防灾科技学院 晶体光学 期末复习.docx

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防灾科技学院晶体光学期末复习

第一章晶体光学基础

自然光：

光波在任何方向作等振幅的震动。

偏光：

光波只在一个方向上震动。

波速越大，折射率越小。

均质体：

光学性质不随方向发生变化，为各向同性的介质。

{高级晶族等轴晶系、非晶质体}不发生双折射，只有一个折射率。

光性非均质体:

一切具有双折射率特征的介质。

双折射：

光线进入各向异性的介质后，分解成两条光线沿不同方向折射。

光轴：

光波沿非均质体的特殊方向射入时不发生双折射，也不改变入射光性质及振动方向，

这种特殊方向称为光轴，用OA表示。

光性均质体

非晶质体、高级晶族--等轴晶系（萤石）

光性非均质体

一轴晶：

中级晶族--三、四、六、方晶系

（方解石）

二轴晶：

低级晶族—斜方、单斜、三斜晶系

（橄榄石、角闪石、斜长石）

第二章光率体与光性方位

光率体：

表示光波在晶体中传播时，光波振动方向与相应折射率之间关系的一种立体图形。

光轴角：

两个光轴之间所夹的锐角，以“2V表示”。

光学法线：

通过光率体中心而垂直光轴面方向为主轴Nm，光学法线与主轴Nm一致。

二轴晶光率体光性正负的划分原则：

（1）显微镜下，Bxa=Ng（+）Bxa=NP（-）

（2）作差相比。

光性方位：

光率体主轴与结晶轴之间的关系。

第四章单偏光镜下的晶体光学性质

（单偏光镜装置：

下偏光镜）

解理：

矿物晶体在外力作用下，沿一定方向裂成光滑平面的性质。

解理缝：

解理在岩石薄片中表现为一些相互平行的细缝。

裂纹：

如果缝是弯曲的，而不是直线，彼此常不平行，则称为裂纹。

解理角的测定：

（1）选择两组解理缝最细最清晰、升降镜筒解理缝不左右移动的切面；

（2）旋转载物台使一组解理缝平行于目镜的十字丝纵丝，并记下载物台读书a；

（3）旋转载物台使另外一组解理缝平行于目镜纵丝，记下物台读数b，a-b即为解理角。

（非均质体）多色性：

在单偏光镜下旋转载物台时，矿物颜色发生变化的现象。

（不同方向对不同波长光的选择性吸收所决定）Ng—浅绿色

（非均质体）吸收性：

在单偏光镜下旋转载物台时，矿物颜色深浅发生变化的现象。

（不同方向对光的吸收强度上的差异）如：

Ne>No

*折射率较大的振动方向表现的多色性和吸收性较明显。

边缘：

岩石薄片中，在两个折射率不同的物质接触处，可以看到一条比较黑暗的界线，称为边缘。

贝克线：

在边缘的临近处可以看到一条比较明亮的细线，称为贝克线。

边缘和贝克线原因：

相邻两介质折射率不同；双折射率越大，越黑，贝克线越亮。

贝克线移动规律：

（1）提升镜筒（下降物台），贝克线总是向折射率大的方向移动。

（2）下降镜筒（提升镜筒），贝克线总是向折射率小的方向移动。

贝克线用途：

通过矿物与矿物或矿物与树胶之间的贝克线移动规律，可以比较他们之间的折射率相对大小，并确定突起的政府。

糙面：

单偏光镜下观察薄片中矿物表面的光滑程度，某些矿物表面像粗糙皮革一样呈像点状，这种矿物表面粗糙不平的现象称为糙面。

（原因：

树胶与矿物折射率不等）

*矿物与树胶折射率差越大，糙面越显著。

突起：

在单偏光镜下观察矿物薄片中矿物时，不同矿物好像高低不同，这种现象称为突起。

（原因：

矿物折射率和树胶折射率不同）

闪突起：

单偏光镜下，当旋转载物台时，非均质体矿物边缘、糙面及突起高低随方向而发生明显变化，这种现象称为闪突起。

（双折射率最大具明显闪突起，即平行光轴面）

（原因：

旋转载物台时突起等级突然由高突起变为低突起，突起等级发生闪动变化）

