浅黄色 浅黄色
石英 为例
灰白色
双 折 射 率
暗灰色
暗 灰 色
第一级序 第三级序 第二级序 第四级序 第一级序 第三级序 第二级序 第四级序 光程差， nm 浅 浅 浅 浅 浅 紫 紫 灰 浅 蓝 红 蓝 绿 绿 橙 橙 蓝 绿 黄 橙 白 黄 橙 红 蓝 绿 黄 红 色 色 色 色 色 绿 色 色 色 绿 色 色 色 色 色 色 色 色 色 色 色
二轴晶正光性光率体切面 及特点
垂直于光轴切面（垂直于OA）：圆切 面，半径为Nm。相应的折射率为Nm， 双折射率为零。 平行于光轴切面（平行于Ap）：椭圆 切面，长短半径分别为Ng和Np；相应 的折射率值分别为Ng和Np，双折射率 值等于（Ng—Np），为二轴晶矿物最大 双折射率。 垂直于Bxa的切面 椭圆切面 正光性：相当于主轴面NmNp面，长短 半径为Nm和Np，相应折射率分别等于 Nm和Np，双折射率等于（Nm—Np）， 其大小介于零与最大双折射率之间。
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。
2.1.2-晶体的光率体
Np Nm
2.1.2晶体的光率体
（2）二轴晶光轴角：
正光性：tanV Nm Np Ng Nm
负光性：tanV Ng Nm Nm Np
OA Ng OA
Np Nm
2.1.2晶体的光率体
5.二轴晶光率体的几个主要切面： （1）垂直光轴的切面
OA Ng OA Nm
（1）垂直光轴的切片
Ne
No
No
No
2.1.2晶体的光率体
垂直光轴的光率体切片特点：
a.切面形状为圆形，半径为No。
b.光波垂直这种切面入射(沿光轴方向入射），不发生双折射， 也不改变入射光波的振动方向，折射率值为No。 c.双折射率值为0，一轴晶光率体只有一组这样的切面。
（2)平行光轴的切面
Ne
一、均质体的光性方位
二.一轴晶的光性方位
光轴（旋转轴）与结晶轴的c轴相当，与晶体的高次对称 轴相当，光率体的中心与晶体中心一致。
石英
方解石
2.1.3 光性方位
三.二轴晶的光性方位
二轴晶光率体为三轴椭球体。具在三个相互垂直的二次对 称轴、三个对称面及对称中心，与斜方晶系相当。
斜方晶系的光性方位： 三个二次对称轴与光率体的三个 主轴重合一致，三个对称面与主 轴面重合。但重合的方式有六种， 即：Ng||a，2种；Ng||b，2种； Ng||c ，2种。
(3)斜交光轴的光率体切面
Ne
Ne’
Ne’
光线入射方向
No No
No
2.1.2晶体的光率体
斜交光轴的光率体切片特点:
a.斜交切面仍为椭圆，长短半径分别为No及Ne’。
b.光波垂直此种切面入射，发生双折射，双折射率等于 |Ne’－No|，双折射率递变于0与Ng－Np之间。
晶体光学：锥光系统一轴晶
No
No
升
Ne′
No
降
Ne′
升
降
No Ne′ Ne′ No
No Ne′
降
No 升 Ne′
A.Ne’和No的方位
B（+）
C（-）
一轴晶垂直光轴切面光性符号测定示意图
(二). 斜交光轴切面的干涉图
1. 小角度斜交光轴切片的干涉图
特点: 光轴出露点虽不在视域中心，但仍在视域之内，由不 完整的黑十字和干涉色环组成。四个象限的位置仍能分辨， 光轴的出露点围绕十字丝交点作圆周运动，黑臂作上下、左 右平行移动。其应用: 同垂直光轴切面干涉图
一轴晶垂直光轴切 面的干涉图示意图
2. 垂直光轴切面干涉图的成因
(1).黑十字成因:在垂直光轴切面波向 图中,黑十字范围内的光率体椭圆半径 在矿片平面上的分布与上/下偏光镜的 振动方向平行或近似平行,故在正交偏 光镜间出现消光而出现黑十字.
