3-4第三四讲：正交偏光镜下透明矿物的晶体光学特征
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3-4 正交偏光镜下的晶体光性特征
据汪相,2009
干涉色级序及其划分
（1）随光程差增大，显示不同干涉色。以紫红 (560 nm等间距重复出现)为界， 将干涉色划分为四个级序(Gradation Sequence) 。各级序内部色调的一次变化， 称为一个色序（Colour Sequence）。 （2）当光程差很大时，出现各色光波混杂的干涉现象，称高级白干涉色 （High-order white）—具珍珠晕彩的黄白色，如方解石。
薄片中的矿物使光的振动方向发生了改变 发生双折射，产生干涉、消光等现象
plagolΒιβλιοθήκη vinePPLXPL
矿物—产生奇妙光 学现象的魔术师!!
不同的魔术师，本领也不一样！
现在，旋转载物台
大多数矿物颜色和亮度发生变化， 旋转 360°， o 四明四暗 - 刚好 转90 交替变化一次
非均质体矿物
均质体矿物
普通角 闪石
镁橄榄石
铁橄 榄石
碳酸盐 矿物
4.矿物最高干涉色和最大双折射率的测定
如何测定矿物最高干涉色和最大双折射率
？
据汪相,2009
寻找//OA或//OAP的切面，它们具有：
最高的干涉色（正交） 最明显的多色性（单偏） 最强的闪突起（单偏） 其他特征（解理、干涉图）
5、矿物多色性、吸收性公式测定
（1）PPL 经薄片和上偏光镜的 两次分解, 产生了1π的位相差
PPL
+
（2） A1和A2在经过薄片时因 波速不同，产生的位相差= （R/λ）×2 π
PP
PPL通过薄片产生的位相差
*光程差R=d(N1-N2)
总位相差
Δθ=R/λ×2 π+ π
R=2n×λ/2 (半波长偶数倍) ， Δθ=(2n+1)π；干涉抵消
正交偏光镜下的晶体光学性质
单击此处添加大标题内容
云母试板（1/4λ） ---颜色的变化时针对矿物薄片的干涉色。 光程差为147nm，干涉色为一级灰白； 使矿片的干涉色升、降一个色序。 如矿片为一级紫红，升高变为二级蓝，降低变为一级橙黄。 晶体干涉色为二级绿（800nm），升高变为（947nm）二级橙黄，降低变为（653nm）二级蓝色 适用于干涉色级序一级、二级和三级的晶体。
3.影响光程差的因素有哪些？
R=V0(tg-tp）=D(Vo/Vg-Vo/Vp)=D(Ng-Np)=D*△N
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。
tp、tg：快光、慢光通过厚度为D的薄片所需要时间； VP、Vg：光在晶体中的传播速度；
N：晶体的双折射率。 决定光程差的因素是薄片的厚度和晶体的双折射率值。
问题：影响干涉色的因素有哪些？
1.干涉色只决定于光程差，于晶体的颜色无关；
决定光程差的大小因素是薄片的厚度(D)和切面方位中的双折射率(Ng-Np)，薄片的厚度和切面方位中的双折射率决定了干涉色；
α角的大小只影响干涉色的亮度而不影响干涉色本身的颜色；
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。 随着光程差的逐渐增加，产生了一系列有规律变化的干涉色序。为了将光程差不等而颜色相同的干涉色区别开来，用特征色将干涉色分级，每级内干涉色均按照一定的次序出现，称为干涉色级序。 第一级序（0~560nm）：暗灰—灰白—浅黄—亮黄—橙—紫红 第二级序（560~1120nm）：蓝—蓝绿—绿—黄—橙—紫红 第三级序（1120~1680nm）：蓝绿—绿—黄—橙—红 第四级序（1680nm以上）：粉红—浅绿—浅橙- 高级白：更高级序各色光波混杂形成一种与珍珠表面相似的亮白色。
正交偏光镜下透明矿物的晶体光学特征
第3-4讲. 正交偏光镜下透明 矿物的晶体光学特征
重点内容 干涉色
消光
光率体椭圆半径和名称测定
多色性公式和吸收性公式的测定
消光类型及消光角的测定
复习1： 光性方位
光率体主轴与结晶轴之间的关系称为光性方位。
1.中级晶族（一轴晶）：
光轴（OA）=Ne=高次对称轴
2.低级晶族（二轴晶）
单斜晶系：
∥（001） Np’
光性方位：？
消光类型：不同切面有不同的消光类型
Z Ng Z Ng’ X Np Y=Nm Nm X Z Nm Y
Ng Y
X
Np
以角闪石为例
∥（100）
∥（010）
消光类型
同一矿物不同切面可有不同消光类型
z z
Ng Np
x
Ng Nm Np′
y
Nm Np
y
(010)面 斜消光
■均质体的任意切面
■非均质体垂直光轴（⊥OA）的切面
全消光：上述两种切面，其消光不会因为旋转物
