-光学显微分析二

6.3正交偏光镜间晶体的光学性质
6.3.5补色法则和补色器
（2）云母试板（平行白云母解理面的切片）
①切片厚度一定，在正交偏光镜间产生约147nm光程 差，呈一级灰白干涉色； ②试板的Ng振动方向（慢光）与金属板短边平行，Np （快光）平行长边； ③在正交偏光镜间加入云母试板，可使晶体切片干涉 色按色谱顺序升高或降低一个色序。所以，云母试板 适应于干涉色较高的晶体切片（一级黄以上至三级干 涉色）。
6.3正交偏光镜间晶体的光学性质
6.3.1正交偏光镜的装置及光学特点
装臵：上下偏光镜同时使用， 并且振动方向相互垂直（一 般与目镜十字丝方向一致）。 光学特点： ①载物台上不放任何矿片或放 臵均质体和非均质体⊥OA的 切片时，视域是黑暗的； ②载物台上放臵非均质体薄片 时，由于晶体光学性质和切 片方向不同，将产生消光和 干涉现象。
6.3正交偏光镜间晶体的光学性质
6.3.4干涉色及色谱表
3、干涉色色谱表 一定的干涉色对应一定的光程差， 而光程差与晶体的双折射率及切片 厚度有关。根据公式R=d(Ng-Np)， 将干涉色、光程差、双折射率、薄 片厚度用一图表表示——色谱表。 当已知其中任意二个 数据，可由色谱表上 求出第三个量。 如：石英，已知最大 双折射率为0.009，显 微镜下观察最高干涉 色为一级黄色，由色 谱表可知其厚度约为 0.04mm。
6.3正交偏光镜间晶体的光学性质
6.3.2正交偏光镜间的消光现象
2、四次消光现象——正交偏光镜间放臵非均质体任意方向切
片，旋转物台360°，视域将出现四次黑暗和四次明亮现象:
①当光率体椭圆半径与PP、AA方向一致时，视域黑暗。转物 台一周，这样的位臵有四次，称为消光位。
②当光率体椭圆半径与PP、AA方向斜交时，视域明亮。有光
6.3正交偏光镜间晶体的光学性质
6.3.5补色法则和补色器
6.3 正交偏光镜间晶体的光学性质
6.3.6正交偏光镜下晶体主要光学性质的观察与测定
1、非均质体切片上光率体轴名的测定
原理：在正交偏光镜间，将补色器与被测晶体切片重叠后， 根据干涉色的升降判断切片上光率体椭圆轴的名称和方向。 方法：①将欲测颗粒臵于视域中心，转物台至消光位； ②从消光位转45°，此时晶体干涉色最亮；
6.3正交偏光镜间晶体的光学性质
6.3.4干涉色及色谱表
各级干涉色级序的特征： 第一级：R=0～560nm，无兰色、绿色，有暗灰、灰白色。颜 色较暗； 第二级： R=560～1120nm，颜色鲜艳，色带间界线较清楚； 第三级： R=1120～1680nm，颜色较第二级干涉色浅，色带间 界线不太清楚； 第四级及更高级：光程差大于1680nm，干涉色的颜色更浅， 色带间界线模糊不清。由于光程差太大，几乎接近各色光 半波长的奇数倍，同时又接近它的偶数倍，使各色光都有 不等量的出现，相互混合后呈现亮白色——高级白。 如：方解石平行c轴的切片，d =0.03mm， R= （1.658 -1.486)×0.03×106=5160nm
6.3正交偏光镜间晶体的光学性质
6.3.3正交偏光镜间的干涉现象
光程差——两偏光在通过晶体薄片的过程中，速度较快的 光超过较慢的光的距离。 K1、K2两偏光在到达上偏光镜之前，光程差R为一常数。进 入上偏光镜时再度分解， K1 ′、K2 ′（‖AA，可透过上 偏光镜）和wenku.baidu.comK1′′、K2′′（⊥AA，不能透过上偏光镜）。 K1 ′、K2 ′两偏光具备干涉条件：
色谱表上，横坐标为光程差；纵坐 标为切片厚度；斜线表示双折射率 大小；在各光程差位臵上，填上相 应干涉色。
6.3正交偏光镜间晶体的光学性质
6.3.4干涉色及色谱表
6.3正交偏光镜间晶体的光学性质
6.3.5补色法则和补色器
1、补色法则——两个非均质体任意方向的切片（⊥OA除外），在正交 偏光镜间45°位重叠时，光通过两切片后，总光程差的增减法则。 如图所示，同名轴平行，总光程差R=R1+R2，干涉色级序升高； 异名轴平行，总光程差R=R1-R2，干涉色级序降低（以干涉色较高的 切片为基）。
