《晶体光学基础》word版

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1、晶体光学基础知识日光、灯光、烛光等是自然光。日光为红橙黄绿蓝青紫的混合光。太阳光照到、通过三角形棱可以分离出这七种单色光(汪，p56)，单色光都有确定的波长(范围)之间，单色光之间是逐渐过渡的。从红光波长770nm至紫光波长390nm(黄光波长580nm)为可人眼可见光的范围。光是电磁波，可见光为电磁波谱中的一小部分(汪，p2)。可见光在电磁波谱中的位置光波像一般波一样，有波峰波谷，一个波峰连着一个波谷为波长(汪，p1)，波峰和波谷的高为振幅，光波一波又一波不断重復向前传送，若令每一波从波谷至波峰中点为0值向峰值

2、1变化，再向0值变化，最后抵谷值－1，这种变化服从正弦周期変化规律。所谓相位即指在一个波中某点的瞬时位置，如－1/4波长就位于波谷。光波掁动方向垂直光的传播方向，为横波。光在真空、空气、水、玻璃等介质中作直线传播，但速度有所不同：光速在真空中3.0×108m/s(空气近似于真空)，在水中为其3/4，在玻璃中速度更小。光传播速度快的介质为光疏介质，反之为光密介质。水相对于空气为光密介质，相对于玻璃/晶体为光疏介质。光折射和全反射(汪，p4)(林，p8图)折射率(汪，p5)N＝sini/sinr＝Nr/Ni絕对折射率

3、sini/sinr＝co/Vr＝N相对折射率sini/sinr＝Vi/Vr＝Nsinr/sini＝Vr/Vi＝Ni/Nr真空折射率为1，空气折射率1.00029，光在其他液体和固体介质中传播速度总是小干真空中的传播速度，故晶的折射率大于1，大多数透明矿物折射率介于1.3-2.4之间。折射率反映老光在介质中传播速度，传播速度越大(越快)，折射率越小；反之，传播速度越小，(越：慢)，折射率越大。折射率的大小隨晶体结构紧宻程度而降低：由岛状橄榄石-单链辉石-双链角闪石-层状云母-架状长石，折射率逐渐下降。均质体只有一个

4、主折射率，非均质体一轴晶有两个主折射率Ne，No，二轴晶有三个主折射率Ng，Nm，Np。一般听说折射率是指黄光波长(相当于白光平均波长)的折射率。矿物相对折射率大小可以通过糙面、突起、贝克线、洛多奇尼可夫色散效应等观察作判断。此外，均质体与非均质体、一轴晶与二轴晶、光性正负、双折射率、光轴角等光学常数测定都与折射率值有关。自然光与偏光的区别：自然光垂直其传播方向横波有无数同掁幅、不同方向的掁动方位；偏光在垂直其传播方向只有一组平行的掁动方向。两者入射均质体后性质依旧。黄光/白光在非均体中传播--双折射(汪，p8)

5、无论入射光是自然光还是偏光，射入非均质体矿物后都要分解成两朿传播速度不同、振动方向相互垂直的偏光，这就是非均质矿的双折射现象。常光No总是垂直入射面振动，非常光Ne平行入射面振动。树膠折射率1.54冰洲石(透明方解石)No＝1.0658，Ne＝1.486，⊿N＝0.172石英No＝1.553，Ne＝1.544，⊿N＝0.009橄榄石Ng＝1.692，Nm＝1.674，Np＝1.653，⊿N＝0.039一轴晶有一根光轴(OA)，二轴晶有二根光轴(OA),光沿光轴方向入射，不会改変其行进方向和传播速度。而当光与光轴斜

6、交/垂直入射时，入射光与光轴组成入射面，一轴晶形成一个入射面，二轴晶形成二个入射面，这两个入射面相交。二轴晶最大(Ng)和最小(Np)主折射率在其交角平分线的面置(方位)振动(汪，p10)，中等主折射率Nm在垂直两光轴的圆切面交线振动。光率体和光干涉图像电磁波的电矢量和磁矢量与传播方向的关系自然光的振动方向与传播方向相互垂直自然光（A）和偏振光（B）的振动方向特点示意图自然光（A）通过偏光片（B）变成了偏光（C）尼科尔棱镜折射角与光波波长关系示意图r.红光折射线，v.紫光折射线光的反射、全反射及折射现象光波垂直均

7、质体矿片入射示意图A－自然光；B－偏光冰洲石的双折射现象振动方向互相垂直的两种偏光一轴晶正光性光率体的构成一轴晶负光性光率体的构成石英、方解石晶体及其光率体A－石英；B－方解石二轴晶光率体及其主轴、主切面、圆切面、光轴和光轴面A－正光性；B－负光性高级晶族晶体（均质体）的光性方位图石英、方解石光性方位图橄榄石、普通角闪石、斜长石光性方位图斜方晶系的光性方位橄榄石、硅镁石、黄玉重晶石、紫苏辉石、堇青石单斜晶系光性方位图透辉石、正长石、独居石三斜晶系的光性方位图蔷薇辉石、硅灰石、微斜长石正交偏光镜的装置及光学特点两束

8、光波干涉示意图A－相长干涉；B－相消干涉虚线为合成结果矿片上光率体椭圆半径与AA、PP斜交时，偏光通过矿片及到达上偏光镜的分解情况A－立体图；B－偏光矢量分解平面图米歇尔－列维干涉色色谱表补色法则示意图A－同名半径平行；B－异名半径平行两种不同形态的透射光聚光镜将一束平行光聚焦于矿物晶体几何中心一个点上，经过双折射作用，形成了干涉图不同放大倍数的物镜能接纳的倾斜光锥范围不