晶体矿物的光学性质一概述
第七章 矿物的物理性质
弹性、挠性、脆性、延展性。 其中绝大多数矿物具有脆性，自然金属具强 延展性，有些矿物（如辉铜矿、方铅矿等） 具微弱延展性，表现为磨损后可出现光滑平 面或棱角，可刻划出光亮刻痕等现象。
矿物学通论
第七章 矿物的物理性质
三、矿物的其它物理性质
1.比重 ⑴比重的概念及级别 比重指纯净的矿物在空气中的重量与同体积 纯水重量之比。分为三级： 轻比重：2.5以下，如石膏； 中等比重：2.5-4，大多数矿物，如石英、 方解石、正长石等； 重比重：大于4，如重晶石、方铅矿等。
矿物学通论
第七章 矿物的物理性质
一、矿物的光学性质
2.条痕色
矿物在未上釉的瓷板上磨划留下的粉末的颜色 （矿物硬度应低于瓷板）。条痕色主要不是矿 物的表面色，而是光线透过极细的颗粒后呈现 的颜色。
矿物学通论
第七章 矿物的物理性质
一、矿物的光学性质
透明度高的矿物，条 痕色白色或很浅的颜 色。半透明矿物的微 粒对透过光表现明显 吸收，条痕呈各种彩 色。不透明矿物的微 粒也透不过可见光， 呈现黑色条痕。
二、矿物的力学性质
b. 晶体结构中质点的排列方式 结构不紧密者，硬度低，如石英（离子电位 高）比刚玉（离子电位低）的硬度小，即前 者的结构不如后者紧密；层状结构的矿物由 于层间联系力小，硬度一般较低，如滑石、 石墨、辉钼矿等；含结晶水的矿物一般硬度 较低，如石膏。
矿物学通论
第七章 矿物的物理性质
二、矿物的力学性质
矿物学通论
第七章 矿物的物理性质
三、矿物的其它物理性质
3.发光性 ⑴发光性的概念 矿物受外界能量的刺激，能发出可见光的性质 为发光性。荧光、磷光。 ⑵影响因素 晶格中的微量杂质产生的晶格缺陷成为能发射 可见光的中心。
宝石学基础：宝石矿物的物理性质(光学性质).
宝石学基础：宝石矿物的物理性质（光学性质）光学性质光和宝石（自然光和偏振光）自然光经宝石（特别是各向异性宝石）反射、折射、双折射或选择性吸收等作用后，可转变成只在一个固定方向内振动的光波，这种光称为偏振光。
偏振光是在单一平面内并只在与传播方向垂直的一个方向上振动的光。
1、光的反射是指落到宝石表面的一部分光由表面折回的现象。
由光的反射而提供的一系列重要的光学效应：光泽：金刚光泽、亚金刚光泽、玻璃光泽、树脂光泽、丝绢光泽、金属光泽宝石的光泽也称反射率，可通过反射率仪来测试。
特殊光学效应：光彩、猫眼效应、星光效应、晕彩。
亮度：是指光从宝石亭部小面反射而导致冠部呈现的明亮和度，取决于宝石的透明度和琢磨比例。
2、光的折射折射：是指光穿过两个不同光密度的介质时（入射线与分界呈900除外），其传播方向发生变化的现象。
全内反射；以临界角（折射角等于900时）为基准，所有小于临界角的角度与分界面相遇的入射光，将离开光密度较大的物质而进入光疏介质中。
所有大于临界角的入射光与分界面相遇时，将发生全内反射（遵守反射定律）并留在光密度较大的物质中。
3、宝石的颜色颜色不是物质固有的特征，它只是光作用于人的眼睛而在人的头脑中产生的一种感觉。
这是颜色的本质。
颜色形成的条件：白光源、改变光的物质（致色元素）、接受残余光的人眼和解释它的人脑。
宝石颜色引起的因素：化学元素（自色元素、他色元素），铬元素致色的重要性。
