晶体光学复习资料
第一章晶体光学基础
§5 光率体
一、均质体的光率体
光在均质体中传播时，无论振动方向如何，折 光率值相等。 图形特点：均质体光率体是以折光率值为半径的圆 球体（包括：等轴晶系矿物和玻璃质）。 均质体的光 率体的切面
Bxa“//”Ng，Ng=Bxa，Bxo一定“//”Np，即 Bxo= Np。相应的矿物叫二轴晶正光性矿物。
2.二轴晶负光性光率体（-）： 当Ng-Nm＜Nm-Np时，为负光性光率体。
Bxa=Np，Bxo=Ng。 相 应 的 矿 物 叫 二 轴 晶 负 光 性 矿物。
二 轴 晶 光 率 体
三、二轴晶光率体
微观结构不同，折光率值是透明鉴定矿物最可 靠的常数之一。
三、全反射及其临界角
1.全反射临界角 当光从光密介质射入光疏介
质，折射光线沿界面传播时相应 的入射角叫全反射临界角。
2、产生全反射的必要条件 ①从光疏介质射入光密介质。 ②入射角≥全反射临界角。
3、阿贝折光仪的制成原理 如果玻璃块上方介质为n，反射
1 nm=10 Å =10-3μ（微米） =10-6mm（毫米）
§2 自然光和偏光
根据光波的振动特点，把光可分为自然 光和偏光。 自然光：是指直接由光源发出的光，自然 光的光波振动方向在垂直于光波传播方向 的平面内，作任何方向的等振幅的振动。 偏光：自然光经过反射、折射、双折射或 选择性吸收等作用后，可以转变为只在一 个固定方向上振动的光波，称为偏振光或 偏光。
Vi/ Vγ= Sinⅰ/ Sinγ=N ……..…..③
当两种介质一定时，N值永远是一个常数， 我们把N称为折射介质对入射介质的相对折射 率，当入射介质是真空时，称N为绝对折射率 ，简称折射率或折光率。我们把③式为折射定 律。
晶体光学基础理论
成绩评定
1．实验课，实验报告 20％
2．未知鉴定
20％
3．闭卷考试
60％
第一讲 晶体光学基础知识
晶体光学主要是研究可见光通过透明矿物晶体时的一些光学现 象及其变化规律，由于不同的晶体其光学性质不同（光学各向 异性），从而可以通过 其不同的光学特征鉴定矿物
本讲主要内容
●光学基本知识 ●光率体 ●光性方位 ●色散
二轴晶光率体正光性：Bxa = Ng ( Bxo = Np ) 光轴角 2 V < 90度 二轴晶光率体负光性：Bxo = Ng ( Bxa = Ng ) 光轴角 2 V > 90度
偏光显微镜技术
二轴晶光率体的切面类型
A. 垂直OA的切面 B. 平行OAP的切面 C. 垂直Bxa的切面（＋） D.垂直Bxa的切面（－） E. 垂直Bxo的切面（＋） F. 垂直Bxo的切面（－） G.任意斜交切面 H.垂直OAP的斜交切面
A:一轴晶正光性矿物的光性方位，B：一轴晶负光性矿物的光性方位
偏光显微镜技术
●低级晶族矿物的光性方位
斜方晶系、单斜晶系、三斜晶系
A: 斜方晶系矿物的光性方位 B：单斜晶系矿物的光性方位 C：三斜晶系矿物的光性方位
ห้องสมุดไป่ตู้
第四节 色散
在物理学中，色散是指白光（复色光）通过透明物质 后分解为单色光而形成红、橙、黄、绿、蓝、青、紫 连续光谱的现象。 ●白光是由多种色光组成。 ●透明物质对不同波长光波的折射率是不同的。
晶体光学 &
光性矿物学
主讲：
绪论
一、晶体光学
是研究可见光通过透明矿物晶体 所发生的折射、偏振、干涉、吸收,、 色散等一系列光学现象的基础学科； 是介绍用偏光显微镜在岩石薄片中测 定透明矿物光学性质的基本原理和基 本方法的应用学科
晶体光学期末复习资料
一、名词解释：1、光率体:光波在晶体中传播时，光波的振动方向与相应的折射率值之间关系的几何图形。
既用以说明光波振动方向与相应方向上的折色率之间关系的光性指示体。
2、多色性：由于光波在晶体的振动方向不同而使矿片颜色发生改变的现象。