台而发生改变，即使旋转物台360°，矿
片始终保持黑暗。这种现象称为全消光
■非均质体斜交光轴的切面，但是其光率体椭圆半
径分别平行PP、AA
●消光位：非均质体矿物的斜交光轴的切 面，在正交偏光镜下处于消光时的位臵， 称为消光位,相邻消光位相差90° 非均质体矿物的斜交光轴的切面处于消
光程差 R =（2n + 1）λ/ 2 —— 两干涉光相互抵消而变暗 光程差 R = 2n λ/ 2 —— 两干涉光相互叠加而加强
红光λ= 700nm 橙光λ= 620nm 黄光λ= 560nm 绿光λ= 515nm 蓝光λ= 470nm 青光λ= 440nm 紫光λ= 410nm
重点内容 干涉色
消光
光率体椭圆半径和名称测定
多色性公式和吸收性公式的测定
消光类型及消光角的测定
复习1： 光性方位
光率体主轴与结晶轴之间的关系称为光性方位。
1.中级晶族（一轴晶）：
光轴（OA）=Ne=高次对称轴
2.低级晶族（二轴晶）
单斜晶系：
∥（001） Np’
光性方位：？
消光类型：不同切面有不同的消光类型
Z Ng Z Ng’ X Np Y=Nm Nm X Z Nm Y
Ng Y
X
Np
以角闪石为例
∥（100）
∥（010）
消光类型
同一矿物不同切面可有不同消光类型
z z
Ng Np
x
Ng Nm Np′
y
Nm Np
y
(010)面 斜消光
■均质体的任意切面
■非均质体垂直光轴（⊥OA）的切面
全消光：上述两种切面，其消光不会因为旋转物
台而发生改变，即使旋转物台360°，矿
片始终保持黑暗。这种现象称为全消光
■非均质体斜交光轴的切面，但是其光率体椭圆半
径分别平行PP、AA
●消光位：非均质体矿物的斜交光轴的切 面，在正交偏光镜下处于消光时的位臵， 称为消光位,相邻消光位相差90° 非均质体矿物的斜交光轴的切面处于消
光程差 R =（2n + 1）λ/ 2 —— 两干涉光相互抵消而变暗 光程差 R = 2n λ/ 2 —— 两干涉光相互叠加而加强
红光λ= 700nm 橙光λ= 620nm 黄光λ= 560nm 绿光λ= 515nm 蓝光λ= 470nm 青光λ= 440nm 紫光λ= 410nm
第4章 正交偏光镜下的晶体光学性质
消光角——解理缝、双晶缝或晶面迹线与光率体 椭圆半径之间的夹角称为消光角 。如单斜辉石 Ng∧C>30
3 对称消光
矿片消光时，目镜十字丝平分两组解理 缝或两条晶面迹线的夹角。
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
//(001)切面为对称消光 //(010)切面为斜消光 //(100)切面为平行消光
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
相同的2束或者2束以上的光
-0.5 0 -1
在同一介质中相遇时，在重 -1.5
90 180 270 360 450 540 630
叠区相互作用产生相长增强
或相消减弱的明暗相间的干
涉条纹的现象。
1.5 1
相长干涉
(1) 若振动方向一致、频率相
0.5
同——双倍振幅，相长增强、
0 -0.5 0
90 180 270 360 450 540 630
578 592
620
红
770
白光干涉的各种单色光干涉色
每种单色光按照 不同的规律发生 叠加加强和抵消 减弱
因此与此R对应 的7种单色光再 混合在一起的混 合色，就形成了 干涉色。
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
3 对称消光
矿片消光时，目镜十字丝平分两组解理 缝或两条晶面迹线的夹角。
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
//(001)切面为对称消光 //(010)切面为斜消光 //(100)切面为平行消光
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
相同的2束或者2束以上的光
-0.5 0 -1
在同一介质中相遇时，在重 -1.5
90 180 270 360 450 540 630
叠区相互作用产生相长增强
或相消减弱的明暗相间的干
涉条纹的现象。
1.5 1
相长干涉
(1) 若振动方向一致、频率相
0.5
同——双倍振幅，相长增强、
0 -0.5 0
90 180 270 360 450 540 630
578 592
620
红
770
白光干涉的各种单色光干涉色
每种单色光按照 不同的规律发生 叠加加强和抵消 减弱
因此与此R对应 的7种单色光再 混合在一起的混 合色，就形成了 干涉色。
