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1、第一节 偏光显微镜及薄片制备,1、机械部分镜座：承受重力镜臂：装镜筒，可倾斜载物台：承载观察物，可转动，有0360度刻度及游标、固定螺丝，中央圆孔，固定弹簧夹2、光学部分反光镜：有平、凹两面，光线弱或用高倍物镜时用凹面下偏光镜：将自然光转变为偏光锁光圈：调节进光量的大小聚光镜：将平行光线变为锥光镜筒：可调节升降，上接目镜，下接物镜，镜筒光学长度为物镜后焦到目镜前焦目镜上偏光镜：方向AA，垂直下偏光镜勃氏镜：观察锥光时使用的放大系统,一、偏光显微镜的构造,物镜：,透镜越小，镜头越长，放大倍数越大。物镜一般由15片透镜组成。放大倍数一般低倍4X，中倍10X-25X，高倍45X以上，油浸100X。光
2、孔角：前透镜最边缘的光线与前焦点所构成的角度数值孔径：等于光孔角正弦乘介质折射率N。数值孔径越大，放大倍数越高。同一放大倍数，数值孔径越大，分辨率越高物镜的分辨率就是显微镜的分辨率，它取决于数值孔径的大小及所用光波的波长光学显微镜最高分辨率为2000埃，最大放大倍数为2000倍。一组物镜占一台显微镜总价值的五分之一到二分之一。,第一节 偏光显微镜及薄片制备,二、偏光显微镜的调节与使用,1装卸镜头A装目镜：直接插上即可B装物镜：物镜与镜筒的接合类型有弹簧夹型、销钉型及转盘型。注意安装到位2调节视域亮度镜头装好以后，推出上偏光，勃氏镜，打开锁光圈，转动反光镜对准光源，调节视域亮度。光线不要太强3调
3、节焦距A放上薄片，手摸一下，一定要盖玻片朝上，用弹簧夹夹好B下降镜筒。用粗调旋扭朝前旋转，眼睛从侧面注视镜头，将镜头下降到镜头工作距离以内，切匆使镜头与薄片接触，以免损坏镜头。要锻炼能两个眼睛都睁开看。,第一节 偏光显微镜及薄片制备,4校正中心A在视域内选一小点置于十字丝中心B转动物台180度，注意观察小点的位置和轨迹C拧校正螺旋，使小点内移到中心距离的二分之一D手移薄片，使小点回中心。再旋物台，若小点还有偏移，重复上述操作5校正偏光镜方向找一块黑云母，置于视域中心旋转物台，使解理缝为左右方向旋动下偏光镜使其颜色最深，此时的下偏光镜为PP方向取下薄片，推入上偏光镜，使视域全黑。则上下偏光镜正交
4、。,第一节 偏光显微镜及薄片制备,单偏光镜下观察晶体光学性质的内容单偏光镜下观察，即只使用下偏光镜观察内容有晶体形态、解理突起、糙面、贝克线颜色与多色性晶体颗粒大小、百分比含量。,第二节 单偏光镜下的晶体光学性质,一、晶体形态,晶体形态相关因素：晶体依一定的结晶习性而生成一定的形态矿物的形态、大小、晶体的完整程度与形成条件、析晶顺序有关1晶形薄片中所见为晶体的某一切面，同一晶体切面方向不同，反映出的平面形态完全不同。,第二节 单偏光镜下的晶体光学性质,2晶体的自形程度依晶体的边棱的规则程度分类A自形晶：晶形完整，呈规则多边形，边棱为直线B半自形晶：晶形较完整，棱部分直线，部分为曲线C他形晶：不
5、规则粒状，边棱为曲线。,第二节 单偏光镜下的晶体光学性质,自形晶角闪石,二、解理及解理夹角的测定,1解理解理是沿着一定结晶方向开裂成平直的面的能力。解理面、解理的方向、组数、及完善程度是鉴定矿物的重要依据。解理缝的清晰程度与矿物和树胶的折射率差值的大小有关，差值大者解理明显解理缝的清晰程度及宽度与切片方向密切相关。当解理缝垂直切面时，缝最窄，最清楚，升降镜筒时解理缝不左右移动。,第二节 单偏光镜下的晶体光学性质,角理缝斜交切面时升降镜筒为什么会看到它移动？,2解理的完善程度分级A极完全解理：细密连贯直线缝B完全解理：较粗的平直缝，但不完全连贯C不完全解理：断续解理缝，勉强能看清成一个方向。,第