(2).干涉色色圈成因:由黑十字交 点(光轴出露点)向外,光波通过矿 片的距离逐渐增大,双折率也逐渐 增大,既光程差逐渐增大,所以形成 逐渐增高的干涉色色圈.
其成因可用平行光轴切面波向 图解释.
P
A
光轴方向 A
P A.平行光轴切面干涉图
光轴方向
A
A
B.平行光轴切面波向图
1. 干涉图特点：
(2).当矿片处于 450 位时:
视域最亮.如果矿物的双折率较 大,则在相对的象线内出现对称 的双曲线形干涉色色带,且在光 轴所在的两个象线内,干涉色由 中心向两边逐渐降低,其它两个 象线内,干涉色由中心向两边逐 渐生高.如果如果矿物的双折率 较小,则只出现一级灰干涉色.
0°
45°
90°
一轴晶负光性光率体切面及特征
一轴晶负光性光率体切面及特征
一轴晶光率体（中级晶族晶体光率体）的形态是两轴不等的长形（正光性）和扇形（负光性）旋转椭球体，中级晶族晶体的水平结晶轴单位相等，即a=b±c,垂直于z轴水平方向上的光学性质相同。
在偏光显微镜下鉴定透明矿物时，所遇到的都是矿物晶体的不同方向上的切面（即不同方向的光率体切面），因此鼻血掌握正光率体切面的特点，一轴晶光率体切面有下列三种：（1),垂直光轴的切面为圆切面，其半径等于No。
光波垂直于这种切面入射时（即延光轴入射）不发生双折射，不改变入射光波的振动特点和振动方向，相应的折射率值等于No，双折射率等于零，通过一轴晶光率体的中心只有一个这样的圆切面。
（2),平行于光轴的切面为椭圆切面，其长短半径分别为No与Ne（正光性长半径为Ne，短半径为No：负光性长半径为No，短半径为Ne）。
光波垂直于这种切面入射时(即垂直于光轴入射），发生双折射，分解形成两束偏光，其振动方向分别平行于托圆切面的长短半径，相应的折射率必定分别等于椭圆切面的长短半径Ne与No，双折射率必等于椭圆切面长短半径Ne与No之差，是一轴晶矿物的最大双折射率。
这种切面是一轴晶光率体的主轴面，光性矿物学书中的矿物双折射率都是最大双折射率。
（3）与光轴斜交的切面仍为椭球切面，其长轴半径分别为No和Ne，光波垂直于这种切面的入射时（即与光轴斜交入射），发生双折射，分解形成两束偏光，其振动方向必定分别平行于椭圆切面的长短半径，相应的折射率必定分别等于椭圆必定等于椭圆的长短半径，双折射率必定等于椭圆半径的长短之差，其大小递变于零与最大双折射率之间。
《晶体光学》重点内容
《晶体光学》重点内容《晶体光学》重点内容1、可见光定义、波长范围及白光（名词解释）眼睛可以直接看见的一部分电磁波称为可见光，波长大致为390-770nm，白光是各种频率不同的单色光按一定比例组成的混合光。
2、自然光和偏振光（名词解释）直接自光源发出的光都是自然光，自然光是由无数个振动方向各异的光波复合而成，即在垂直自然光传播方向的平面内，各个方向上都有相等振幅的光波振动。
在垂直传播方向的某一固定方向上振动的光波，称为平面偏振光，简称偏光。
3、光的折射与全反射（名词解释）光从一种介质射入另一种介质时，传播方向发生改变的现象叫光的折射。
光从光密介质射向光疏介质，当入射角大于某一角度时，光在分界面上全部反射回原来介质的现象叫做全反射。
4、折射率定义、公式及折射率值的意义（名词解释）光在空气中的速度与在介质中的速度之比称为折射率。
5、均质体和非均质体定义及双折射（名词解释）高级晶族矿物晶体的光学性质各个方向相同，称为均质体矿物。
中级晶族和低级晶族矿物的光学性质随方向而异，称为非均质体矿物。
6、一轴晶和二轴晶定义及其特征（名词解释）非均质体矿物中，中级晶族矿物被称为一轴晶，低级晶族矿物被称为二轴晶，一轴晶平行高次对称轴方向光不发生双折射，二轴晶两个光轴在Ng、Np面内，且对称的位于Ng或Np两侧。