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
正交偏光镜下晶体的光学
04
晶体光学在科学和技术中的应用
光学仪器制造
透镜和反射镜
激光器
晶体光学材料如石英、方解石等常用 于制造透镜和反射镜，用于各种光学 仪器中。
晶体是激光器的重要组成元件，如常 见的红宝石激光器中的红宝石晶体。
干涉仪
利用晶体光学性质，可以制造出各种 干涉仪，用于测量光波的波长、相位 等参数。
晶体材料研究
新技术
随着纳米技术、光子学和量子技 术的发展，有望实现更高效、更 精确的光学器件和系统。
偏光镜和晶体光学在前沿科学中的应用
生物医学成像
利用偏光镜和晶体光学技术，提高生物医学成像的分辨率和清晰 度，为疾病诊断和治疗提供更准确的信息。
光学传感与检测
利用偏光镜和晶体光学器件，实现高灵敏度、高分辨率的光学传感 与检测，用于环境监测、化学分析等领域。
组织光学成像
通过向生物组织中引入光学活性 物质，利用晶体进行光束调制和 成像，实现高分辨率的组织光学 成像。
光声成像
结合晶体和光声效应，可以开发 出新型的光声成像技术，用于无 损检测生物组织内部的病变。
05
正交偏光镜与其他光学仪器的比较
普通偏光镜
普通偏光镜主要用于观察透明 或半透明物质，如玻璃、水晶 等。
学器件的稳定性和耐久性。
智能化与自动化
03
结合人工智能、机器学习等技术，实现光学仪器的智能化与自
动化控制，提高其测量精度和可靠性。
THANKS
感谢观看
偏振片
使自然光变为偏振光的光 学元件。
晶体中的光传播ຫໍສະໝຸດ 双折射现象光线在通过某些晶体时， 会分解为两个偏振方向相 互垂直的折射光。
折射率
光在介质中的传播速度与 真空中的传播速度之比。
正交偏光镜下的晶体光学性质
偶数倍，使该部分单色光抵消或减弱；同时该光程差又可能 相当或接近于另一部分单色光半波长的奇数倍，使另一部分 单色光不同程度加强。
不同程度加强的单色光混合，构成与该光程差相应的混合
颜色，它是白光通过正交镜间矿片后，经过干涉作用形成的， 故称为干涉色。
干涉色不是矿物本身的颜色。
19
橄榄石（单偏光）
35
补色法则的应用：
在两个晶体切片中，如果有一矿片的光率体椭圆 半径名称及光程差为已知，当它们在正交镜间45° 位臵重叠时，观察干涉色级序的升降变化，根据补 色法则可以确定另一个矿片的光率体椭圆半径名称 及光程差。 已知光率体椭圆半径名称和光程差的矿片，称 为补色器。
36
2、几种常用的补色器
⑴石膏试板（标记为λ或IR）
当紫光光率体椭圆半径与上、下偏光振动方向平行时， 矿片上紫光消光而呈现暗褐红色；
当红光光率体椭圆半径与上、下偏光振动方向平行时， 矿片上红光消光时而呈现暗蓝紫色。
6
三、矿片的干涉现象
1、当非均质体除垂直光轴以外的其他方向切 面上光率体椭圆半径与AA、PP斜交时，矿片 不消光，将发生干涉作用。
下偏光透过矿片时，分解成K1、K2 两种偏光，Nk1>Nk2 ，所以Vk1<Vk2 ，K1、K2在通过矿片时必然产生光程差 R。 当K1、K2透过矿片后，二者在空气中速度相等，所以在 它们到达上偏光镜之前，R 保持不变。当K1、K2到达上偏光 镜后，再次发生双折射。 K1 分解为 K1′ 和 K1″ K2 分解为 K2′ 和 K2″ 其中K1″和K2″振动方向与 AA 垂直，不能透出上偏光镜，可 以不考虑。而K1′和K2′平行AA，可以透出上偏光镜。
例：R为550nm时，在正交镜间呈现一级紫红干
不同程度加强的单色光混合，构成与该光程差相应的混合
颜色，它是白光通过正交镜间矿片后，经过干涉作用形成的， 故称为干涉色。
干涉色不是矿物本身的颜色。
19
橄榄石（单偏光）
35
补色法则的应用：
在两个晶体切片中，如果有一矿片的光率体椭圆 半径名称及光程差为已知，当它们在正交镜间45° 位臵重叠时，观察干涉色级序的升降变化，根据补 色法则可以确定另一个矿片的光率体椭圆半径名称 及光程差。 已知光率体椭圆半径名称和光程差的矿片，称 为补色器。
36
2、几种常用的补色器
⑴石膏试板（标记为λ或IR）
当紫光光率体椭圆半径与上、下偏光振动方向平行时， 矿片上紫光消光而呈现暗褐红色；
当红光光率体椭圆半径与上、下偏光振动方向平行时， 矿片上红光消光时而呈现暗蓝紫色。
6
三、矿片的干涉现象
1、当非均质体除垂直光轴以外的其他方向切 面上光率体椭圆半径与AA、PP斜交时，矿片 不消光，将发生干涉作用。