3、消光类型：矿片在正交偏光镜下呈现黑暗的现象称为消光，而根据根据矿物消光时，矿物的解理缝、双晶缝及晶面迹线与目镜十三种消光类型：平行消光、斜消光、对称消光.4、光性方位：光率体主轴与晶体结晶轴的关系。
5、消光位：矿片处于消光时的位置。
6、色散效应：不同的单色光在同一介质中表现出来的性质差异。
7、一轴晶：只有一个特殊方向（一个光轴），当光平行该方向入射是不发生双折射的晶体,不改变入射光波的振动方向。
（有三方、四方、六方晶体）8、贝克线：在岩石薄片中，两个折射率不同的矿物接触，在边缘的邻近的一条比较明亮的细线。
9、二轴晶：具有两根光轴的非均质体。
包括三斜晶系、单斜晶系、斜方晶系的晶体。
10、干涉图：在正交偏光下使用干涉球观察非均质体宝石时所呈现的由干涉条带及黑臂组成的图案，它是由于透过晶体的锥形偏振光所产生的消光与干涉效应的总和11、均质体：高级晶轴（等轴晶系）矿物及非非晶质物质的光学性质各个方向相同。
12、干涉色：由白光通过正交偏光镜下的非均质体矿片后，经干涉作用形成的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。
13、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，称为非均质体。
14、全消光：转动360度，矿片始终保持黑暗的现象。
二、简答题1、一轴晶//OA的切面有多少个，该切面有何特点和用途？一轴晶//OA的切面有一个特点：该切面为一椭圆切面，其长短半径分别为No和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)。
光波垂直这种切面入射，会分解形成两种偏光，平行两个半径。
其双折率为长短半径之差，即（Ne－No）,为最大双折率。
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。
岩石学(含晶体光学)复习资料
岩石学（含晶体光学）1.光率体：是表示光波在晶体中传播时，光波振动方向与相应折射率值之间关系的一种光性指示体。
也可以说光率体是表示光波在晶体中各振动方向上折射率和双折率变化规律的一个立体几何图形。
2.光轴：光波沿非均质体的特殊方向射入时不发生双折射，不改变入射光性质和振动方向，此特殊方向称为光轴。
3.突起：在单偏光镜下观察薄片，不同矿物的表面好像高低不同，有的矿物明显高些，有的明显低些，这种现象称为矿物的突起。
4.边缘及贝克线：在两个折射率不同的物质（矿物颗粒之间或者矿物与树胶）接触处，存在一条较黑暗的界线和一条比较明亮的细线，前者称为矿物的边缘或轮廓，后者称为贝克线或亮带，光带。
5.糙面：在单偏光镜下观察薄片中矿物表面的光滑程度，有的较光滑，有的较粗糙，呈麻点状，这种现象称为糙面。
6.多色性及吸收性：由于光波在晶体中振动方向不同,而使薄片颜色发生改变的现象称为多色性, 这种颜色深浅变化也称为吸收性。
7.消光：透明矿物薄片在正交光镜下呈现黑暗的现象。
8.消色：补色法则中，当异名半径平行且两个非均质体矿片的光程差相等时，总光程差为零，此时视野中的矿物为暗灰色，称为消色。
9.补色法则：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，其总的光程差增减法则称补色法则。
10.光性均质体：光学性质不随方向发生变化，为各向同质的介质。
11.光性非均质体：一切具有双折射特征的介质称为光性非均质体。
12.一轴晶：一轴晶矿物是指中级晶族矿物，因为这类矿物只有一个光轴，即光波只有一个沿c轴入射的特殊方向不发生双折射，故称一轴晶。
13.二轴晶：二轴晶矿物包括低级晶族(斜方、单斜、三斜晶系)的矿物，均具有两个光轴，故称二轴晶。
