反射率与反射色资料
矿物的反射率及反射色讲解
2.影响矿物反射率的因素
1) 矿物的吸收系数K与折射率N（由矿物
固有性质决定的，如成分、结构、键 型) 2) 入射光波长 3) 观测介质
3.反射率的形成机理
• 光线照射矿物的光面可以产生透射、折射、吸收、反射等
光学现象，但是不同矿物产生这些光学现象的差异可以很 大，这主要与矿物的化学成分和晶体结构，关键是矿物的 “化学键” 特点。 • 电子跃迁理论 • 能带理论
(2)
R=[(N-1)2＋K2]/[(N+1)2 ＋ K2]
(3)
R=[(N-n1)2＋K2 ] /[ (N+n1)2 ＋ K2 ]
1）反射率与观察介质的关系
油浸镜头下矿物的反射率低于干镜头下的反射率 反射率大的降低少，反射率低的降低多
2）R与Hale Waihona Puke ，N 的关系R/%K
N
K＞2.5,R＞46%
K＞1.5,R＞30% K＞1,R＞16%
电子跃迁理论
能带理论
• 透明矿物 禁带宽度比可见光最大能量 值大，可见光能量不足于激发价带电子 进入导带，所以，可见光不被吸收，透 导带（空带） 射作用强，反射率低。
• 不透明矿物 自然金属导体矿物的能带 是重叠的，它可以吸收各种能量的可见 禁带 光，并在返回时电子的能量大多仍以光 e 的形式释放出来，所以反射率高（一般 价带（满带） ＞60％）。半导体矿物禁带宽度小于可 E 见光能量,电子吸收大部分可见光能量从 能带理论认为，固体物质中的电子 价带到导带.同时 返回时释放出反射光, 不束缚于个别原子，而是在整个固 具有高反射率（如黄铁矿和方铅矿40％ 体内运动。每个原子的外层电子具 ～60％);禁带宽度中等时,则可吸收部分 有一定的宽度范围的能带。完全被 能量,释放少量 的反射光,具有中等反射 电子占据的为价带，部分占据的为 率(如雄黄、雌黄20％～30％）. 导带，相邻能带之间为禁带。
光谱反射率与颜色之间的关系实验报告
光谱反射率与颜色之间的关系实验报告颜色在我们的生产生活中扮演重要的角色，物体颜色与反射率有直接关系。
光照射到样品表面，会产生反射光。
样品反射光的光通量与完全漫反射样品（理想白样品）反射光的光通量的比率，称之为样品的反射率。
所以白色的反射率高，靠近100%；黑色的反射率低，黑洞则接近0%。
1、反射率曲线
由于可见光是由380--780nm（或400--700nm）波段的各色光组成的，所以对于一个样品，在其中的每个波段都可计算对应的反射率，我们将各个波段的反射率连接起来，这就组成了一条曲线，我们称之为样品的反射光谱曲线。
2、颜色解析
由于反射光谱是由反射率组成的，一个样品反射率一般是不受光源种类影响的，也不受观察者的影响，可以完整代表样品的颜色特性，所以有时我们称之为颜色的密码。
在现代颜色数据沟通交流中，通过反射率进行颜色交流沟通是好的方式，不会产生颜色信息的损失。
因此，配制颜色时达到反射光谱的完全匹配，但是由于人眼无法直接看到光谱曲线，所以在日常工作中容易出现同色异谱现象。
借助分光光度仪，我们可以获得样品的反射光谱曲线；若再加上电脑配色软件，可预测计算颜料配方的准确光谱曲线。
反射率和反射光谱曲线主要是针对不透明样品的颜色参数；同
理，对于透明样品的测量，对应的是透射率和透射光谱曲线。
颜色与折射率反射率的关系
等波长间隔法计算色度
公式如下：
其中，Δλ为已知，ρ为反射率（分光光度计可测），xE A(λ)可以通过查表得出。
通过上述计算可以得出三刺激值。
CIE1976(L*a*b*)
CIE1976(L*a*b*)色差公式，或者简称CIELAB，与该公式相关联的近似均匀的色空间叫做CIE1976(L*a*b*)空间。
其中，X/X0,Y/Y0,Z/Z0都必须大于0.01
X0,Y0,Z0为标准样的三刺激值
通过上述计算可得出相应的L*，a*，b*值，在空间图上找出相应的点。
颜色色调检测法
如图所示，入射光在薄膜上下表面产生两束反射光，这两束反射光满足频率相等、相差恒定的干涉条件，可以发生干涉。
薄膜折射率大于基体折射率
2t = mλ