下偏光透过矿片时，分解成K1、K2 两种偏光，Nk1>Nk2 ，所以Vk1<Vk2 ，K1、K2在通过矿片时必然产生光程差 R。 当K1、K2透过矿片后，二者在空气中速度相等，所以在 它们到达上偏光镜之前，R 保持不变。当K1、K2到达上偏光 镜后，再次发生双折射。 K1 分解为 K1′ 和 K1″ K2 分解为 K2′ 和 K2″ 其中K1″和K2″振动方向与 AA 垂直，不能透出上偏光镜，可 以不考虑。而K1′和K2′平行AA，可以透出上偏光镜。
例：R为550nm时，在正交镜间呈现一级紫红干
4正交偏光下晶体光学性质
45 度 和 90 度
磷灰石一级白干涉色 （R1=150nm) 加入石膏试板
异名半径平行，R = R1 R2=550-150=400nm， 干涉色相对于试板降低 （一级红至一级黄）
同名半径平行， R = R1 + R2 =550+150=700nm， 干涉色相对于试板升高（一 级红至二级蓝）
补色法则——
45o A A 45o A
P
PP
PP
P
A
A
A
45o A
P
P
No Ne
A
利用石英楔测定干涉色级序
①随着石英楔的慢慢插入， 矿片上干涉色级序逐渐 升高，表明石英楔与矿 片上光率体椭圆切面的 同名半径平行，不可能 出现消色位，达不到测 定干涉色级序的目的， 必须转动载物台90°， 使二者异名半径平行， 再进行测定。
光程差是怎么推导出来的?
R=C0×(T慢光-T快光)=C0×(Tk1-Tk2)
= C0×(d/Vk1-d/Vk2) = d×(C0/Vk1-C0/Vk2) = d×(Nk1-Nk2)=d×(N1-N2)
思考:开始公式中为什么是用光在空气中的传播速度C0,而 不是在薄片中的传播速度?(一个可能会开始使你困惑,但 想清楚后感到funny的问题)
让我们看一下干涉色在实际薄片中是如何表现的:
plag ol ol ol ol ol plag plag
ol plag
plag
plag
注意：同种矿物有着不同的干涉色 – why?
（同种矿物的不同颗粒有着不同的切面方向向）
不同种矿物有相同的干涉色吗？
这个薄片中呈兰 色干涉色的矿物 既有辉石，也有 角闪石，怎么办？
矿物的干涉色取决于什么? ——重折射率
第4章 正交偏光下的晶体光学性质
晶体光学
Optical Crystallograpgy
第四章 正交偏光下的 晶体光学性质
正交偏光镜下观察的光学性质
在正交偏光镜装臵下，可以观 察矿物的晶体光学性质包 括: 单 偏 光
1）消光、消光位
2）矿物的干涉色, 测定矿物干 涉色的级序 3) 补色法则的应用 4) 光率体切面半径方向和名 称测定 5) 消光类型和消光角的测定 6) 矿物延性测定等。
如何判断具体某个矿物切面的干涉色级序呢？ 感觉？经验？准确的方法？
让我们看一下干涉色在实际薄片中是如何表现的:
pl ol pl
pl 如果同种矿物的每一颗看上去都不 同，那么我们又如何知道、如何鉴 ol pl ol 定??
ol
pl
ol
ol
pl
注意同种矿物有着不同的干涉色 – why??
同种矿物的不同颗粒有着不同的定向
干涉现象分析：过上偏光后的偏光汇聚
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) 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
干涉现象分析：过上偏光镜时的再分解
-->上偏光镜— >k1'(//AA) + k1"(//PP) + k2'(//AA) + k2"(//PP) -->k1'(//AA) + k2'(//AA) 结论：k1' (//AA)+k2' (//AA) 两种偏光能通过上偏光镜 干涉现象发生的前提：四 次消光切面不处于消光位 的时侯， 即光率体椭圆的 半径与PP、AA斜交！
Optical Crystallograpgy
第四章 正交偏光下的 晶体光学性质
正交偏光镜下观察的光学性质
在正交偏光镜装臵下，可以观 察矿物的晶体光学性质包 括: 单 偏 光
1）消光、消光位
2）矿物的干涉色, 测定矿物干 涉色的级序 3) 补色法则的应用 4) 光率体切面半径方向和名 称测定 5) 消光类型和消光角的测定 6) 矿物延性测定等。
如何判断具体某个矿物切面的干涉色级序呢？ 感觉？经验？准确的方法？
让我们看一下干涉色在实际薄片中是如何表现的:
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pl 如果同种矿物的每一颗看上去都不 同，那么我们又如何知道、如何鉴 ol pl ol 定??
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注意同种矿物有着不同的干涉色 – why??
