第5章 正交偏光镜下的晶体光学性质(4-6)

R=d (Ng-Np)
影响光程差R大小的因素：
应综合考虑：
A. 不同矿物的N不同 B. 即使同一矿物、不同方向N也不同 //OA 或者//AP，—— N最大 OA， —— N=0 其余的切面， ——N=0～Max
光程差
R=d (Ng-Np)
干涉结果与视域亮度，还与K1′与K2′ 的振幅λ的大 小有关 λ越大——亮度越强
光程差R——指两束光通过介质后传播距离的差值
三、光程差
2.光程差的计算
(1) 推导过程（略） (2) 推导结果：
R=d (Ng-Np)
光程差(R)等于矿片厚度(d)乘以双折率(Ng-Np) 因此：R与薄片厚度和双折率成正比，而双折率由 矿物性质和切面方向控制
光程差
(1)矿物性质 (2)切面方向 (3)薄片厚度
X射线 紫外线 可见光 红外线
10
5
短无线电波
578 592 620
1010
广播波段
红
长无线电波
1015 770
白光干涉的各种单色光干涉色
红光λ大，带宽 紫光λ小，带窄
干涉色——单色光混合色是由白光通 过正交偏光镜间的薄片（非均质体的 非垂直光轴的切面）后，经干涉作用 形成的，称为干涉色。
第四节、干涉色及干涉色色谱表
我国大陆科学超深钻岩芯
中国大陆科学钻探 工程(CCSD) 1.1997年被国家科 技领导小组列为 “九五”国家重大 科学工程项目。 2.1998年被国际大 陆科学钻探组织列 为国际大陆科学钻 探项目。 3.2001年6月25日 进行试钻 4.8月4日举行了开 工仪式。
5.最大钻进深度?
（程素华摄，样品由游振东老师提供）
I II
III
第四节、干涉色及干涉色色谱表
级序升高：干涉色向R增大方向变化 ——降低：————R减小————
二、干涉色色谱表及其应用
各个级序干涉色的特征
I级：暗灰-灰白-浅黄-橙-紫红 0-550 nm 特色：无蓝绿，出现特有的灰色，灰白色
II级：蓝-蓝绿-绿-黄-橙-紫红
最显著的颜色——二级蓝
VK1<VK2
2. 上偏光中偏光的再次分解
K1′与K2′//AA
3. 透过上偏光镜后的偏光汇聚
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)， (4) K1′与K2′经过2次分解，振动方向改 变90，位相差180，因此叠加的时候 与非正交偏光的干涉相反，改为半波 长奇数时叠加增强。 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
(1) 若R=2n(λ/2)——（半波长偶数倍），K1’与K2’振 动方向相反，振幅相等，干涉的结果是二者互相 抵消——黑暗； (2) 若R=（2n+1)（λ/2）——（半波长奇数倍）， K1’ 与K2’干涉后互相叠加，亮度增强 (3) 若Ｒ处于上述二者之间， K1’与K2’ 干涉结果是， 其亮度介于黑暗与最强之间。
颜色更浅，混杂不纯，条带之间界线更模糊
干涉色与干涉色色谱表
第五级或以上，为高级白干涉色，>2200 nm 各色混杂，与珍珠表面接近，呈亮白色
I II
III
IV
V
三、干涉色色谱表及其应用
1. 干涉色色谱表包含的内容:
级序，R，N，d, 且
R=d (Ne-No)=d •N
随着R增大，出现各个级序干涉色
1.全消光——
均质体或非均质体垂直光轴 的切片,在正交偏光镜下,旋 转物台360,视域始终呈黑暗, 这种现象称为全消光.
(原因见右图)
一、矿物的三种消光现象
2.四次消光—— 非均质体除垂直光轴以外 的任何切片,在正交偏光 镜下,旋转物台360,视域 呈四次黑暗、四次明亮的 现象，黑暗时为消光，因 此称为四次消光. (原因见右图)
三、异常干涉色 （自学）
常见矿物：绿泥石
第五节、补色法则与补色器
附件：云母试板、石膏试板和石英楔
一、补色法则
1. 定义—— 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 光程则
设第一个非均质体椭圆半径为Ng1，Np1，光程差为R1 第二个—————————Ng2，Np2，————R2 (1)若Ng1//Ng2, Np1//Np2， 同名半径平 行，干涉色级序升高 (2)若Ng1//Np2，Ng2//Np1，
三、干涉色色谱表及其应用
2. 应用
R=d (Ne-No)=d •N
(1) 若已知某一矿物最高干涉色级序R和d，
N ＝ R/d，可以求出双折率 (2)若已知级序R和N， d = R/N
三、干涉色色谱表及其应用
2. 应用
R=d (Ne-No)=d •N
举例： 石英最高干涉色为一级黄白，R＝270nm, 薄片厚 度为0.03mm, 它的双折率多少？ 解答：查表 N =0.009
将石英楔由薄到厚慢慢推入试板孔内, 由于d 逐渐增大, 则 R随着d 逐渐增大
d
R
第四节、干涉色及干涉色色谱表
2. 单色光光源
在正交镜45位置,插入石英 楔, 慢慢移动,视域内依次出现明 暗相间的干涉条带
产生原因：
(1) 若R=2n(λ/2)——黑带暗； (2) 若R=（2n+1)（λ/2）——亮带 (3) 若Ｒ处于上述二者之间， 亮度介于黑 暗与最强之间。
第三节 光的干涉现象与光程差
一、光波的相干性
波长（频率）相同 2. 相差恒定 3. 传播方向相近
1.