7、光率体定义（名词解释）光率体是表示光波在晶体中各个振动方向上折射率和双折射率变化规律的一个立体几何图形。
8、常光和非常光定义（名词解释）光在一轴晶中发生双折射，一束偏光的传播速度不随入射方向的改变而改变，即它的折射率为常数，这束偏光称为常光，以No表示。
另一束偏光的传播速度随入射方向的改变而改变，即它的折射率为变数，这一束偏光称为非常光，以Ne‘表示。
9、一轴晶光率体的光性符号及主要切面和特征Ne、No。
垂直光轴园切面（得儿它N=0）、平行光轴椭圆切面（德尔塔=Nmax）、斜交光轴椭圆切面。
10、二轴晶光率体主折射率、主轴、主轴面a。
晶体光学 一轴晶干涉图
Ne’ No No Ne
在45度位用补色法则确定OA方向 半径（Ne或Ne’）长短，即可确定 光性符号
实验7 一轴晶干涉图
1.方解石近垂直OA切面干涉图特征及应用（K13） 2.石英斜交OA切面干涉图特征及应用（K10） 3.石英近平行OA切面干涉图特征（K12）（不要求测
光性）
填报告本第9页
下课离开前，请： • 关闭显微镜、电脑电源 • 归还薄片 • 盖好镜罩 • 交作业
一轴晶光率体
锥光镜的装置及光学特点
一、装置：在正交偏光镜的基础上 1、在下偏光与载物台间加入聚光镜(将聚光镜上升至最
高)
2、换用高倍物镜(40×，注意安全操作) 3、加入勃氏镜1.Fra bibliotek⊥OA切面干涉图
黑十字，数量不等的干涉色色 圈（取决于△N和d），级序由 中心向边缘增高
P
Ⅰ
A
A
Ⅳ ⅡⅢ
P
P
0A
A
A
高双折率
P
低双折率
插入石膏试板后:
Ⅰ,Ⅲ象限干涉色由 灰白变为蓝,同名轴平 行，为一轴(+)。
2、斜交OA切面的干涉图
黑带向下移动, 黑十字在右边.
黑带向左移动, 黑十字在下边.
黑带向上移动,
黑十字在左边
黑带向右移动,
黑十字在下边
3、平行OA切面的干涉图
•0度位 •转动物台， 黑十字迅速 分裂由OA方 向退出
我的晶体光学复习资料(重点知识)
自然光和偏光3. 一轴晶光率体的光性符号一轴晶光率体是一个以Z轴为旋转轴的旋转椭球体。
光性符号：Ne>No 正光性，如石英Ne<No 负光性，如方解石(2) 二轴晶光率体指低级晶族矿物。
均具有二个光轴，故称二轴晶。
二轴晶光率体的特征：1.形状三轴不等椭球体2.结构要素1) 三个主轴：三个互相⊥的光率体轴代表二轴晶矿物的三个主要光学方向，称为光学主轴，简称主轴(Ng、Nm、Np)2) 三个主轴面：包含任意两个主轴的切面称主轴面(切面)，二轴晶光率体有三个互相垂直的主轴面。
①NgNp；②NmNp；③NgNm3) 二个光轴(OA)及两个圆切面：通过Nm轴在光率体的一侧(Ng与Np之间)可以连续作一系列椭圆切面，在它们中间总可以找到一个半径相当于Nm的圆切面。
另一侧也有一个圆切面，光波垂直这两个圆切面入射时，不发生双折射的特殊方向称之为光轴。
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；两个光轴之间的钝角等分线称钝角等分线，以Bxo表示。
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，为正光性(－)；2) 根据Ng、Nm、Np的相对大小，判断二轴晶光性符号正、负当Ng－Nm>Nm－Np时，为正光性(＋)；当Ng－Nm<Nm－Np时，为负光性(－)；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。