m = 1,2,3, …
薄膜折射率小于基体折射率
2t = ( m +1/ 2)λ
m = 0,1,2,3, …
其中，t 为膜厚, m 为干涉级数
λ=λ0/n
λ0为某种颜色的光在真空中的波长，n为薄膜折射率，m 为已知。
矿石矿相
1.反射率与反射色形成的基本原理和鉴定方法;矿物反射率：在单偏光镜下，矿物光面对垂直入射光线的反射能力，即矿物光面在反光显微镜下得明亮程度，表示其大小的数值叫反射率。
鉴定方法：视测对比法，是将欲测矿物与标准矿物两个光片毗连镶接在一起压平(垫用胶泥)，在矿相显微镜同一视域中看到两种矿物(在视域中成倒像)以比较其光亮程度，较亮者反射率较高，较暗者反射率较低。
根据实践经验，一般采用黄铁矿、方铅矿、黝铜矿、闪锌矿等四种标准矿物将明亮度分为以下五级：Ⅰ、反射率高于黄铁矿—R＞53％；Ⅱ、反射率介于黄铁矿和方铅矿之间—53％＞R＞43％；Ⅲ、反射率介于方铅矿和黝铜矿之间—43％＞R＞31％；Ⅳ、反射率介于黝铜矿和闪锌矿之间—31％＞R＞17％；Ⅴ、反射率低于闪锌矿—R＜17％。
矿物的反射色:指矿物光片在矿相显微镜直射光下所显示的颜色，它是矿物的表色。
鉴定方法：1）观察反射率色散曲线：矿物的反射色由其反射率色散曲线决定。
反射率色散曲线以曲线所处的位置表征矿物反射率的高低，同时以曲线的形态，表征矿物颜色色调的特点。
（1）色散曲线呈水平状态，根据其所处位置的高低反射色依次为亮白色、白色、灰白色、灰色、暗灰色。
（2）色散曲线在红、橙、黄波段上升反射色依次为红、橙、黄色；在绿波段上升，反射色略带绿色；（3）在蓝波段上升的带蓝色，在蓝波段下降的略带黄色；色散曲线在蓝波段和红波段都上升的，反射色略带紫色。
2）矿物的反射色可划分为无色类、微弱颜色类、显著颜色类等色类3）反射色定性观察，根据观察者的色感定性地描述矿物的反射色。
2.非均质性形成的基本原理和鉴定方法.基本原理：（正交偏光镜下）非均质矿物对入射平面偏光均改变原振动方向(不透明、半透明矿物还程度不同地改变入射光的性质为椭圆偏光)，故经过上偏光镜后显示一定的亮度和颜色。
并且转动物台改变矿物方位发生亮度和颜色的变化，这种光学现象称为“非均质效应”，为非均质矿物所特有的光学现象。
10-矿物的内反射
具有强烈的内反射现象； 内反射色多是无色透明或乳白色； 内反射色与矿物的颜色一致； 反射色均为深灰色，其他色调微弱； 如：石英、方解石 等。
R=14%~40%(K=0.03~0.73)的矿物
多数具有内反射现象； 内反射色与反射色多成互补色； 多数内反射色与矿物的颜色一致； 如：辰砂 等； R=30%~40%的矿物仅少数具有内反射现象
第十讲 矿物的内反射
一、基本概念
白光射向矿物光片表面，除反射外,一部 分光线折射透入矿物内部，当遇到矿物 内部解理、裂隙、空洞、晶粒、包裹体 等界面时，光线被反射或散射出来的现 象称矿物的内反射。
内反射色的概念
若内反射光线无色散现象则仍为白色， 若发生色散则显示颜色；
内反射光所带有的颜色即内反射色， 是矿物的体色（透射光颜色）。
R＞40%（K＞0.73）的矿物
具有强烈的吸收性； 几乎没有内反射现象； 反射色与矿物的颜色一致； 如：黄铁矿 等；
三、内反射的观测方法
1、斜照法 将光源侧面斜照矿物光面，反射光不全射 入物镜，视域黑暗；当有斜照光透入矿物 内部，遇到倾斜合适的包体、晶粒界面等， 透射光再从矿物内部反射出来进入显微镜， 矿物内部明亮，镜下有透明视感。
若只有透射而无颜色，表示矿物有内反射 现象，内反射色为无色；
若矿物既透明又显示颜色，表示矿物有内 反射现象且有内反射色。
2、正交偏光法
最好使用高倍物镜下的聚敛光观察，形 成各种入射的斜照光，使矿物显示内反 射的机会增加；
射入矿物内部的直线偏光，被解理、包 裹体等界面反射并发生椭圆偏化或反射 旋转，使部分内反射光通过了上偏光。
在矿物消光位观察以排除偏光色的影响
3、矿物粉末法 4、油浸（湿镜头）法
矿物的反射率及反射色
黄铁矿 浅黄白色
镍黄铁矿 浅黄白微带 赤铁矿 棕
毒砂
白色微带玫 磁黄铁矿 乳黄色微带 磁铁矿