①频率相同（由同一束光二度分解而成）；
②光程差固定； ③在同一平面内振动且传播方向一致。
6.3正交偏光镜间晶体的光学性质
6.3.3正交偏光镜间的干涉现象
3、干涉结果 由同一平面内两偏光迭加原理可得合成光波的振幅A。 A2=OB2sin22αsin2(Rπ/λ) OB——入射光波的振幅； α——晶体切片的光率体椭圆半径与上下偏光镜振动 方向的夹角； λ——入射光的单色光波长； R——光程差。
线透出上偏光镜，将发生干涉作用。 小结：在正交偏光镜间全消光的晶体，可能是均质体也可能是 非均质体⊥OA切片；而呈现四次消光的切片，一定是非均质体。
6.3正交偏光镜间晶体的光学性质
6.3.3正交偏光镜间的干涉现象
1、光波的干涉条件 频率相同；传播方向一致；在 同一平面内振动；光程差恒定。 2、干涉原理 透出下偏光镜的PP方向偏光， 进入晶体后分解成K1、K2两种 偏光。 特点：折射率不等（N1＞N2）→ 传播速度不同（V1＜V2）→透 出晶体表面的时间不同（ K2先 于K1）→二者产生了光程差R。
6.3正交偏光镜间晶体的光学性质
6.3.3正交偏光镜间的干涉现象
6.3正交偏光镜间晶体的光学性质
6.3.3正交偏光镜间的干涉现象
4.光程差R的计算（单位一般用nm） 如果光在空气中的速度为V0，晶体薄片的厚度为D，快光、 慢光通过厚度为D的薄片所需要时间为tp、tg，快、慢光在晶 体中的速度为Vp、Vg。则当快光已透出薄片到空气中行进了 一段路程后，慢光才刚刚透出薄片时，光程差为：
6.3正交偏光镜间晶体的光学性质
6.3.3正交偏光镜间的干涉现象
A2=OB2sin22αsin2(Rπ/λ) （2）光程差的影响 当R=0时，A2=0，晶体消光（全消光现象）； 当R=2n λ/2 时，sin2(Rπ/λ)=0，A2=0，两光波干涉的 结果是相互抵消，视域黑暗； 当R=（2n +1）λ/2 时，sin2(Rπ/λ)=1，A2最大，两光 波干涉的结果是相互迭加，亮度加强。 当光程差R界于2n λ/2 和（2n +1）λ/2之间时， α=0°与45°之间时，亮度界于全黑和最亮之间。
6.3正交偏光镜间晶体的光学性质
6.3.4干涉色及色谱表
（2）白色光的干涉情况 白光波长范围390-770nm，一定的光程差只能相当于部分 色光半波长的偶数倍而抵消或相对减弱；同时又可相当于 另一部分色光半波长的奇数倍而被加强。 所有未消失的色光混合起来，构成了与该光程差相应的混 合色——干涉色（举例：1000 nm的光程差，相应的干涉 色为橙红色）。 一定的光程差与一定的干涉色相对应，而干涉色的亮度与 α值有关，当α=45°时，干涉色最亮。
当R1=R2时，总光程 差R=R1-R2 =0， 此时，晶体切片 消色而变暗。
6.3正交偏光镜间晶体的光学性质
6.3.5补色法则和补色器
2、补色器
（1）石膏试板 （平行石膏NgNp方向的切片）
①切片厚度一定，在正交偏光镜间产生约560nm光程差， 呈一级紫红干涉色； ②该试板上标有1λ，其光程差相当于黄光波长； ③试板的Ng振动方向（慢光）与金属板短边平行，Np（快 光）平行长边； ④晶体切片与石膏试板在45°位重叠，可使晶体切片干涉 色升高或降低一个级序。石膏试板适应于干涉色较低的晶 体切片（二级黄以下）。
6.3正交偏光镜间晶体的光学性质
6.3.2正交偏光镜间的消光现象
消光现象——晶体在正交偏光镜 下呈现黑暗的现象。 1、全消光现象——正交偏光 镜间放臵均质体和非均质体⊥OA 的切片时，将产生全消光现象。 如图(a)所示，这类切片不改 变入射光的性质，由下偏光镜透 出的PP方向偏光，通过晶体后， 仍在PP方向振动，与上偏光镜的 振动方向AA垂直，所以不能透出 上偏镜，而使视域黑暗。旋转物 台，消光现象不变。
影响光程差的 因素有： ①晶体的双折 射率； ②薄片厚度。
6.3正交偏光镜间晶体的光学性质
6.3.4干涉色及色谱表