14.光性方位：光率体主轴与结晶轴之间的关系称为光性方位。
15.消光角：是指矿片消光时，其光率体椭圆半径与解理缝、双晶缝、晶体延长方向之间的夹角。
16.延性：长条状矿物切面，其延长方向与光率体椭圆半径之间的关系，称为晶体的延性。
(整理)晶体光学复习资料
自然光：在垂直光波传播方向的平面内，各个方向都有等幅的光振动。
偏振光：在垂直光波传播方向的某一固定方向上振动的光波偏振面：偏振光振动方向与传播方向所构成的平面偏光化作用：反射、折射、双折射、选择吸收光性均质体：光学性质各个方向相同双折射：波入射非均质体，除特殊方向以外，会改变其振动特点，分解成为振动方向互相垂直，传播速度不同，折射率不等的两条偏振光，这种现象就称为双折射双折射率：两条偏光折射率值之差常光：两条偏光之一振动方向垂直Z（光）轴光轴：光在非均质体中某一个或两个特殊方向传播时,不发生双折射,这种特殊的方向,就称为光轴。
光率体：表示光波在晶体中传播时，光波的振动方向与相应折射率值之间关系的光学立体图形（光性指示体）。
1. 高级晶族矿物和非晶质物质具有各向同性，属于光性均质体；中级晶族和低级晶族矿物具有各向异性，属于光性非均质体2. 光波在非均质体中传播时，决定传播速度及相应折射率值大小的是光波在晶体中的振动方向而不是传播方向3. 中级晶族有一根光轴，称为一轴晶;低级晶有有两根光轴，称为二轴晶;高级晶族和非均质体有零根光轴。
二轴晶主轴：4. 光性方位：光率体主轴与晶体结晶轴之间的关系；光率体在晶体中的位置。
色散：不同的单色光在同一介质中，表现的光学性质差异称为色散5．折射率色散：介质的折射率值随着单色光波波长不同而发生改变的现象6. 折射率色散曲线：以光波的波长为横坐标，相应的折射率值为纵座标，作成的折射率值随光波波长而发生改变的曲线7. 一轴晶光率体中，平行切面双折射率最大，垂直切面双折射率最小；二轴晶光率体中，平行切面双折射率最大，垂直切面双折射率最小1、完整的岩石薄片是由：盖玻璃, 载玻璃和矿片组成，中间由加拿大树胶粘接。
2、标准厚度的光薄片，矿片的厚度为0.03mm。
3、某一偏光显微镜目镜标注为10×，物镜标注为4 ×，所观察物象放大的倍数为_40___倍。
4、中低倍物镜视域直径，一般使用透明三角板来测定。
晶体光学复习题答案
晶体光学复习题答案一、单选题1. 晶体光学中，下列哪种晶体的光轴只有一个？A. 单轴晶体B. 双轴晶体C. 立方晶体D. 异轴晶体答案：A2. 光在单轴晶体中的传播速度，下列哪个描述是正确的？A. 沿光轴传播速度最快B. 垂直于光轴传播速度最快C. 沿光轴传播速度最慢D. 垂直于光轴传播速度最慢答案：A3. 在双轴晶体中，光的传播速度与光轴的关系是？A. 沿三个主轴传播速度相同B. 沿三个主轴传播速度不同C. 沿两个主轴传播速度相同D. 沿两个主轴传播速度不同答案：B4. 晶体光学中，光的双折射现象是由于？A. 晶体内部结构的对称性B. 晶体内部结构的非对称性C. 晶体外部环境的影响D. 晶体的光学性质答案：B5. 晶体光学中，下列哪种晶体的光轴有两个？A. 单轴晶体B. 双轴晶体C. 立方晶体D. 异轴晶体答案：B二、多选题1. 晶体光学中，晶体的光学性质包括哪些？A. 折射率B. 双折射C. 光轴D. 色散答案：A, B, C, D2. 晶体光学中，下列哪些因素会影响晶体的光学性质？A. 晶体的化学成分B. 晶体的晶体结构C. 晶体的外部环境D. 晶体的温度答案：A, B, C, D三、判断题1. 晶体光学中的光轴是晶体内部的一个虚拟轴，它与晶体的物理性质无关。
答案：错误2. 双轴晶体的三个主轴中，有两个主轴的折射率是相同的。
答案：正确3. 晶体光学中的色散现象是指光在晶体中的传播速度随波长的变化而变化。
答案：正确4. 晶体光学中的双折射现象只发生在非均质性晶体中。