也就是光率体主轴N；Ne、No或Ng、Nm、Np与结晶轴X、Y、Z之间的关系。
也可以说是光率体在晶体中的位置。
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。
解理在薄片中表现为一些相互平行的细缝，称解理缝。
晶体光学基础
星期四
第一章 晶体光学基础 第三章 单偏光镜下的晶体光学性质 实验三 突起与闪突起观察 国庆放假 第四章 正交偏光镜下的晶体光学性质 实验五 消光类型、消光角及延性符号 的测定 第五章 锥光镜下的晶体光学性质 实验七 角闪石的系统鉴定 实验九 石英、云母、方解石的鉴定 实验十一：碱性长石的鉴定
2015-4-19
14
2. 折射定律：
折射光线在入射光线和法线所决定的平面内， 并与入射光线分居于法线两侧，两介质一定时，入 射角i的正弦与折射角r的正弦之比，对于给定的两 种介质来说为一常数，即Sini/Sinr = N。
N称为第二介质对第一介质的相对折射率；
法线
i r
2015-4-19
真空或空气
2. 过光率体中心的任意切面 均为圆切面，其半径代表矿物 的折射率值（N）。
如石榴子石、尖晶石。
2015-4-1的矿物均属一轴晶。如石英、 方解石等矿物的光率体。
中 级 晶 族 矿 物 的 晶 体 ： 轴 角 ɑ=β=γ=90°( 或 ɑ=β=90° 、 γ=120°) 、 轴长a=b≠c； 在光学性质上，水平方向相同，水平 方向与直立方向不同。
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冰洲石的双折射现象
o e
冰洲石
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（3）光波沿非均质 体的特殊方向射入时，
不发生双折射，基本不
改变入射光波的振动特 点和振动方向。在非均 质体中，这个不发生双 折射的特殊方向称为光 轴，用符号OA（Optic axis）表示。
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中级晶族晶体 只有一个光轴方向， 称为一轴晶；
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四、自然光与偏光
一轴晶的光率体
一轴晶的光率体
中级晶族晶体a=b≠c，水平方向上的光学性质相同。据 测定，光波在此类晶体中传播时：
⑴当光波振动方向⊥Z轴时，相应的折射率值相等，为常光 的折射率值，以“No”表示。
正光性光率体，相应
的矿物称一轴晶正光
性矿物。
⑵一Байду номын сангаас晶负光性光率体（方解石）
方解石光率体的作法与石英类似，No＝1.658，Ne＝ 1.486。不同的是，方解石的光率体为一以Z轴（短 轴）为旋转轴的扁形旋转椭球体，即Ne＜No。凡具 有这种特点的光率体称为一轴晶负光性光率体，相应 的矿物称为一轴晶负光性矿物。
一轴晶光率体无论光性正负，其旋转轴（直立轴）都 是Ne轴（光轴），水平轴为No轴，Ne与No代表一轴晶 矿物折射率的最大或最小值，称主折射率，其相对大小 决定一轴晶矿物光性符号。
Ne与No的差值为一轴晶矿物的最大双折率。
负光性(Ne < No)
⑶一轴晶光率体的主要切面
⑴一轴晶正光性光率体（石英） A、当光∥Z轴入射时，无双折射，⊥Z轴的各振动方向N均为 1.544（No），以No为半径，构成一个⊥Z轴的圆切面。
B、当光波⊥Z轴入射时，分解 为振动方向⊥Z轴的No和∥Z轴的 Ne＝1.553，构成一个∥Z轴的椭 圆切面。垂直Z轴的其它任何方 向射入的光线均可构成相同的椭 圆切面。