同种矿物的不同颗粒有着不同的定向
干涉现象分析：过上偏光后的偏光汇聚
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) 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
干涉现象分析：过上偏光镜时的再分解
-->上偏光镜— >k1'(//AA) + k1"(//PP) + k2'(//AA) + k2"(//PP) -->k1'(//AA) + k2'(//AA) 结论：k1' (//AA)+k2' (//AA) 两种偏光能通过上偏光镜 干涉现象发生的前提：四 次消光切面不处于消光位 的时侯， 即光率体椭圆的 半径与PP、AA斜交！
三、正交偏光镜间的晶体光学性质
3．异名半径平行 R＝|R1－R2 | 。总光程差可有 三种情况： R＜R1、R2 ； R2＜R＜R1 ； R2＞R＞R1 ； 取决于：R1、R2的相对大小。 R可比R1和R2均低，或仅低于其中之一。但肯定要低于其 中较高的哪一个。此时规定，干涉色级序降低。 此时规定，干涉色级序降低 此时规定 消色。（与消光不同） 若 R1＝R2， R＝0 。 消色 ＝ 4．应用：如果二矿片中一个矿片的程差及其长短半径名 称已知，则可用以测定另一矿片的半径名称及程差。这种 这种 已知R、及轴名的矿片就叫补色器 已知 、及轴名的矿片就叫补色器。
第三节
正交偏光镜间的干涉现象
非均体椭圆切面半径与AA, PP 平行时产生消光，当二者 斜交时，则产生干涉。 一、 光波在正交镜间的行进分解 光波在正交镜间的行进分解（非均质体、非消光位） 1．通过下偏光：→PP方向振动。 2．进入矿片：第一次分解，双折射形成K1， K2，分别沿椭圆 切面半径振动。K1长，K2短。二者n值不等（Nk1＞Nk2），V不 等。K1，慢光，K2，快光。形成光程差 光程差R。 光程差 3．进入上偏光：再次分解，形成K1＇、K1＇＇；和K2＇、 K2＇＇ ，其中K1＇＇和K2＇＇⊥AA，不能通过。K1＇和K2＇ 则平行AA，可以通过。
第六节
正交镜间主要光性观察和测定
一 、 椭圆半径方向和名 称的测定：
1．将矿片置于视域中心，转 物台使之消光。此时Ng’ ,Np’ 分别位于AA、pp方向。 2．转物台至45度位，此时干 涉色最亮。 3．插试板，观察矿片干涉色 升降情况，定出轴名。 须注意：①选合适试板； ②多为Ng ‘,Np’,仅 在一些特殊方向的切面上可 以测到Ng ,Np ,Nm,或 No ,Ne 。
第三章 正交偏光镜间的晶体光学性质
《正交偏光镜下晶体光学性质》课件
如果光源为单色光波，则当光程差为光波半波长的奇数 倍时，干涉结果是二者相互抵消而变黑暗；而当光程差为光 波半波长的偶数倍时，干涉结果是二者相互叠加，其亮度增 加一倍(见下图)
4、 干涉色及干涉色色谱表
（1）、干涉色 如果光源为单色
光，在正交偏光镜45 度位时插入石英楔， 随着石英楔的慢慢推 入，视域内依次出现 明暗相间的干涉条带。 亮带代表增强，暗带 代表减弱。
物台读数A。 3）转动载物台使切面消光，记下载物台读数B。 4）消光角＝A-B
（5 ）矿物延性符号的测定
延性符号：是指一向延长的柱状或板柱状矿物，它的延长方 向与光率体切面半径之间的关系。
正延性：长条状矿物切面，其延长方向或解理缝方向与光率 体椭圆长半径Ng或Ng′平行或其夹角小于45°；
负延性：长条状矿物切面，其延长方向或解理缝方向与光率 体椭圆短半径Np或Np′平行或其夹角小于45°。
(2)、干涉色级序
在正交偏光镜间缓慢推入石英楔子，随石英楔的慢慢推入， 其光程差由小到大连续变化，视域内出现有规律的连续干涉色， 这种干涉色依次变化的顺序叫干涉色级序： 第一级序：暗灰—灰白—浅黄—亮黄—橙—紫红 第二级序：蓝—蓝绿—绿—黄—橙—紫红 第三级序：蓝绿—绿—黄—橙—红 第四级序：粉红—浅绿—浅橙 高级白：更高级序各色光波混杂形成一种与珍珠表面相似的亮 白色。
6、正交偏光镜间主要光学性质的观察和测定
（1）非均质体光率体椭园半径方向及名称的测定
测定步骤参见下图。 试板选用及干涉色升降判断：