（红宝石、祖母绿、变石），电荷转移（堇青石），晶体结构缺陷造成电子转移（电子色心和空穴色心，如萤石）主要致色元素（Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu），放射性元素如U、Th。
色散；如钻石干涉与衍射；如欧泊的晕彩。
月长石的光彩。
多色性：一轴晶宝石具二色性，二轴晶宝石具三色性。
4、宝石的透明度透明度就是指宝石矿物透过可见光的能力，主要与宝石矿物对光的吸收的强弱有关。
透明：宝石矿物碎片厚为0.01cm时能透光.半透明：宝石矿物碎片厚为0.01—0.001 cm之间时能透光。
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
晶体光学造岩矿物复习资料
晶体光学造岩矿物复习资料晶体光学是矿物学中的一个重要分支，它研究的是矿物在光学性质方面的表现。
在地质学和矿物学领域中，晶体光学在鉴定和分类矿物方面起着至关重要的作用。
对于从事地质学和矿物学研究的学者和爱好者来说，掌握晶体光学的基本原理和方法是必不可少的。
首先，让我们来了解晶体光学的基本概念。
晶体光学是研究晶体对光的传播和相互作用的学科。
晶体是由具有规则排列的原子、离子或分子组成的固体物质，其结构对光的传播和相互作用产生了特殊的影响。
晶体光学主要研究晶体的各向同性和各向异性光学性质，其中各向同性是指晶体在任何方向上的光学性质都相同，而各向异性则是指晶体在不同方向上的光学性质有所差异。
在晶体光学中，最基本的概念是折射率。
折射率是指光线从一种介质进入另一种介质时，光线的传播速度发生变化的程度。
不同的晶体具有不同的折射率，这是由晶体的化学成分和结构所决定的。
通过测量晶体的折射率，我们可以获得有关晶体的重要信息，如化学成分、晶体结构和晶体的光学性质等。
晶体光学中的另一个重要概念是双折射现象。
双折射是指当光线通过各向异性晶体时，光线在晶体内部会分裂成两束，分别沿着不同的方向传播。
这种现象是由于晶体内部的结构对光的传播产生了不同的影响。
通过观察和测量双折射现象，我们可以判断晶体的各向异性性质和晶体的结构类型。
晶体光学中的另一个重要概念是偏光现象。
偏光是指光的振动方向在传播过程中发生改变的现象。
在晶体光学中，由于晶体的各向异性性质，光线在通过晶体时会发生偏振现象。
通过观察和测量晶体的偏光现象，我们可以了解晶体的光学性质和结构特征。
除了上述基本概念，晶体光学还涉及到一些重要的实验方法和仪器。
例如，偏光显微镜是晶体光学研究中常用的仪器，它可以观察和测量晶体的光学性质。
偏光显微镜通过将偏振光和晶体样品结合起来，可以观察到晶体的双折射现象和偏光现象。
通过调整偏光显微镜的偏振器和旋转样品，我们可以获得有关晶体的详细信息。
矿物鉴定：矿物的光学性质
(3) 假色：
烟水晶
萤石
是自然光照射在矿物表面或进入到矿物内部所 产生的反射、干涉、衍射、散射等物理光学效应 而引起的矿物呈色。假色只对个别矿物有辅助鉴 定意义。
矿物中常见的假色主 要有：
① 锖色：指某些不透明矿
物表面氧化薄膜引起反射光的 干涉而呈现出的彩色。
3、矿物颜色的成因类型：
自色：因矿物中某些色素离子和晶体构造而产生的颜色。 他色：矿物中因含外来杂质（机械混入物、气液包体等）而产生
的颜色。