第五章正交偏光镜下的晶体光学性质

（正交偏光装置：

下偏光镜、上偏光镜）

消光：

透明矿物薄片，在正交偏光镜下呈现黑暗的现象。

消光位：

矿片在消光位时所处的位置。

（光率体长短半径//十字丝）

全消光：

均质体和非均质体垂直光轴的切片，在正交偏光镜下，旋转物台360。

视域始终保持黑暗。

（原因：

这两种矿片光率体切面均为圆切面没有双折射）

四次消光：

非均质体不垂直于光轴的切片，在正交偏光下，旋转物台360。

，有四明四暗的现象。

消光类型：

对称消光（解理缝、双晶缝或晶体延长方向//十字丝纵丝或横丝）、

斜消光（解理缝、双晶缝或晶体延长方向与十字丝斜交）、

平行消光（矿片在消光位时，目镜十字丝平分两组解理夹角）

角闪石不同切面消光类型不同：

//（001）对称消光（001面两组解理）、//（010）斜消光（Ng^c,Np=b）、//（100）平行消光（Ng和c轴投影一致）

消光角：

指矿物消光时，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。

（实质：

解理缝与应变椭球体Ng之间的夹角）如Ng^c=25°

消光角的测定：

（1）选择定向切片。

选只有一个轴，

最大，干涉色级别最高的切面（平行于光轴的切面）;

（2）将矿片至于视阈中心，旋转物台使解理缝或双晶缝平行十字丝纵丝，记下载物台读书a;（抬升镜筒，解理缝不左右移动）

（3）旋转载物台使矿片达到消光位（//AA），此时光率体椭圆半径与十字丝平行，记下读数b;

（4）b-a即为消光角读数。

光程差：

两束光通过介质后传播距离的差值。

R=d

当光程差=kλ干涉结果相抵消而变黑暗；光程差=（2k+1）λ/2干涉结果相互叠加亮度增强。

干涉色色序及特征：

I级（0-550nm）：

暗灰--灰白--浅黄--橙--暗红,特点：

明显的灰色、灰白色；

II级（550-1100nm）：

蓝—蓝绿—绿—黄—橙—紫红，特点：

蓝最清晰；

III级（1100-1650nm）:

蓝—绿—黄—橙—红，特点：

绿最清晰；

IV级（1650-2200nm）：

浅蓝—浅绿—浅橙—浅红,特点：

干涉色条带间的界线更模糊。

V级以上：

高级白

补色法则：

在正交偏光的45°位置（光波振幅最大）放置两个互相垂直的非均质体矿片（垂直光轴切片除外），在光波通过此两个矿片后，其总的光程差发生增减的法则—同名半径平行，干涉色升高，异名半径平行，干涉色降低。

补色器：

已知椭圆半径和光程差的矿片。

（作用：

确定晶体内部长短半径的工具）

在物台上放一个石膏试板，在试板孔中插入云母试板，转动物台一周的过程中，可观测到：

二次黄、二次蓝、四次灰白

石膏（R=550nm）试板适用于干涉色较低的矿片，云母试板（R=137nm,147nm）适用于干涉级别低的矿片。

石英楔推至最里边会变黑，因为石英楔与矿片光程差相等且异名轴平行。

非均质体矿片上光率体椭圆半径及名称的测定：

（1）将矿片置于视域中心，转动载物台使矿片处于消光位，此时长短半径与目镜十字丝平行。

（2）在转动载物台45°，矿片干涉色最亮，此时光率体椭圆半径与十字丝夹角45°。

（3）从试板空插入试板，观察干涉死继续升降变化，利用补色法则即可判断长短半径名称。

干涉色级序的观察与测定：

法一、目估法：

根据干涉色色序特点判断。

法二、楔形变法：

矿片干涉色级序边缘低、中部高，若经过n条红带，则干涉色为（n+1）。

级。

法三、利用石英楔。

延性：

一向延伸矿物，其延长方向与光率体椭圆半径之间的关系。

正延性：

晶体切面延长方向与光率体椭圆长半径（Ng或Ng’>Np）夹角<45°；

负延性：

晶体切面延长方向与光率体椭圆短半径（Np或Np’