1、干涉色及其成因 石英楔简介：取石英平行光轴的切片，由薄至厚磨成楔形，由 于双折射率固定（0.009），所产生的光程差由薄至后连续增大。 （1）单色光的干涉情况 如图所示，依次出现明暗相 间的条带。在R=2n λ/2 处， 出现黑暗条带；在R=（2n +1）λ/2处，出现明亮条带； R界于二者之间时，亮度界 于亮与暗之间。 明亮与黑暗条带之间的距离 随单色光波长的增大而增大。
6.3 正交偏光镜间晶体的光学性质
6.3.6正交偏光镜下晶体主要光学性质的观察与测定
b石英楔子测定法（补偿法） 根据补色原理进行测定，准确性较高。
方法：
①将欲测颗粒从消光位转45°，此时晶体干涉色最亮； ②从试板孔插入石英楔，并使晶体颗粒的光率体椭圆轴与 试板异名轴平行。随着石英楔的插入，干涉色降低，直至 消色，出现黑带。此时二者光程差相等； ③拿掉薄片，此时石英楔所显示的干涉色与晶体单独存在 时相同。慢慢抽出石英楔，观察视域中出现红色的次数 （n次），干涉色为（n+1）级。
③选用适当的补色器从试板孔中插入，观察干涉色 变化。若干涉色升高，则同名轴平行；若干涉色降低，则 异名轴平行。由于试板轴名已知，由此可判断晶体切片的 光率体椭圆轴名。
6.3 正交偏光镜间晶体的光学性质
6.3.6正交偏光镜下晶体主要光学性质的观察与测定
2、干涉色级序的观察与测定 (1)切面方向与干涉色级序的关系 光程差与矿物切片的厚度和双折射率有关。而同一矿物 的不同方向切片，其双折射率不同，因而有不同的干涉色 （如图所示）。在正交偏光镜间需测定最高干涉色才有鉴定 意义。一般用统计方法，精确测定需用定向切片法。
6.3正交偏光镜间晶体的光学性质
6.3.4干涉色及色谱表
当用白光照射时，在正交偏光镜间，随着石英楔 的慢慢推入，光程差逐渐增大，视域中出现的干涉色 将由低到高出现有规律的变化。这种干涉色的有规律 变化，就构成了干涉色级序。
随着光程差由小增大，出现的干涉色有规律变化的情 况大致如下： 暗灰-灰白-浅黄-橙-橙红-蓝-蓝绿-绿-黄-紫红-蓝绿 -绿-黄-橙-红-粉红-浅绿-浅橙…至亮白色。
6.3正交偏光镜间晶体的光学性质
6.3.4干涉色及色谱表
根据石英楔干涉色的变化情况，一般将干涉色划分为 4-5个级序。 第一级序，主要干涉色为：暗灰-灰白-浅黄-橙-紫红 第二级序，主要干涉色为：蓝-蓝绿-绿-黄橙-紫红
第三级序，主要干涉色为：蓝绿-绿-黄橙-红
第四级序，主要干涉色为：粉红-浅绿-浅橙-浅绿 更高的级序由于色浅而混杂，难于分辨，最后出现高级白 干涉色，以上各级干涉色的末端均出现紫红色。由于此紫 红色很灵敏，易于感觉到，故称灵视色。
6.3 正交偏光镜间晶体的光学性质
6.3.6正交偏光镜下晶体主要光学性质的观察与测定
(2)干涉色级序的观测方法 a边缘色带法 方法：利用矿物碎屑边缘的干 涉色圈判断干涉色级序。 原理：在薄片制备过程中，矿 物颗粒易形成楔形边缘。因而 矿物的干涉色也自边缘向中央 逐渐升高，形成一个序列。每 出现一条红带，干涉色升高一 级。若共出现n条红带，则干涉 色为（n+1 )级。
6.3正交偏光镜间晶体的光学性质
6.3.5补色法则和补色器
（3）石英楔（平行OA方向由薄至厚的楔形）
在正交偏光镜间产生一到四级连续干涉色，光程差0～ 2240nm，Ng平行短边。 当物台上放臵晶体切片，从试板孔由薄至后插入石英楔，同 名轴平行时，干涉色升高；异名轴平行时，干涉色逐渐降低， 至晶体切片消色出现黑带（ R1=R2，总光程差R=0）。注：补 色后，判断干涉色升降，应以干涉色较高者为基准。 如：晶体切片干涉色为一级灰白（R=150nm)，加入石膏试板 (R=560nm)后，同名轴平行，总光程差为710nm，干涉色升高； 异名轴平行，总光程差为410nm，干涉色降低（对干涉色较高 的石膏试板而言）。
6.3正交偏光镜间晶体的光学性质
6.3.3正交偏光镜间的干涉现象
由上式可见，合成光波的振幅 决定于α和R值。 （1）夹角α值的影响 当α=0°，sin22α=0，则 A2=0，晶体消光（晶体处于消 光位 ——四次消光现象）； 当α=45°，sin22α=1，则A2 最大，晶体最亮（晶体颗粒从 消光位转到45°时，干涉色最 亮） 。