假色：由于某些物理原因（裂隙、氧化膜等）引起光线
干涉造成颜色。
(1) 自色：
由矿物本身固有的化学成分和内部结构所决定的颜色。
辰砂红色
孔雀石绿色
自然金金黄色
(2) 他色：
土状光泽（高岭土）
丝绢光泽（石棉）
蜡状光泽
油脂光泽
（1）金属光泽：反光能力很强，似平滑金属磨光面的反光。矿
物具金属（感），条痕呈黑色或金属色；
(2) 半金属光泽：反光能力较强，似未经磨光的金属表面的反
光。矿物呈金属色，条痕为深彩色(如棕色、褐色等)；
(3) 金刚光泽：反光较强，似金刚石般明亮耀眼的反光。矿物条
痕为浅色(如浅黄、桔红、浅绿等)；
(4) 玻璃光泽：反光能力相对较弱，呈普通平板玻璃表面的反光。
如同珍珠表面或蚌壳内壁那种柔和而多彩的光泽。
(7) 土状光泽：呈土状、粉末状或疏松多孔状集合体的矿
物，表面如土块般暗淡无光。如块状高岭石和褐铁矿等。
影响矿物光泽的主要因素是矿物的化学键类型。
一般来说，具金属键的矿物，一般呈现金属或半金属光泽； 具共价键、离子键或分子键的矿物呈现金刚光泽或玻璃光泽。
晶体矿物的光学性质
04
晶体矿物的光学性质的应 用
地质学应用
岩石识别
通过观察岩石的光学性质，如颜色、透 明度、光泽等，可以初步判断岩石的矿 物组成和结构，有助于地质学家的岩石 分类和成因研究。
VS
矿床勘探
在矿床勘探中，通过观察岩石或矿物的光 学性质，如反射率、折射率、双折射率等 ，可以推测矿物的存在和分布情况，为找 矿提供重要线索。
分类
晶体矿物的光学性质可以分为线性光学性质和非线性光学性质两类。线性光学 性质包括光的折射、反射、散射等行为，非线性光学性质则涉及到更高阶的光 学效应。
晶体矿物光学性质的重要性
资源勘查
通过研究晶体矿物的光学性质， 可以有效地进行矿产资源的勘查 和识别，为地质学和矿产资源开
发提供重要依据。
宝石学
晶体矿物的光学性质是决定宝石价 值的重要因素之一，不同种类的宝 石因其独特的光学性质而备受珍视。
反射与光泽
反射
当光线照射到晶体矿物表面时，会有一部分光线被反射回来。反射能力与晶体的 表面平滑度、晶格结构等因素有关。反射能力强弱也是鉴定矿物的重要依据之一 。
光泽
晶体矿物表面的反光能力，与矿物的反射能力、表面平滑度等因素有关。不同晶 体矿物具有不同的光泽，也是鉴定矿物的重要依据之一。
颜色与色散
X射线衍射技术主要应用于研究晶体矿物的晶体结构和相 变等方面。通过分析X射线衍射图谱，可以确定矿物的晶 系、晶格常数、晶面间距等参数，为矿物的成因和演化研 究提供重要依据。
红外光谱技术
红外光谱技术是研究晶体矿物分子结构和化学键合状态的重要手段之一。通过红 外光谱技术，可以获得晶体矿物分子振动和转动信息，进而推断出矿物的化学成 分和分子结构。
01
研究不同化学成分对晶体矿物光学性质的影响，揭示其内在联
矿物的光学性质
矿物的光学性质矿物在可见光作用下所呈现的特征，包括颜色、条痕、透明度与光泽。
1，颜色矿物的颜色是矿物对白光作不同程度的吸收或选择吸收后，所剩下的色光的混合。
矿物呈色的原因有下述三个方面：①由矿物的化学成份和内部结构所固有的颜色。
是固定不变的，称为【自色】。
不同矿物的自色不同，因而具鉴定意义。
②因矿物含有气泡、有色杂质等包裹体，而使矿物呈色，这种颜色与矿物本身的化学成份和内部结构无关，称【它色】。