瑰黄
玫瑰棕
自然银 亮白色微带 方铅矿 乳黄色
纯白色
钛铁矿
自然金 亮金黄色
辉银矿
灰白色带绿 闪锌矿 色
自然铜 铜红色
砷黝铜矿 灰白色微带 石英 橄榄绿
黄铜矿 铜黄色
黝铜矿 灰白色
方解石
灰白微带蓝
灰白色微带 棕 灰白色带棕
2.反射色的形成
反射色是矿物对入射的白光选择性反射的结果，可以由反射 率色散曲线特征来表征
色散曲线是以波长为横坐标，反射率为纵坐标，曲线位置高 低表征反射率的大小，曲线的形态表征反射色的色调特征
不仅表示颜色的一般特征，而且表示颜色的细节组成
矿物的反射率与反射色曲线
银：亮白色微黄白色 自然铜：淡红色 黄铁矿：淡黄色
率最高（95%），萤石的反射率最低（3%）
2.影响反射率的因素
Fresnel透明矿物反射率公式：
R=(N-n1)2/(N+n1)2
当介质为空气时，则
（1）
R=(N-1)2/(N+1)2
不透明金属矿物折射率为复数折射率N’=N-iK, i2=-1,代入（1）
式得
R=[(N-n1)2＋K2 ] /[ (N+n1)2 ＋ K2 ]
Sph Cr
在白光条件下
在绿光条件下
• 铬铁矿的反射率视测分级：
镜下特征：较暗，明显比闪 锌矿暗
视测分级：Ⅴ级 R＜闪锌矿
• 3.利用4种标准矿物，用视测对比法观测黄
铜矿、毒砂、辉锑矿、自然金、石英、辰 砂等矿物的反射率特征并确定这些矿物的 反射率级别。
光的反射与反射率
光的反射与反射率光是我们日常生活中不可或缺的一部分，我们常常遇到各种形式的光线。
然而，你是否曾对光的反射产生过好奇？为什么有些物体可以反射光线，而有些物体却吸收光线呢？本文将深入探讨光的反射现象以及与之相关的反射率。
一、光的反射现象光的反射现象是指光遇到某一物体边界面时发生改变方向的过程。
在光线与物体交互作用的过程中，有以下几种可能的结果：折射、吸收、散射和反射。
本文主要关注光的反射过程。
1.1 反射定律反射定律是描述光线在发生反射时的行为规律。
它表明入射光线、反射光线以及法线三者在同一平面中，并且入射角等于反射角。
根据反射定律，我们可以计算出反射光线的方向以及角度。
1.2 光的镜面反射光的镜面反射是一种表面非常光滑的物体对光进行反射的现象。
在镜面反射中，入射光线与法线的夹角等于反射光线与法线的夹角，并且反射光线呈现镜面对称。
1.3 光的漫反射光的漫反射是指光在粗糙表面上反射时发生的现象。
与镜面反射不同，漫反射会导致光线在各个方向上以散射的形式反射出去。
漫反射广泛应用于许多日常物体，如纸张、衣物等。
二、反射率的概念反射率是指物体反射光线的能力，并可用来描述物体表面的特性。
反射率用数值表示，通常介于0和1之间或以百分比形式表示。
2.1 反射率的定义反射率R定义为物体反射的光线能量与入射光线能量之比。
反射率越高，说明物体更能反射光线，而反射率较低则意味着物体更能吸收光线。
2.2 反射率与物体颜色的关系物体的颜色与其反射率之间有一定的关系。
一般而言，颜色较浅的物体具有较高的反射率，而颜色较深的物体具有较低的反射率。
例如，白色物体的反射率较高，而黑色物体的反射率较低。
2.3 测量反射率的方法测量反射率的方法有多种，常见的方法包括使用光反射表、光谱法和比较法。
这些方法可以帮助我们准确地确定一个物体表面的反射率。
三、影响反射率的因素反射率受到多种因素的影响，以下是其中一些重要因素：3.1 物体的表面性质物体的表面性质是影响反射率的主要因素之一。
理解光的反射与反射率
理解光的反射与反射率光的反射与反射率是光学中的重要概念，它们在我们日常生活中起着重要的作用。
理解光的反射与反射率不仅可以帮助我们更好地认识光的特性，还可以应用于各个领域，如建筑设计、光学仪器制造等。
下面将从光的反射的基本原理、反射率的定义和测量方法以及反射率的应用等方面进行探讨。
光的反射是指光线在遇到界面时，从一种介质中传播到另一种介质时发生的现象。
光线从一种介质射入另一种介质时，会发生折射和反射两种现象。
其中，反射是指光线遇到界面时，一部分光线返回原来的介质中，而另一部分光线穿过界面进入新的介质中。