6、二节 单偏光镜下的晶体光学性质,3解理角的测定A选择合适的解理缝：有同时垂直切面的两组解理的晶体颗粒，即两组解理都最清楚，升降镜筒都不移动B使一组解理平行目镜的十字丝的竖线，记下物台的刻度数aC旋转物台，使另一组解理平行目镜的十字丝的竖线。记下计数b。两组计数之差(a-b)即测的两组解理的夹角。,第二节 单偏光镜下的晶体光学性质,三颜色与多色性,1颜色颜色即晶体薄片中的颜色。是矿物对白光中不同波段选择性吸收的结果光波透过薄片，不管矿物如何透明，总要被吸收一部分，如果均匀吸收，则仅只有强度减弱，薄片不显示颜色，为无色矿物若有选择性吸收，则显示被吸收波段的补色颜色的深浅，取决于矿物对各色光吸收的总
7、强度，强度大颜色深吸收的总强度取决于薄片中的矿物种类及薄片的厚度。,第二节 单偏光镜下的晶体光学性质,2吸收性与多色性吸收性均质体各向同性，不同振动方向的光波选择性吸收都相同矿物的颜色与浓度不因矿物中光波的振动方向的不同而变化。非均质体的颜色及浓度随方向的变化而变化即随着物台的旋转，颜色及颜色的浓度有规律地周期性变化。,第二节 单偏光镜下的晶体光学性质,多色性：由于光波在晶体中的振动方向不同，而使矿物的颜色改变的现象称为多色性。而颜色的浓淡变化称为吸收性一轴晶矿物，主要有两个颜色，No与Ne。电气石（负光性）平行C轴切面短半径Ne|PP紫色长半径No|PP深蓝色。斜交切面为过渡色。No的颜色比
8、Ne深，表明No的吸收性强，有吸收性公式：NoNe二轴晶的多色性有三个主要颜色分别与光率体的Ng,Nm,Np相当即每一主轴面都显示两种颜色平行光轴面多色性最明显，垂直光轴面只显示Nm的颜色，无多色性其他切面介于二者之间多色性与薄片厚度也有关系。测定多色性时要在定向切面上进行,第二节 单偏光镜下的晶体光学性质,四、贝克线、糙面、突起及闪突起,这些性质主要与薄片中相邻物质间由于折射率不同发生折射、反射所引起的光学现象有关1贝克线贝克线在两个折射率不同的介质接触处，可以看到比较暗的边缘，称为矿物轮廓在轮廓线附近可以看到一条明亮的细线，当升降镜筒时这条亮线发生移动，此亮线称为贝克线。,第二节 单偏光镜
9、下的晶体光学性质,2)贝克线规律：提升镜筒，贝克线向折射率高的介质方向移动下降镜筒，贝克线向折射率低的介质方向移动贝克线的灵敏度很高用白光照明，两介质折射率差0.001即可见贝克线用单色光照明时，灵敏度可提高到0.0005用贝克线的移动规律很容易判断两相邻介质的折射率的高低为了看清贝克线，观察时要缩小光圈，将界面移动到视域中心，移开聚光镜。,第二节 单偏光镜下的晶体光学性质,3)贝克线产生的原因由相邻物质间折射率不同引起。两介质接触有四种情况（N折射率大，n折射率小）An盖于N之上，接触界面较平缓。光线能透过界面向折射率大的介质方向偏折（Nn，入射角大于反射角），光线在N侧加强，提升镜筒，亮线
10、向N侧移动Bn盖于N之上，接触界面较陡。因Nn，入射角大于临界角，光线发生全反射，向N方向偏折。移动情况同ACN盖于n之上，光线总是能透过界面向N方向偏折（因N大于n，入射角小于反射角）D接触界面垂直切面，此时垂直透射的光线无折射作用，但斜射光线N侧者发生全反射，n侧者则能透过界面在N侧加强形成亮线。,第二节 单偏光镜下的晶体光学性质,2、糙面单偏光镜下观察晶体表面，某些很光滑，某些粗糙呈麻点状，这种表面的粗糙现象称为糙面糙面产生的原因矿物表面的凹凸不平，覆盖在晶体上的树胶的折射率与晶体折射率有差异，当光线通过二者接触面时，发生折射甚至全反射，至使薄片中晶体表面光线集散不一，而形成明暗程度不同