①干涉色在二级黄以下，选用石膏试板, 如原来矿片干涉色为一级 灰,加入石膏试板后,升高为二级蓝, 降低为一级黄。
②干涉色在二级黄以上，选用云母试板, 如原来矿片干涉色为二级 黄，升高为二级紫红，降低为二级绿。
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旋转物台，矿片时而变暗时而变亮
装置：在单偏光装置基础上，加入上偏光镜 检验：如上下偏光振动方向正交，则在空物台情况下，视域将变得全黑
加入上偏光
偏振光 自然光(平行光)
单偏光 视域明亮
正交偏光 视域全黑
检测上下偏光是否正交
●正交偏光镜下矿片的消光现象和消光位
●消光：正交偏光镜下透明矿物矿片呈现黑暗的现象 ■均质体的任意切面
N2
光学性质发生变化
P
N1
P
A1
A0
P
A2
(4)若放置非均质体斜交OA薄片， P
光率体切面半径之一与PP平行时：
只有∥PP振动的偏光才能透出薄片， 另一振动方向的偏光振幅为零，即不发 生双折射。
P
N2
P
N1
N1
P
N2
自形榍石的双晶
上图：单偏光镜下 下图：正交偏光镜下
斜长石内部的成分环带构造
空晶石截面的内部结构
上图：单偏光镜下 下图：正交偏光镜下
第三章 正交偏光镜下透明 矿物的晶体光学特征
●正交偏光镜的装置及其特点 ●正交偏光镜下矿片的消光现象和消光位 ●正交偏光镜下矿片的干涉现象 ●干涉色及正常干涉色色序 ●补色法则和补色器 ●非均质体斜交OA切面光率体椭圆半径和名称测定 ●矿物多色性公式和吸收性公式的测定 ●矿物的消光类型及消光角的测定
OA 切面的光率体切面特征？ C切面的光率体切面特征？ // bc 切面的光率体切面特征？
角闪石 Ng
Nm
a
Np
OA 切面的光率体切面特征？ C切面的光率体切面特征？ // bc 切面的光率体切面特征？ //OAP切面的光率体切面特征？
C ^ Np=0-9º
复习2： 单偏光
单偏光系统：只使用下偏光 镜的显微镜
■非均质体垂直光轴（⊥OA）的切面
全消光：上述两种切面，其消光不会因为旋转物 台而发生改变，即使旋转物台360°，矿 片始终保持黑暗。这种现象称为全消光
■非均质体斜交光轴的切面，但是其光率体椭圆半
径分别平行PP、AA
●消光位：非均质体矿物的斜交光轴的切 面，在正交偏光镜下处于消光时的位置， 称为消光位,相邻消光位相差90° 非均质体矿物的斜交光轴的切面处于消 光位时，目镜十字丝方向即代表切面光 率体椭圆半径的方向
R = C Tg – C Tp = C d / Vg – C d / Vp= d （C / Vg – C / Vp）= d（Ng – Np ）
下偏光的振动方向PP‖目镜
十字丝横丝
自然光通过下偏光镜后，只
剩下振动方向‖PP 的偏光
单偏光镜装置光路图
偏光
十字丝横丝
自然光
（1）若物台上未放薄片，该偏光直接 透出目镜，视域明亮
（2）物台上放置均质体任意方向薄片 或非均质体垂直OA薄片：
➢ 由下偏光透出的偏光通过薄片后 ，不改变振动方向，薄片的折射率=
光振动方向（即目镜十字丝）重合
●正交偏光镜下矿片的干涉现象
●光波的相干性 两个相干波在空间上相遇：在某些处振动始终加强，在某些处， 振动始终减弱甚至完全抵消，从而出现亮度的明暗变化或者出现 色彩，这种现象称为干涉现象
两相干波必须具备三个条件 频率相同，振动方向相同，周相差相等
周相差可以用光程差（R）来表示 当两相干波的光程差为半波长的奇数倍时，干涉结果是合振 动减弱；当光程差为半波长的偶数倍时，干涉结果是合振动加强 ●正交偏光镜下通过矿片的光波产生干涉现象的条件 ●正交偏光镜下矿片的干涉现象
圆切面半径 ➢ 转动物台，矿物光学性质不变
(3) 若放置非均质体斜交OA片后一般发生双折射,分解
成振动方向分别//椭圆两半径方向的两
束偏光
➢ 矿物光学性质是这两种偏光通过薄片
时表现出的综合性质
➢ 两偏光的振幅随光率体半径与PP斜交
角度的变化而变化。旋转物台，矿物的
K12 = k1 sinθ= k cosθsinθ= k sin2θ/ 2
K22 = k2 cosθ= k sinθcosθ= k sin2θ/ 2