反射率是描述光线反射程度的物理量，它定义为反射光强与入射光强之比。
反射率越高，表示反射光强越大，入射光强越小。
反射率的测量方法有多种，其中最常用的是反射光谱法。
反射光谱法是通过测量材料在不同波长下的反射率来确定其反射特性的方法。
通过使用光谱仪等设备，可以将反射光谱曲线绘制出来，并通过分析曲线的形状和峰值来确定材料的反射率。
除了反射光谱法，还有其他方法，如反射计、反射测量仪等，可以用于测量反射率。
反射率在实际应用中有着广泛的用途。
首先，在建筑设计中，了解材料的反射率可以帮助设计师选择适当的材料，以实现预期的光线反射效果。
例如，在设计办公室的窗户时，如果选择具有较高反射率的玻璃材料，可以减少室内的热量吸收，提高室内的舒适度。
其次，在光学仪器制造中，反射率的控制是非常重要的。
例如，在望远镜的镜片制造中，要求镜片具有较高的反射率，以提高光学系统的效率和分辨率。
此外，反射率还可以应用于环境监测和资源勘探等领域。
例如，在环境监测中，通过测量地表的反射率可以获取地表覆盖类型的信息，进而用于土地利用规划和环境保护等工作。
在资源勘探中，通过测量地下物质的反射率可以判断其成分和性质，有助于矿产资源的开发和利用。
总之，理解光的反射与反射率对于我们认识光的特性、应用光学原理具有重要意义。
通过研究光的反射原理和测量方法，我们可以更好地应用于实际生活和工作中。
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第五章 矿物的反射率及反射色 第一节 矿物的反射率 一、反射率的基本概念 金属矿物的反射率是鉴定金属矿物最重要的光学数据。 所谓反射率系指在矿相显微镜下垂直入射光经矿物光面 反射后的反射光强 (Ir) 与原入射光 (Ii) 的比率 (R) 而言， 即：
rI
R＝
×100％ 由Fresnel公式可以推导出透明矿物的反射率公式为：
2HMoS2 2RMoS2
Ro Re＇ Ro Re＇
56.2 25.6 .5 19.9
表2-7
不同成因类型铁矿床中磁铁矿的反射特征
在单色光（波长单位为nm）下的反射率R（%） 480 550 17.0 19.2 21.1 580 17.2 19.1 22.0 640 16.1 18.7 20.5
3
二、反射率的形成机理 光线照射矿物光面即产生透过、吸收、折射、反射等光 学现象。但不同的矿物发生的这些光学现象取决于矿物 的化学成分和晶体结构的不同，而很重要的取决于“矿 物化学键”的特点。 离子链、共价键或分子键矿物中电子是围绕着离子固定 在一定的晶格位置上。绝大部分可见光进入矿物透射， 只有很小一部分可见光被吸收且反射光很弱，这些矿物 的反射率很低(一般低于12％)。 金属键的矿物，可见光撞击到金属键或部分金属键矿物 表面可激发其基态电子到一定的激发态，可见光或者被 吸收，大部分能量当激发态电子重返基态时再发射出来 成为较强的反射光。因之这些矿物的反射率较高 ( 一般 高于40％)。
含金量(%) R470(%) R546(%)
2018/10/18
自然金 含银自然金 含银自然金 银金矿 银金矿 银金矿 金银矿 自然银
100 90 85 80 70 60 50 ～0
36.4 43.5 50.9 56.0 66.8 75.1 81.5 92.4
71.8 77.9 － 83.1 88.2 88.0 89.4 94.5
2018/10/18 4
三、反射率的研究意义 反射率乃金属矿物的最重要鉴定特征，不但对于鉴定金属矿物的 矿物种具有重要意义，而且对于鉴定矿物的“变种”、“异种” 以至矿物的“多型”也具有实际价值。如闪锌矿、铁闪锌矿、汞 闪锌矿等变种可由其反射率的差异 (表2-4) 加以鉴别；磁黄铁矿 的不同异种(六方磁黄铁矿和单斜磁黄铁矿)具有不同的反射率数 值(表2-5)。二层型多型辉钼矿(2H-MoS2)的反射率明显地高于三 层型多型辉钼矿(3R-MoS2)(表2-6)。
下的平均反射率R（%） 470 六方磁黄铁矿 α-FenSn+1 单斜磁黄铁矿 β- FenSn+1