矿物所呈它色受所含杂质及包裹体控制，是不固定的，故无鉴定意义。
③由矿物内部的裂面或表面氧化膜等所引起的光的色散、干涉作用，而产生的颜色称【假色】，也无鉴定意义。
鉴于矿物上述呈色原因，在观察、描述矿物时，应选择新鲜而无包裹体的矿物晶体，根据它的【自色】来鉴别矿物。
矿物的颜色一般采用与实物的颜色作对比的方法来描述，例如：铅灰色、烟灰色、金黄色、铜黄色、橘黄色、乳白色、砖红色、肉红色、橄榄绿色，天兰色等。
因矿物的颜色较复杂，常采用在主色前加辅色的方法进行描述，例如：褐黄色、黄绿色、兰灰色等。
基本色写在后面，写在前面的为次要色。
2，条痕为排除它色与假色对矿物颜色的影响，往往用矿物的条痕来鉴定矿物。
条痕是矿物矿物粉末的颜色。
通常矿矿物在未上釉的瓷板上擦划获取条痕。
，无瓷板时可将矿物研成粉末进行观察。
矿物的条痕比矿物的颜色更固定，是矿物的主要鉴定特征。
例如：赤铁矿的颜色有赤红、铁红、钢灰等色，可是其条痕总是樱红色。
条痕对于硬度小或脆性的有色矿物具有重要鉴定意义；但对于硬度大于瓷板的矿物无条痕色，无鉴定意义。
3，透明度矿物透过可见光的能力称为透明度。
肉眼鉴定时通常根据矿物碎片边缘的透光程度来确定其透明度。
可将矿物的透明度分为：透明、半透明及不透明三类。
矿物的透明度常受颜色、厚薄及集合方式等影响。
例如：带色的厚度较大的透明矿物以及透明矿物呈细粒集合体时看起来似乎不透明。
因此，观察时应注意排除上述影响。
一般无色及色很浅的矿物是透明的，金属矿物都是不透明的。
晶体的光学性质及其应用
晶体的光学性质及其应用晶体是由有序排列的原子或分子结晶而成的有机物，是一种具有均质结构的物质。
在晶体中，光的传播受到了严格规定的限制，因此晶体的光学性质非常特殊，这种性质具有非常广泛的应用。
晶体具有自然的光学活性晶体的光学性质表现在其对偏振光的旋光性质。
偏振光是指只在一个方向上震荡的光，而晶体中自然发出的光则是未偏振光。
但当朝向晶体中的光传播方向发生旋转时，未偏振光就会发生偏振。
这是由于晶体具有对不对称分子结构，不同方向的分子旋转角度互相不同，从而使光旋转的方向发生变化。
这种现象称作自然光学活性。
晶体的双折射现象双折射是指当光线穿过晶体时会分成两束光线，分别沿着不同的方向传播，并且光线传播的速度也不同。
这个现象由于晶体中分子的空间排列呈现出某些特殊的对称性导致的，这个对称性可以被表示为对称轴或对称平面。
这种现象可以被用来制造双折射支撑倍频器。
晶体的偏光性质及其应用光源分光是指光的分光学分解为不同波长的单色光，而光的偏振性则对应着光的横向振动方式，晶体具有光的偏振性质。
通过光源分光和偏光器，可以得到偏振光，这种光从中穿过的晶体具有除了其他部分外的方向振动，因此可以形成光的旋转现象。
在显微镜下，这种现象可以显像偏振显微镜。
晶体光的波速度调制及其应用在晶体中，当一个光子进入晶体时，其波动特性与晶体中的原子结构相互作用。
通过这种相互作用，可以改变光的波速，并且可以在早期光通信系统中被用来传输数字信息。
在这种传输方式中，光的波速被快速调制，从而传输出的信息就是由快速变化的光的波速表现出来的。
晶体在光学中是一种非常美丽和独特的材料，并且也是一种非常有用的功能材料。