旋转物台时，若矿片椭圆切面长轴或短轴与下 偏光平行或重合，则θ为0，k12 和 k22 也为 0，没有光线透过上偏光，即达消光
●重要结论：矿物处在消光位时，其椭圆切面长短轴分别与上下偏
第3-4讲. 正交偏光镜下透明 矿物的晶体光学特征
重点内容 ✓ 干涉色 ✓ 消光 ✓ 光率体椭圆半径和名称测定 ✓ 多色性公式和吸收性公式的测定 ✓ 消光类型及消光角的测定
复习1： 光性方位
光率体主轴与结晶轴之间的关系称为光性方位。
1.中级晶族（一轴晶）：
光轴（OA）=Ne=高次对称轴
2.低级晶族（二轴晶）
●光程差 R — 光线在通过某介质所用的时间内，它在真空中
所走干的距涉离原称理为在这一条件下的光程。两束光线通过同一介质
所产生的光程之差即称为这两束光在此条件下的光程差 R
Np Ng
Np Ng
Np Ng
Np
R
Ng
d
介质厚度为 d，折射光 Ng 和 Np 通过 d 时的速度分别为 Vg 和 Vp ， 用时分别为 Tg 和 Tp，光速为 C，则
●正交偏光镜的装置及其特点
●正交偏光镜是同时使用上、下偏光镜的显微镜， 而且上、下偏光的振动方向相互垂直
●如何得到正交偏光系统？ ●正交偏光显微镜的特征
■物台上不放矿片时，正交偏光镜的视域全黑 ■物台上放置均质体矿片时，矿片呈现黑暗
■物台上放置非均质体垂直OA的切面的矿片时，
矿片呈现黑暗
■物台上放置非均质体斜交OA的切面的矿片时，
斜方晶系：三个光率体主轴与三个结晶轴分别一致。 单斜晶系：结晶轴b轴为二次对称轴，与光率体主轴之 一重合，其余两结晶轴与光率体主轴斜交。 三斜晶系：结晶轴与光率体轴全部斜交
斜方晶系：三个光率体主轴与 三个结晶轴分别一致。
单斜晶系：结晶轴b轴为二次对 称轴，与光率体主轴之一重合， 其余两结晶轴与光率体主轴斜 交。
矿片在正交偏光镜下的消光以及消光位
干涉色
消光位
逆时针方向旋转
干涉色
消光位
消光原理
●消光原理——光振幅矢量分解
入射光振幅为 k，透过矿片后两条折射 光的振幅分别为 k1和 k2，则
k12
θ k21 θ
k22 k2
k1 = k cosθ
k1
k11 k
k2 = k sinθ
两折射光进入上偏光时要继续分解，k1分 解的k11和 k2 分解的 k21 因垂直上偏光 而不能进进入，只有它们分解的 k12 和 k22 可进入
装置：在单偏光装置基础上，加入上偏光镜 检验：如上下偏光振动方向正交，则在空物台情况下，视域将变得全黑
加入上偏光
偏振光 自然光(平行光)
单偏光 视域明亮
正交偏光 视域全黑
检测上下偏光是否正交
●正交偏光镜下矿片的消光现象和消光位
●消光：正交偏光镜下透明矿物矿片呈现黑暗的现象 ■均质体的任意切面
N2
光学性质发生变化
P
N1
P
A1
A0
P
A2
(4)若放置非均质体斜交OA薄片， P
光率体切面半径之一与PP平行时：
只有∥PP振动的偏光才能透出薄片， 另一振动方向的偏光振幅为零，即不发 生双折射。
P
N2
P
N1
N1
P
N2
自形榍石的双晶
上图：单偏光镜下 下图：正交偏光镜下
斜长石内部的成分环带构造
空晶石截面的内部结构
上图：单偏光镜下 下图：正交偏光镜下
第三章 正交偏光镜下透明 矿物的晶体光学特征
●正交偏光镜的装置及其特点 ●正交偏光镜下矿片的消光现象和消光位 ●正交偏光镜下矿片的干涉现象 ●干涉色及正常干涉色色序 ●补色法则和补色器 ●非均质体斜交OA切面光率体椭圆半径和名称测定 ●矿物多色性公式和吸收性公式的测定 ●矿物的消光类型及消光角的测定
OA 切面的光率体切面特征？ C切面的光率体切面特征？ // bc 切面的光率体切面特征？
角闪石 Ng
Nm
a
Np
OA 切面的光率体切面特征？ C切面的光率体切面特征？ // bc 切面的光率体切面特征？ //OAP切面的光率体切面特征？
C ^ Np=0-9º
复习2： 单偏光
单偏光系统：只使用下偏光 镜的显微镜
■非均质体垂直光轴（⊥OA）的切面
全消光：上述两种切面，其消光不会因为旋转物 台而发生改变，即使旋转物台360°，矿 片始终保持黑暗。这种现象称为全消光
■非均质体斜交光轴的切面，但是其光率体椭圆半
径分别平行PP、AA