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546 36.6 37.5
589 38.3 39.8
650 40.6 42.2
6
33.6 32.3
表2-6
辉钼矿不同“多型”的反射率特征
在单色光（波长单位为nm）下的反射率R（%） 460 540 46.6 21.4 39.5 18.2 580 44.6 20.5 37.6 17.8 660 4.50 19.6 38.2 18.1
iI
R＝
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( N n1 ) 2 ( N n1 ) 2
1
式中R为矿物的折射率，n1为传播光波之介质(如空气、 浸油等)的射折率。 当介质为空气时，透明矿物的反射率则为：
( N 1) 2
R＝ ( N 1) 2
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2
矿物的反射率随入射光的光波长度而变化。如自然金、金银矿和 自然银都是在不同波长单色光下测定的反射率数值有较大的变化。 国际矿物学协会矿相学委员会(IMA／COM)统一规定以470、546、 589和650nm波长的蓝、绿、橙和红色单色光入射光测定的反射率 为鉴定矿物的特征波长反射率。 由表2-3可以看出，由470和546nm波长测得的R470 和R546 对于准确 鉴定自然金—自然银类质同象系列矿物的合金量具有重要的实用 意义。 表2－3 矿物的反射率随入射光波长不同的变化
反射率对于金属矿物的标型性研究具有实用意义。在一定的地质 条件和物理—化学条件下形成的金属矿物具有特定的化学成分、 晶体结构、物理性质以至形态和包裹体特征。 如岩浆成因的磁铁矿在化学成分上以TiO2含量高(系磁铁矿-钛铁 晶石固溶体)为特征，热液成因的磁铁矿较富含MgO(系磁铁矿-镁 铁矿固溶体)，区域变质磁铁矿则以质地纯净为特点(接近纯磁铁 矿) 。以上化学成分的特点反映在磁铁矿的反射率方面则具有表 2-7所示的特征。 总之，准确地测定金属矿物的反射率，乃是矿相学一项基本的、 重要的任务。 表2-5 磁黄铁矿不同异种的反射率特征 在单色光（波长单位为nm）
在单色光（波长单位为nm） 下的反射率R（%）
460
540
580
660
闪锌矿(含Fe0.28%) 铁闪锌矿(含Fe14.28%) 汞闪锌矿(含Hg达38%)
16.9 18.6 19.8
16.1 17.5 18.0
15.9 17.1 17.2
15.5 16.9 17.2
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5
7
岩浆矿床磁铁矿 热液矿床磁铁矿 区域变质磁铁矿
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16.6 19.2 19.2
现将常见的几十种金属矿物 (包括三种非金属矿物 ) 的四种规定波长之反射率 数据列出(表2-8)供参考。 表2-8 常见金属矿物在不同单色光（波长单位为nm）下的反射率R（%）
470 自然银 自然金 自然铋 自然铜 毒砂 黄铁矿 白铁矿 红砷镍矿 镍黄铁矿 辉铋矿 方铅矿 92.2 38.5 62.5 52.9 48.7－55.3 45.6 43.1—50.6 38.5—46.8 40.5 39.6—48.9 46.3 546 94.3 77.8 66.7 60.7 51.9－53.7 52.0 47.4—56.3 48.9—52.9 47.8 38.5—48.8 42.7 589 95.1 85.5 68.8 87.0 50.9—54.4 53.4 48.3—54.6 54.4－56.9 50.0 38.1—47.9 42.2 850 94.8 90.0 71.2 94.8 49.5—53.7 54.3 47.8－53.7 59.6－62.4 42.3 37.6—46.6 41.7