晶体的光学性质和应用非常多，一些应用比如水晶振荡器等已经广泛使用，而在其他一些领域，晶体的使用也在快速发展之中。
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（二）解理夹角的测定
1．选择具有两组解理、解理缝细而清晰的颗粒，升降镜筒，解 理缝不左右移动。将此颗粒移至视域中心，使解理缝交点与十 字丝交点重合。 2．旋转物台，使一组解理缝与目镜竖丝重合或平行，记下载物 台读数a°。 3．旋转物台，使另一组解理缝与 竖丝重合或平行，再记下载物 台读数b°。两次读数之差（a°－ b°）， 即为解理夹角。
1、一轴晶矿物 有两个主要颜色，分别与Ne、No相当。
如电气石： 多色性公式为：No=深蓝色、Ne=浅紫色。 吸收公式为：No＞Ne
选哪个切面观察及测定多色性公式？ ‖OA的切面
2、二轴晶矿物
有三个主要的颜色：分别与Ng、Nm、Np相当
选定矿物的几个定向切面，测得三个光学主轴上的颜色？ 一个是平行光轴面的切面；另一个最好是垂直光轴的切面。 如角闪石多色性公式为：Ng=深绿色，Nm=黄绿色，Np= 浅黄色。吸收公式为Ng＞Nm＞Np，为正吸收；
第五章 晶体矿物的光学性质
第一节 单偏光镜下晶体光学性质
一、晶体矿物的形态 二、解理及解理夹角的测定 三、颜色及多色性 四、矿物的边缘、贝克线、糙面及突起
第三节 锥光下的晶体光学性质
一、一轴晶干涉图 二、二轴晶主要类型干涉图
第二节 正交光下的晶体光学性质 第四节 透明矿物薄片系统鉴定
一、消光现象及消光位 二、正交偏光镜间矿片的干涉原理
一、晶体矿物的形态
横切面
纵切面
二、解理及解理行的细缝，称解理缝或解理纹。
2、解理的等级 根据解理缝的特征可将解理发育的 完善程度大略划分三个等级： （1）极完全解理：解理缝细、密、长，而且往往贯通整个晶体。 （2）完全解理：解理缝之间的间距较宽，一般不完全连续。 （3）不完全解理：解理不发育，像裂纹。有时仅见解理缝痕迹。
3、多色性吸收公式
以电气石、黑云母及角闪石为例：
电气石 No＞Ne
深蓝 浅紫
黑云母 Ng≈Nm＞Np
深棕 浅黄
普通角闪石 Ng＞Nm＞Np
深绿 黄绿 浅黄
复习：偏光显微镜和其它显微镜的区别； 单偏光镜下矿物的形态、解理、颜色
及多色性（概念及应用）。
预习：边缘、贝克线、糙面、突起的概念； 第二节。
一、透明矿物薄片系统观察的内容 二、鉴定未知矿物的一般程序
三、光程差公式
四、干涉色及干涉色色谱表
五、补色法则及常用补色器
六、正交偏光镜间主要光学性质的观察和测定
第一节 单偏光镜下晶体光学性质
单偏光镜下观察和测定矿物的光性特征有：矿物的形态和 解理，颜色和多色性，以及与矿物折光率有关的突起、糙面、 贝克线等光学性质。
三、颜色及多色性 （一）颜色 薄片中矿物的颜色比手标本上的淡。
矿物按颜色划分为如下类型：
（1）浅色矿物：如石英、长石等； （2）暗色矿物：如黑云母、角闪石等。
无色透明 有颜色
（二）多色性及吸收性
单偏光下在不同方向上观察矿物呈现不同颜色的现象称 为矿物的多色性，颜色深浅的变化称吸收性。
这种现象是非均质体矿物的各向异性在颜色上的反 映，是非均质体不同方向对光波的选择性吸收及吸收 强度不同造成的，因为非均质矿片在不同方向的折光 率值是不同的（除垂直光轴切面）。