二、正交偏光间光的干涉现象
1.薄片中偏光分解
偏光进入处于消光位以外的非均 质体切片时，发生双折射现象， 即分解成K1和K2振动的两束偏 光。 路径:PP——进入光片——发生 双折射——分解为2束偏光K1 和K2，且NK1>NK2
三、各晶系矿物的消光类型
2.低级晶族矿物
(2)单斜晶系
晶体b轴与Ng，Nm，Np之一重合， 其余2个分别斜交。
例如普通角闪石 Nm＝b， Ng∧c=15-20,有{110}解理 ， 不同方向切面消光类型不同 //(001)切面为对称消光 //(010)切面为斜消光 //(100)切面为平行消光 普通角闪石光性方位
二、正交偏光镜的特点
3. 若放薄片,且为非均 质体斜交光轴切面,但光 率体椭圆半径之一平行 PP(垂直AA),光波透过薄 片后,不发生双折射,得 到的一束偏光仍不能透 过上偏光镜AA方向,视域 黑暗,产生消光.
二、正交偏光镜的特点
4. 若放薄片,为非均质体 斜交光轴切面,且光率体椭 圆半径之一与PP斜交,PP偏 光透过薄片后,发生双折射, 分解为2种偏光,这2种偏光 再透过上偏光AA后,发生干 涉现象,最后显示一定的颜 色(后边详细讲)
R=R1+R2,
R=R1－R2, 异名半径
且R1＝R2 R=0 干涉色为黑色－消光
平行，干涉色级序降低 (3)若异名半径平行，
为何45o位？
由右图可以知道， 只有a与b同时 为45o时，K值 才会最大，这 就是为什么我 们强调45o位的 原因。
一、矿物的三种消光现象
3. 不消光——
非均质体矿物集合体，在正 交偏光镜下,有的矿物颗粒 光率体椭圆半径与PP，AA一 致，呈消光状态，而同时其 他大部分的矿物矿物颗粒光 率体椭圆半径与PP，AA斜交， 因此整个集合体的视域不消 光。
二、矿物的三种消光类型
类型划分的依据： 依据矿物消光时，矿物的解理、双 晶缝以及晶面迹线与目镜十字丝的 关系，可以划分出三种消光类型。
消光类型小结
斜消光
平 行 消 光
对称消光
三、各晶系矿物的消光类型 1.中级晶族矿物
光率体之Ne(光轴)与晶体 C晶轴一致, 平行消光、对称消光为主
三、各晶系矿物的消光类型
2.低级晶族矿物 (1)斜方晶系 3个主轴Ng，Nm，Np与晶 体a,b,c一致，平行消光、 对称消光为主，若有斜 消光，其消光角也不大。
三、各晶系矿物的消光类型
2.低级晶族矿物
(3)三斜晶系
a,b,c轴与Ng，Nm，Np分别斜 交绝大多数切面为斜消光， 且消光角随着切面方向不同 而有差异
如斜长石(An35) Ng∧b, Nm∧c Np∧a，
小结：晶系与消光类型
等轴晶系：全消光 中级晶族：平行消光 斜方晶系：平行消光、对称消光 单斜晶系：平行消光、对称消光、 斜消光 三斜晶系：斜消光 小结： 不同晶系的矿物及其不同方向大 切片，其消光类型不同。
1. 在下偏光镜PP的 基础上，推入上偏 光镜； 2. 上偏光镜(AA)与下 偏光镜(PP)的振动 方向互相垂直，并 分别平行于目镜十 字丝的方向。
二、正交偏光镜的特点
1. 不放薄片,视域为黑 暗,因为PP光,不能通过 AA方向,光波无法通过 上偏光镜,视域黑暗.
二、正交偏光镜的特点
2. 若放薄片,且切片方向为 均质体任意切面,或非均质 体垂直光轴的圆切面,不发 生双折射,光波透过薄片后, 不发生双折射,得到的一束 偏光仍不能透过上偏光镜AA 方向,视域黑暗,产生消光
一、干涉色的级序
1. 产生：白光作为光源，在正交镜45位 置, 将石英楔由薄到厚慢慢推入试板 孔内, 由于d 逐渐增大, 则R随着d 逐渐 增大，在视域内出现有规律的、连续 的干涉色：
干涉色与干涉色色谱表
I级：暗灰-灰白-浅黄-橙-紫红 0-550 nm II级：蓝-蓝绿-绿-黄-橙-紫红 550-1100 nm III级：蓝-绿-黄-橙-红 1100-1650 nm
1.平行消光 矿片消光时， 解理缝、双晶 缝或晶面迹线 与目镜十字丝 之一平行。