●消光位：非均质体矿物的斜交光轴的切 面，在正交偏光镜下处于消光时的位置， 称为消光位,相邻消光位相差90° 非均质体矿物的斜交光轴的切面处于消 光位时，目镜十字丝方向即代表切面光 率体椭圆半径的方向
R = C Tg – C Tp = C d / Vg – C d / Vp= d （C / Vg – C / Vp）= d（Ng – Np ）
下偏光的振动方向PP‖目镜
十字丝横丝
自然光通过下偏光镜后，只
剩下振动方向‖PP 的偏光
单偏光镜装置光路图
偏光
十字丝横丝
自然光
（1）若物台上未放薄片，该偏光直接 透出目镜，视域明亮
（2）物台上放置均质体任意方向薄片 或非均质体垂直OA薄片：
➢ 由下偏光透出的偏光通过薄片后 ，不改变振动方向，薄片的折射率=
光振动方向（即目镜十字丝）重合
●正交偏光镜下矿片的干涉现象
●光波的相干性 两个相干波在空间上相遇：在某些处振动始终加强，在某些处， 振动始终减弱甚至完全抵消，从而出现亮度的明暗变化或者出现 色彩，这种现象称为干涉现象
两相干波必须具备三个条件 频率相同，振动方向相同，周相差相等
周相差可以用光程差（R）来表示 当两相干波的光程差为半波长的奇数倍时，干涉结果是合振 动减弱；当光程差为半波长的偶数倍时，干涉结果是合振动加强 ●正交偏光镜下通过矿片的光波产生干涉现象的条件 ●正交偏光镜下矿片的干涉现象
圆切面半径 ➢ 转动物台，矿物光学性质不变
(3) 若放置非均质体斜交OA片后一般发生双折射,分解
成振动方向分别//椭圆两半径方向的两
束偏光
➢ 矿物光学性质是这两种偏光通过薄片
时表现出的综合性质
➢ 两偏光的振幅随光率体半径与PP斜交
角度的变化而变化。旋转物台，矿物的
K12 = k1 sinθ= k cosθsinθ= k sin2θ/ 2
K22 = k2 cosθ= k sinθcosθ= k sin2θ/ 2
旋转物台时，若矿片椭圆切面长轴或短轴与下 偏光平行或重合，则θ为0，k12 和 k22 也为 0，没有光线透过上偏光，即达消光
●重要结论：矿物处在消光位时，其椭圆切面长短轴分别与上下偏
第3-4讲. 正交偏光镜下透明 矿物的晶体光学特征
重点内容 ✓ 干涉色 ✓ 消光 ✓ 光率体椭圆半径和名称测定 ✓ 多色性公式和吸收性公式的测定 ✓ 消光类型及消光角的测定
复习1： 光性方位
光率体主轴与结晶轴之间的关系称为光性方位。
1.中级晶族（一轴晶）：
光轴（OA）=Ne=高次对称轴
2.低级晶族（二轴晶）
●光程差 R — 光线在通过某介质所用的时间内，它在真空中
所走干的距涉离原称理为在这一条件下的光程。两束光线通过同一介质
所产生的光程之差即称为这两束光在此条件下的光程差 R
Np Ng
Np Ng
Np Ng
Np
R
Ng
d
介质厚度为 d，折射光 Ng 和 Np 通过 d 时的速度分别为 Vg 和 Vp ， 用时分别为 Tg 和 Tp，光速为 C，则
●正交偏光镜的装置及其特点
●正交偏光镜是同时使用上、下偏光镜的显微镜， 而且上、下偏光的振动方向相互垂直
●如何得到正交偏光系统？ ●正交偏光显微镜的特征
■物台上不放矿片时，正交偏光镜的视域全黑 ■物台上放置均质体矿片时，矿片呈现黑暗
■物台上放置非均质体垂直OA的切面的矿片时，
矿片呈现黑暗
■物台上放置非均质体斜交OA的切面的矿片时，
斜方晶系：三个光率体主轴与三个结晶轴分别一致。 单斜晶系：结晶轴b轴为二次对称轴，与光率体主轴之 一重合，其余两结晶轴与光率体主轴斜交。 三斜晶系：结晶轴与光率体轴全部斜交
斜方晶系：三个光率体主轴与 三个结晶轴分别一致。
单斜晶系：结晶轴b轴为二次对 称轴，与光率体主轴之一重合， 其余两结晶轴与光率体主轴斜 交。
矿片在正交偏光镜下的消光以及消光位
干涉色
消光位
逆时针方向旋转
干涉色
消光位
消光原理
●消光原理——光振幅矢量分解
入射光振幅为 k，透过矿片后两条折射 光的振幅分别为 k1和 k2，则
k12
θ k21 θ
k22 k2
k1 = k cosθ
k1
k11 k
k2 = k sinθ
两折射光进入上偏光时要继续分解，k1分 解的k11和 k2 分解的 k21 因垂直上偏光 而不能进进入，只有它们分解的 k12 和 k22 可进入