答案：错误四、简答题1. 简述晶体光学中光的双折射现象及其产生的原因。
答案：晶体光学中的光的双折射现象是指当光入射到非均质性晶体时，会分解成两个偏振方向不同的光束，这两个光束在晶体中的传播速度不同，从而产生不同的折射率。
这种现象产生的原因是晶体内部结构的非对称性，导致光在晶体中的传播受到不同方向上的折射率的影响。
2. 描述晶体光学中光轴的定义及其在晶体光学研究中的作用。
晶体光学复习思考题
晶体光学复习思考题1、研究透明矿物的晶体光学性质应用哪种光？为什么？2、矿物折射率的大小与哪些因素有关？3、光在均质体和非均质体矿物中的传播有何异同？4、光波在非均质体中传播时,其传播速度及相应折射率值大小是取决于光波的传播方向还是取决于光波的振动方向？为什么？5、绘出一轴晶负光性光率体的三种主要切面，并注明每一个切面的半径名称。
6、解释：光率体、一轴晶、二轴晶、光轴、常光、非常光、光学主轴、主轴面、光轴面、光轴角、Bxo、Bxa、双折射率。
7、试从形态、主轴(主折射率)、光轴、主要切面、光性规定等，对比一轴晶与二轴晶光率体的特征。
8、绘出下列切面，并标出轴名(主折射率)及双折射率的相对大小(以正光性为例)。
哪种切面双折射率最大？∥Ap、⊥Ap的斜交切面、⊥A(1)、⊥A(2)、⊥Bxa、∥A、斜交A9、写出下列切面的轴性、光性、切面方向和双折射率大小。
Ne10、当入射光波为偏光，如果其振动方向平行于垂直入射光波的光率体椭圆切面长短半径之一时，光波进入矿片后的情况如何？如果入射偏光的振动方向与光率体椭圆长短半径斜交时，光波进入矿片后的情况又如何？11、何谓光性方位？单斜晶系矿物的光性方位有何特点？举例说明之。
12、假设普通角闪石的Ng、Nm和Np分别为1.701、1.691和1.655，且其光性方位是Nm=Y，N g∧Z=30°, β=60°。
试确定普通角闪石的光性符号，并绘出普通角闪石的光性范围图以及（001）、（010）和（100）面上的光率体椭圆切面及长短半径与{110}解理缝之间的关系。
13、偏光显微镜由哪些主要部件组成14、偏光显微镜与生物显微镜有什么区别？这些区别有什么作用？15、使用偏光显微镜应注意哪些事项?16、为什么要校正偏光显微镜的中心？在校正中心时，扭动定心校正螺丝时，为什么只能使质点由α`处移动至偏心圆圆心（O点）而不能直接移至十字丝交点？如果使质点移至十字丝交点，将会发生什么也的情况？17、如何确定下偏光镜的振动方向？这样才能使目镜十字丝能够代表上、下偏光镜的振动方向？18、单偏光（-N）装置有何特点？如何确定下偏光的振动方向？在-N下可研究矿物晶体的哪些光学性质？19、试描述下列矿物的形态、解理组数及完善程度。
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1.什么叫消光？什么叫消光位？
消光：矿物在蒸饺偏光镜间呈现黑暗的现象。
消光位：非均质除垂直光轴以外的切片，在正交偏光镜间处于消光时的位置。
2.什么叫全消光？哪些类型的切面可以成全消光？全消光：转动物台360°矿片的次奥光现象不改变。
均质体任意切面和非均质体垂直oA的切面
3.什么叫干涉色？简述干涉色的成因？
干涉色：正交偏光下用白光观察时，非均质体矿片呈现的各种颜色。
透出下偏光镜的偏光，进入光率体半径与pp、aa斜交的非均质体矿物切面时，发生双折射，分解行车震动方向分别平行n1、n2方向的偏光。
由于n1>n2，即透出矿片后，两平面偏光必然产生光程差r，由于它们符合相干光的条件，必然发生干涉作用。
白光主要是由七种不同波长的色光组成，某一个光程差，它可能等于或接近等于一部分色光波长的偶数倍，是这部分色光就抵消或减弱；同时盖光程差有可能等于或接近等于另一部分色光半波长的奇数倍，是这部分色光振幅加倍或部分加强，这些为别抵消的色光混合而行成的彩色就是干涉色。