⑵当振动方向∥Z轴时，折射率值与No相差最大，为非常光折 射率值，以“Ne”表示。
⑶当振动方向与Z轴斜交时，相应的折射率值递变于No 与Ne 之间，也为非常光的折射率，以“Ne′”表示。Ne′与Z轴夹 角越小，Ne′越接近于Ne，反之越接近No。
212-晶体的光率体讲解
石英晶体光率体三个切面的立体示意图
2.1.2晶体的光率体
Ne=1.553
c Ne=Ng
No=1.544
入 射 光
No=Np
石英晶体光率体（Ne＞No）示意图
2.1.2晶体的光率体
（2）当光线垂直方解石（三方晶系） c轴入射，No＝1.658，Ne＝1.458
Ne=1.486
入 射 光
C
No=1.658
2.1.2晶体的光率体
三. 一轴晶光率体
1.一轴晶晶体类型：中级晶族 中级晶族（六方晶系、三方晶系、四方晶系）的晶体常数 特点？ 四方：a=b≠c，α=β=γ=90° 三方与六方： a=b≠c， α=β=90 °， γ=120°
晶体常数的特点：水平结晶轴的轴单位相同，则水平方向 上的光学性质相同。
（3）光沿光轴方向入射，双折射率为零；光垂直光轴 入射，双折射率最大；光斜交光轴入射，双折射率在 零与最大值之间。
2.1.2晶体的光率体
问题： （1）晶体内部有多少个光率体？
处处存在——晶体是由无数个晶胞构成。
（2）光率体的切面为什么要通过光率体的中心？
光率体表示的是某一个方向上折射率的大小，晶体所有平 行的切面的光学性质相同，可以用通过光率体中心的切面 来表示。 （3）光率体是在晶体中实际存在的吗？
光率体是一立体图形，是从光波振动方向与相应的折 射率的实际测量中抽象得出的概念。晶体的光学性质 不同，光率体亦不同。
（1）光波在均质体中传播，其传播速度不因振动方向的改 变而改变。（入射光为自然光，折射光为自然光，入射光为 偏光，折射光为偏光。） （2）自然光入射后不发生双折射，介质在各个方向上的光 学性质相同，即折射率值为常数
2.1.2晶体的光率体
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二轴晶正光性光率体切面 及特点
垂直于光轴切面（垂直于OA）：圆切 面，半径为Nm。相应的折射率为Nm， 双折射率为零。 平行于光轴切面（平行于Ap）：椭圆 切面，长短半径分别为Ng和Np；相应 的折射率值分别为Ng和Np，双折射率 值等于（Ng—Np），为二轴晶矿物最大 双折射率。 垂直于Bxa的切面 椭圆切面 正光性：相当于主轴面NmNp面，长短 半径为Nm和Np，相应折射率分别等于 Nm和Np，双折射率等于（Nm—Np）， 其大小介于零与最大双折射率之间。
P
P
P
P
A
（a）光率体的长短半径与上下偏光镜震动方向平行，消光
A
(b) 转动载物台45°，长短半径和偏光镜震动方向成45°夹角
A
一级 橙黄
A
二级 蓝
P
P
P
P
A
(c) 加入云母试板，异名半径平行，干涉色降低
A
(d) 加入云母试板，同名半径平行，干涉色升高
图1－4－15 非均质体矿片上光率体椭圆半径方向和名称的测定
多色性公式 吸收公式 正吸收
反吸收
反之， Np ＞Nm＞ Ng
多色性划分为三个等级
多色性极明显：黑云母
Ng = Nm 为黑色
Np = 浅绿褐色
多色性明显：角闪石
Ng = 深绿、深蓝绿， Nm=绿 、黄绿， Np=浅绿、浅黄绿
多色性不太明显：紫苏辉石
具弱多色性：Np =淡红； Nm =淡黄： Ng =淡绿
二、干涉色级序的观察与测定
（一）楔形边法
三级蓝
红 橙 黄 白 灰 红
红 灰