延性符号的测定方法：

（1）将待测的矿物切面置于视域中心，使晶体延长方向平行于目镜十字丝的纵丝，此时矿物消光；

（2）旋转物台45°，使晶体延长方向与目镜十字丝纵丝成45°夹角，此时矿片干涉色最亮该方向与试板方向垂直或一致，可应用补色法则；

（3）加入试板，观察干涉色的升降变化，判断椭圆半径名称，即可确定延性符号。

干涉色升高即为正延性，干涉色降低即为负延性。

双晶：

正交偏光镜下，表现为相邻两个单体消光位不同，呈一明一暗的现象。

（实质：

两个单体的光率体椭圆半径方位不同）

卡氏双晶：

钾长石类格子双晶：

微斜长石聚片双晶：

斜长石环带构造：

中长石

第六章锥光镜下的晶体光学性质

（锥光镜装置：

下偏光镜、上偏光镜、锥光镜、高倍镜、勃视镜）

一轴晶⊥光轴（OA）切面的干涉图

图像特点：

一个黑十字和同心圆干涉色色圈。

（色圈的有无取决于矿物的双折射率和矿片厚度）

射线：

Ne切线：

No

黑十字成因：

东西、南北方向光率体半径与上、下偏光振动方向（AA、PP）平行或近平行。

黑十字越向外宽度越大：

越向外越斜交于光轴，切出的长短半径越大。

应用：

（1）确定轴性和切片方向；

（2）测定光性

A（+）B（—）

一轴晶斜交光轴切面的干涉图（光轴与显微镜轴不平行）

图像特点：

光轴出露点不再视域中心，出现的黑十字的一部分与不完整的干涉色色圈。

（光轴倾角较小）（光轴倾角较大）

一二三四象限-----左下右上

应用：

（1）光轴倾角不大时，可以确定轴性和切片方向；

（2）测定光性

确定光性：

（1）确定象限；

（2）插入试板，观察干涉色变化现象。

一轴晶平行光轴切面的干涉图（

最大）

该切片在正交偏光下干涉色级别最高（一般不用此图来判断光性，易与二轴晶混淆）

图像特点：

闪图。

二轴晶⊥Bxa切面的干涉图

0°位：

黑十字及∞形干涉色圈黑十字交点：

Bxa出露点；

45°位：

黑十字从中心分裂成两个弯曲的黑带。

光轴角（2V）大小取决于黑带顶点间的距离；距离d越大光轴角2V越大.

90°位：

0°位转动90°的效果。

应用：

（1）确定轴性及切面方向；

（2）确定光性符号；（3）估算光轴角的大小

二轴晶⊥一个光轴（OA）切面的干涉图（相当于⊥Bxa干涉图的一半）

0°位：

一个直的黑带及卵形干涉色圈；

45°位：

黑带弯曲度最大，凸向Bxa出露点，顶点为光轴出露点并位于视域中心；

90°：

0°位转动90°效果；

135°位：

45°位转动90°效果。

应用：

（1）确定轴性及切面方向：

根据一条黑臂＋转动时不是上下左右的平行移动＋

黑臂弯曲顶点在视域中心--证明是二轴晶⊥OA切面；

（2）估计光轴角大小：

当2V=90°，黑带为一直带；

当2V=0°，黑带弯曲成90°；

2V在0°～90°之间时，黑带弯曲程度介于直带和90°之间。

（3）测定光性符号：

二轴晶斜交切面的干涉图（相当于⊥Bxa切面干涉图的一部分）

图像特点：

带与干涉色色圈均不完整，转动载物台，黑带弯曲移动，在45位置时，弯曲黑带顶点（光轴出露点）不在视域中心。

相当于⊥Bxa切面干涉图的一部分

（1）斜交Bxa切面（不⊥AP，斜交OA，斜交Bxa）

A.黑带与干涉色色圈均不完整，转动载物台，黑带弯曲移过视域

B.45位置时，弯曲黑带顶点（光轴出露点）连线不过视域中心。

（2）斜交光轴切面

A.0位置时，黑带不过视域中心,且仅有一个，偏在视域的一侧

B.45位置时，弯曲黑带顶点不在视域中心.

（如果切面与光轴斜交角度不大，弯曲黑带顶点在视域内）

二轴晶斜交切面干涉图应用：

（1）确定轴性和切片方向；

（2）测定光性：

Bxa=Ng？

或Np？

二轴晶垂直于Bxo切面干涉图

特点：

中心为Bxo出露点；2个OA相距很远；⊥AP面为Nm。

AP=0°或AP//AA、PP：

粗大黑十字，交点位Bxo出露点，光轴出露点在视域外，周边一级灰白；转动载物台黑十字分裂沿光轴面（AP）退出视域；

AP=45°：

弯曲黑带顶点相距最远，其顶点（OA出露点）不在视域内，有色带；

AP=90°：

【AP=0°或AP//AA、PP】转动90°效果。

应用：

多用于确定切片方向；少用于测定光性（易与平行光轴混淆）

二轴晶平行光轴（//AP）切面干涉图

应用：

（1）当轴性已知，确定切片方向。