4.写出1-3级干涉色色序名称。
1：暗灰-灰白-浅黄-亮黄-橙-紫红
2：蓝-蓝绿-绿-黄-橙-紫红3：蓝绿-绿-黄-橙-红
5、简述1-3级干涉色的特
点
1、色调灰暗，有独特的灰
色，灰白色，缺少蓝色，绿
色
2、色调鲜明，较纯。
各色
带之间的界限较清晰，蓝色
带宽，是后面与绿色带的过
渡带变为蓝色绿色
3、色调浅淡，各色带之间
的界限不清楚，绿色带宽，
影响到前面的蓝色带，是蓝
色带变色蓝绿色，并使后面
的黄色变为黄绿色。
6、什么叫补色法？什么叫
消色？消色和消光有什么
区别？
补色法则：在正交偏光镜
间，两个非均质体任意方向
的切片，在45位置重叠时，
两矿片光率体椭圆半径同
名半径平行，总光程差等于
原来两矿片光程差之和，表
现为干涉色升高。
异名半径
平行时，总光程差等于原来
两矿片光程差之差，其干涉
色降低
消色：当光率体椭圆异名半
径平行时，总光程差r=0时，
矿片黑暗，这种现象称为消
色。
区别：消色和消光虽然都是
表现为黑暗，但他们的成因
不同。
消光是由于矿片光率
体椭圆半径与pp一致，没
有光透出上偏光镜而使矿
片呈现黑暗，而消色是由于
两矿片缠身过得干涉色正
好抵消而使矿片呈现黑暗。
7、一级白和高级白的特点
是什么？如何鉴定？
高级白不像一级灰白那样
纯净，而总是不同程度的带
有珍珠表面或贝壳表面那
样的云彩。
鉴定;干涉色为高级白的矿
片，加入石膏石板后，光率
体椭圆同名半径，干涉色升
高一级认为高级白，异名半
径平行干涉色降低一级仍
为高级白。
干涉色为以及白
的矿片，加入石膏试板后，
光率体椭圆同名半径，干涉
色升高一级为二级蓝绿：一
名半径平行干涉色降低一
级为一级浅黄。
8.简述非均质体矿片上光
率体椭圆半径方位和名称
的测定步骤？
1,、将选好的矿片一直视域
中心，转物台使矿片消光。
此时矿片光率体椭圆半径
方向与目镜是自私方向一
直。
2、转物台45，是矿片干涉
色最亮。
此时矿片光率体椭
圆半径方向与十字丝成45
交角，即与将插入的试板光
率体椭圆半径方向一直。
3插入试板，圈定干涉色是
升高还是降低。
如干涉色降
低，说明矿片与试板光率体
椭圆异名
4、插入试板后，若干涉色
升高，说明矿片与试板光率
体椭圆同名半径平行：平行
试板变长方向的矿片光率
体椭圆半径为短半径，另一
方向为长半径。
9、消光类型分哪几种？各
种消光类型的特点是什
么？
消光类型分为：平行消光、
对称消光和斜消光
平行消光：矿片在消光位
时，矿物的节理纹、双晶纹、
镜面文等于目镜十字丝之
一平行。
对称消光;矿片在消光位
时，切面上的两组解理纹，
或两组双晶纹，或两个方向
的晶面纹的夹角等分线与
十字丝方向一致。
斜消光：矿片在消光位时，
矿物的解理纹、双晶纹、晶
面纹等于目镜十字丝斜交。
10、什么叫延性。
正延性、
负延性？延性对什么样的
矿物具有坚定意义？
延性：矿物晶体沿着某一个
或两个光率体椭圆半径方
向延长的习性就称为矿物
的延性。
正延性：长条状矿物切面，
其延性方向与光率体椭圆
长半径ng或ng’平行或其夹
角小于45时
负延性：长条状矿物切面，
其延性方向与光率体椭圆
短半径ng或ng’平行或其夹
角小于45时
11、什么叫多色性?为什么
矿物具有多色性？多色性
明显程度与哪些因素有
关？
多色性是非均质体矿物颜
色色彩发生改变呈多种色
彩的现象。
非均质体矿物光型上表现
为各向异性，对光波的选择
性吸收岁方向的不同而改
变，因此在显微镜下旋转物
台式，非均质体矿物的颜色
色彩和浓度一般情况下都
会发生改变。
因素：与矿物本性有关；与
切片方向有关，平行光轴或
光轴面的切面的多色性最
明显垂直光轴的切面布局
多色性；此外与拨片厚度、
视域亮度等因素也有关系。