图1－4－16 矿片楔形边缘的干涉色圈
（二）利用石英楔测定干涉色级序 （1）转动载物台使矿片消光 （2）转至45°位 （3）插试板至消色，若不消色则再转物台90° （4）抽出试板，在抽出过程中计算矿片出现红色的次数
（三）高级白干涉色的鉴别方法
校正中心步骤
单偏光系统下晶体的光学性质
主要内容： 单偏光系统的光学特点 矿物的形态及解理 矿物的颜色、多色性和吸收性 矿物的边缘、贝克线、糙面和突起
矿物的形态及解理
矿物的形态及解理
极完全解理：解理缝细、密、长，且 往往贯通整个晶体，如云母类。 完全解理:解理缝之间的间距较宽， 一般不完全连续，如角闪石类和辉石 类。 不完全解理：解理缝断断续续，有事 仅见解理缝痕迹，如橄榄石。
(b) (b)异名半径平 行，干涉色降低
图1－4－13 补色法则示意图
-
=
二、几种常见的补色器
(a)
(b)
(c)
图1－4－14 石膏试板(a)、云母试板(b)、石英楔(c)及其干涉色
第六节
正交偏光系统间的主要光学性质的观察与测定方法
A A
一级 紫红
一、非均质体矿片上光率体椭圆半径方向和名称的测定 45°
一、装卸镜头
（一）装目镜
（二）装卸物镜
二、调节照明（对光） 三、调节焦距（准焦）
四、校正中心
五、视域直径的测定 六、目镜十字丝的检查 七、偏光镜的校正
（一）确定及校正下偏光镜的振动方向 （二）检查上、下偏光镜振动方向是否正交 （三）检查目镜十字丝是否严格与上、下偏光镜振动方向一致
二、干涉色色谱表
三、干涉色级序及各级序的特征
双折射率
磨片顺序
紫红色 紫红色 橙色 橙色
薄片厚度 ，mm
浅黄色 浅黄色
石英 为例
灰白色
双 折 射 率
暗灰色
暗 灰 色
第一级序 第三级序 第二级序 第四级序 第一级序 第三级序 第二级序 第四级序 光程差， nm 浅 浅 浅 浅 浅 紫 紫 灰 浅 蓝 红 蓝 绿 绿 橙 橙 蓝 绿 黄 橙 白 黄 橙 红 蓝 绿 黄 红 色 色 色 色 色 绿 色 色 色 绿 色 色 色 色 色 色 色 色 色 色 色
电气石的纪录方式 平行Z轴时：No , Ne 多色性公式：No＝深蓝色； Ne＝ 浅紫色 吸收性公式：No＞Ne
（2）二轴晶矿片多色性、吸收性观察和表达方式 a、选两个切面 ∥AP（ Ng , Np ）多色性最明显 ⊥OA（ Nm ）不具多色性 b、记录多色性公式： 例：角闪石：Ng ＝深绿色 Nm ＝绿色 Np ＝浅黄绿色 Ng ＞Nm＞Np
深 蓝 Ne No
P
浅 紫
Ne No
P
P
No
P
P
Ne
P
Ne No Ne Ne
No No
Ne
Ne No No
P
P
P
P
P
P
(a)
(b)
(c)
黑电气石
No = 深蓝 Ne = 浅紫
图1－3－9 黑电气石平行Z轴切面的多色性现象
（1）一轴晶电气石的多色性和吸收性 垂直Z轴：均为No 呈深蓝色 斜交切面：No , Ne′ 多色性：No＝深蓝色； Ne′＝介于深蓝与浅紫色 吸收性：No＞Ne′
一轴晶正光性光率体主要切面及其特点
垂直光轴切面
垂直于光轴的切面为圆切面，其 半径等于No。 光波垂直于这种切面入射时（沿 光轴入射），不发生双折射，不改变 入射光波的振动方向和特点，相应的 折射率值等于No，双折射率等于零。 通过一轴晶光率体中心只有一个 这样的圆切面。
平行于光轴切面
平行于光轴的切面为椭圆切面， 其长短半径分别为Ne和No。 光波垂直于这种切面入射时 （垂直于光轴入射），发生双折射， 分解为两束偏光，其振动方向必定分 别平行于椭圆切面的长短半径，相应 的折射率必定分别等于椭圆切面长短 半径Ne与No。 双折射率等于Ne与No的差值， 是一轴晶矿物的最大双折射率。