11、的斑点糙面产生的必要条件：矿物本身表面不平矿物与树胶间存在折射率差,第二节 单偏光镜下的晶体光学性质,3突起及闪突起晶体薄片中不同的晶体表面好象高低不一的现象称为突起这是一种视觉的错觉，实际中薄片中的晶体切面是一样高的。这种现象是由于树胶与晶体的折射率差引起的，折射率大的晶体表面看起来高些原因在于折射率大光线偏折度大，使人感觉晶体表面抬高晶体折射率大于树胶时为正突起，小于树胶时为负突起。双折射率较大的光性非均质体，在单偏光镜下旋转物台时，突起情况发生明显变化，称为闪突起，它与晶体的双折射率有关。,第二节 单偏光镜下的晶体光学性质,正交偏光镜即上下偏光镜一起使用，且使上下偏光镜的振动方向相互垂直
12、。PP代表下偏光镜的振动方向，AA代表上偏镜的振动方向。为了观察方便及准确测定晶体的光学数据，还要使上下偏光镜的振动方向与目镜的十字丝一致在正交偏光镜下无薄片时视域应是全黑的正交偏光镜下观察的内容有：干涉、干涉色级序、双折射率、消色、双晶、测定消光角、延性符号等,第三节 正交偏光镜下的晶体光学性质,一、正交偏光镜下的干涉现象,1波的干涉频率相同、振动方向相同、相位相同或有固定相位差的两列波相遇，合成后，波在某些部位始终加强，某些部位始终减弱的现象称为波的干涉频率相同、振动方向相同、有固定相位差的光波称为相干光。,第三节 正交偏光镜下的晶体光学性质,2决定正交偏光下干涉的因素A光路分析：自然光反
13、光镜下偏光镜（振动方向平行PP）晶体薄片（产生双折射，分解成平行NgNp的两束偏光）B双折射产生后的效应：NgNp在晶体中的不同方向振动，其传播速度也不同。Vp速度大，称为快光。Vg速度小称为慢光。VgVp两束偏光通过薄片后产生光程差（以R表示），经空气传播后，在到达上偏镜之前R保持不变,第三节 正交偏光镜下的晶体光学性质,快慢光在晶体中的传播速度不同,快慢光的路程之差即为光程差。可以用下式表示： V0:光在空气中的传播速度。Vp,Vg:快、慢光在晶体中的传播速度。tp,tg:快慢光通过晶体时所占用的时间。D：薄片厚度。决定光程差R的因素有两点。一是晶体薄片厚度D，二是晶体的双折射率（NgNp
14、）R的大小决定两光波在上偏光镜同一振动面振动的干涉作用的强弱。,第三节 正交偏光镜下的晶体光学性质,三、正交偏光下干涉作用原理,1、光路分析OB：透过下偏光镜后的偏光振幅Ng,Np：晶体切片的光率体椭圆的长短半径。亦为快光慢光的振动方向。当下偏光振动方向与光率体半径有一定夹角时，透出薄片的偏光OB按平行四边形法则分解。沿光率体半径方向分解为ONg,ONpONg=OBCos ONp=OBSin此光波进入上偏光后，又分解为ONp1,ONp2，ONg1,ONg2，其中ONp2,ONg2垂直上偏光不能通过。ONp1与ONg1的振幅为ONg1=OBCosSinONp1=OBSinCos可见ONg1ONp
15、1振幅相等，方向相反ONg1及ONp1的特点为同一偏光透过晶体后经两度分解而成，频率相同两者之间有固定的光程差（由ONg、ONp继承下来）两者在同一平面内振动（上偏光振动面AA）所以，ONg1、ONp1为相干光。,第三节 正交偏光镜下的晶体光学性质,2、两偏光的干涉A、干涉叠加原理干涉光的强度等于振幅A的平方式中，：入射光波长；R：薄片的光程差B、干涉现象依上式，各参数的不同取值，有极大值或极小值a.当0。A20。I0当0。A20。I0 。视域黑。这种现象称为消光。正交偏光镜下，0，就是晶体的光率体半径与上下偏光镜一致。旋转物台360度。晶体切面有4种此位置，故出现四次消光四次消光是光性非均质体非垂直光轴切面的特征,第三节 正交偏光镜下的晶体光学性质,b.当R0，I0，消光要R0，即R0，也就是NgNp0。NgNp0为光性均质体及光性非均质体垂直光轴切面。此时与角度无关，视域全黑，称为永久消光永久消光是光性均质体及光性非均质体垂直光轴切面的特征c.当R=n，R为的整数倍。I0，消光d.当R（21)/2，R为2的奇数倍。A最大e.当45，Sin1，I为最大在光性非均质体中，当光率体Ng,Np与AA或PP成45度时晶体干涉色最明亮。,