正突起 P P
负突起
在单偏光镜下，当方解石解理的长对角线‖ PP 时，正突起很明显，
旋转载物台，使长对角线⊥ PP 时为负突起
图1－3－16 方解石的闪凸起实例
正交偏光系统下晶体的光学性质
消光现象及消光位 干涉色及干涉色谱表 补色法则及补色器
一、补色法则
二、常用的补色器 正交偏光系统下主要光学性质的观察与测定方法 一、非均质体矿片上光率体椭圆半径方向及名称的确定 二、干涉色级序的观察与测定 三、消光类型及消光角的测定 四、晶体延性符号的测定
一轴晶光率体
一轴晶光率体（中级晶族晶体光率体）的形态是两轴不等的长形（正光性）和扁 形（负光性）旋转椭球体。 正光性光率体：Ne>No；负光性光率体：No>Ne。 光率体切面的特点：垂直光轴的切面、平行于光轴的切面、与光轴斜交的切面。
一轴晶光率体的特点
Ne和No代表一轴晶矿物折射率 最大和最小值称主折射率。Ne与No 的相对大小将决定一轴晶矿物的光性 符号。当Ne>No时为正光性，反之为 负光性。 如右图所示为一轴晶正光性晶 体（石英）和一轴晶负光性晶体（方 解石）光率体的构成。
负光性：相当于NgNm面，长短半径分 别为Ng和Nm，相应折射率分别为Ng和 Nm，双折射率等于（Ng—Nm），
垂直于Bxo切面
椭圆切面 正光性：相当于NgNm面，长短 半径为Ng和Nm，相应折射率分别等 于Ng和Nm，双折射率等于（Ng— Nm），其大小介于零与最大双折射 率之间。 负光性：相当于NmNp面，长短 半径分别为Nm和Np，相应折射率分 别等于Nm和Np，双折射率等于 （Nm—Np）。 无论正负光性，垂直于Bxa切面 的双折射率总是小于垂直于Bxo切面 的双折射率。主轴 面。
斜交光轴切面
仍为椭圆切面，其长短半径分别 为Ne′与No。 双折射率等于椭圆切面长短半径 No与Ne′的差值，其大小递变于零与 最大双折射率之间。
一轴晶负光性光率体 主要切面及其特点
垂直光轴切面：圆切面，其半径 等于No；相应的折射率等于No，双 折射率等于零。 平行于光轴切面：椭圆切面，长 短半径分别为No和Ne；相应折射率 分别等于No和Ne，双折射率为No— Ne。 斜交光轴切面：椭圆切面，长短 半径分别为No与Ne′；相应的折射率 分别等于No与Ne′，双折射率为No— Ne′，其大小递变于零与最大双折射 率之间。
五、双晶的观察
第二节
全消光 消光
正交偏光系统间矿片的消光现象及消光位
A A 上偏光镜 A A
四次消光 消光位
矿片
P
P
P
P
下偏光镜
(a) (b)
图1－4－2 矿片在正交偏光系统间的消光现象
第一级序
第二级序
第三级序
第四级序
暗灰浅 紫 蓝 紫 橙 灰白黄 红 蓝 绿 绿 黄 红 色色色色色 色 色 色 色 色 R=100 200 300 400 500 1000
榍石（上） 锆石（下）
(f)正极高突起
(a)负高突起
(b)负低突起
图1－3－14 突起等级示意图
四、 闪突起
No=1.658 (正突起) Ne=1.486 (负突起)
Np Ng
Ng Np
Np
Ng
Z轴
P
P P
P
入 射 光
1.486 1.658
(a)
(b)
图1－3－15 闪突起的成因
方解石闪突起
方解石闪突起实例
图1－4－9 干涉色色谱表
四、异常干涉色
柏林蓝
锈褐色
叶绿泥石的柏林蓝和锈褐色的 异常干涉色
补色法则及补色器
一、补色法则
R= R1+R2
二级蓝
R= R1 - R2
一级橙黄
Ng2
Np2
=
一级紫红
Ng2
Np2
一级紫红
+
Ng1 Np1 一级灰白 Np1 Ng1