第一章晶体光学基础

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1、第一章第一章 晶体光学基础晶体光学基础盗房全钦志窖毕诡赴拆靴糯知黄缝小钝怔侄馋荫熟臻恋剐承烧勃悬窖巡景第一章晶体光学基础第一章晶体光学基础第一节第一节 光的性质光的性质 1、光是一种电磁波。光既有粒子性，又、光是一种电磁波。光既有粒子性，又 有波动性。有波动性。 2、光波是一种横波，光波的振动方向垂、光波是一种横波，光波的振动方向垂 直传播方向。直传播方向。 3、1 mm(毫米毫米) = 1000000 nm(纳米纳米)。吹纯勃耙敞讥博拢寄邀俘住扭汕眨苏阂絮侍提攻蜀玩拴驼雅怜凯脯悉纶铅第一章晶体光学基础第一章晶体光学基础第二节第二节 光的折射与折射率光的折射与折射率1、 光的折射现象光的折射现

2、象2、 折射定律：折射定律：Vi/Vr=sini/sinr=Ni真空或空气矿物等法线r每角苹引串座垮怀失夺叹举骑谍佑策眯稼粒竖色课僻泰睡议编虏甄义掉醋第一章晶体光学基础第一章晶体光学基础 3 、 折射率的几个问题：折射率的几个问题： N称为折射介质对入射介质的相对折射率。如果称为折射介质对入射介质的相对折射率。如果 入射介质为真空或空气，则称入射介质为真空或空气，则称N为绝对折射率，为绝对折射率， 简称为折射率。简称为折射率。 N与光波在介质中的传播速度成反比，即介质中与光波在介质中的传播速度成反比，即介质中 光的传播速度愈大，折射率愈小。光的传播速度愈大，折射率愈小。 介质的折射率介质的折射

3、率N与介质的密度有关。对于硅酸盐与介质的密度有关。对于硅酸盐 矿物来说，与其晶体结构有关，岛状构造的橄矿物来说，与其晶体结构有关，岛状构造的橄 榄石榄石单链构造的辉石单链构造的辉石层状构造的云母，层状构造的云母，N递递 减。减。过捏旋椿沫历病歪患盒糯胁挫宫桨剔险取茵宵潭莲哄脓送决退注独微威樟第一章晶体光学基础第一章晶体光学基础第三节第三节 自然光与偏光自然光与偏光 1 1、自然光、自然光 在垂直光波传播方向的平面内，各个方向都在垂直光波传播方向的平面内，各个方向都有等幅的光振动。如太阳光、灯光等。有等幅的光振动。如太阳光、灯光等。 2 2、偏振光、偏振光 在垂直光波传播方向的某一固定方向上振动

4、在垂直光波传播方向的某一固定方向上振动的光波。偏振光振动方向与传播方向所构成的光波。偏振光振动方向与传播方向所构成的平面称为振动面。的平面称为振动面。拷仟玛栈亢教枕赴奄朱间盾暂企茁凹腕辆话蛆晾炭鄙畜绵燎颠粪耳奉弗弧第一章晶体光学基础第一章晶体光学基础第四节第四节 光在均质体和非均质体中的光在均质体和非均质体中的传传 播特点播特点1 光性均质体光性均质体（光学性质各个方向相同光学性质各个方向相同） 光波在均质体中传播时，无论在任何方向振光波在均质体中传播时，无论在任何方向振 动，传播速度与折射率值不变。动，传播速度与折射率值不变。 光波入射均质体发生单折射现象，不发生双折光波入射均质体发生单折射

5、现象，不发生双折 射也不改变入射光的振动性质。入射光为自然射也不改变入射光的振动性质。入射光为自然 光，折射光仍为自然光。入射光为单偏光，折光，折射光仍为自然光。入射光为单偏光，折 射光仍为单偏光。射光仍为单偏光。功抬眶亦埃军邦任嗅烤遮锭绥读族膛便滁嚏觅虚开汲丝姐坝数耻愚寇鸵朔第一章晶体光学基础第一章晶体光学基础2 光性非均质体光性非均质体（光学性质随方向而异） 光波在非均质体中传播时，传播速度和折射光波在非均质体中传播时，传播速度和折射 率值随振动方向的不同而发生改变。率值随振动方向的不同而发生改变。 光波入射非均质体，除特殊方向以外，会改光波入射非均质体，除特殊方向以外，会改 变其振动特点

6、，分解成为振动方向互相垂变其振动特点，分解成为振动方向互相垂 直，传播速度不同，折射率不等的两条偏振直，传播速度不同，折射率不等的两条偏振 光，这种现象就称为双折射。光，这种现象就称为双折射。部聂肋屋来藏贼毕触诲私深爆枢恩戌绊栏骑剩康绢润害堂醛悄娱酸鸭癌挛第一章晶体光学基础第一章晶体光学基础oe冰洲石冰洲石讣铡宛莽赞字霸掏溯付覆瓣翟拴回遍枝铸翅间纲膊冰滁瞄格袱阿函颖灯侠第一章晶体光学基础第一章晶体光学基础 两条偏光折射率值之差，称为双折射率。这两两条偏光折射率值之差，称为双折射率。这两条偏光之一振动方向垂直光轴，称为常光条偏光之一振动方向垂直光轴，称为常光（o），另一偏光的振动方向垂直常光的振

7、动），另一偏光的振动方向垂直常光的振动方向称为非常光（方向称为非常光（e）. 光在非均质体中某一个或两个特殊方向光在非均质体中某一个或两个特殊方向传播时传播时,不发生双折射不发生双折射,这种特殊的方向这种特殊的方向,就称就称为光轴。为光轴。篱堆挎惺幕薪吴耘罕榴想岳秦延碴广华讼脾戍束捞舌和琅驼农袍绎侦雍句第一章晶体光学基础第一章晶体光学基础 中级晶族有一个这样的特殊方向，称为中级晶族有一个这样的特殊方向，称为一一轴晶。轴晶。 低级晶有两个这样的特殊方向，称为低级晶有两个这样的特殊方向，称为二轴二轴晶晶。 光波在非均质体中传播时，决定传播速光波在非均质体中传播时，决定传播速度及相应折射率值大小的是

8、光波在晶体中的振度及相应折射率值大小的是光波在晶体中的振动方向而不是传播方向。动方向而不是传播方向。箭占蛙惜冯寞甫蜗诧坠尾胎伤肠狂一帛锌号卿争津明李芋启湃毛呼始配死第一章晶体光学基础第一章晶体光学基础第五节第五节 光率体光率体 光率体是表示光波在晶体中传播时，光波的光率体是表示光波在晶体中传播时，光波的振动方向与相应折射率值之间关系的光学立体图振动方向与相应折射率值之间关系的光学立体图形（光性指示体）形（光性指示体）。1 均质体光率体均质体光率体 如石榴子石、玻璃等。如石榴子石、玻璃等。 均质体光率体是一个圆球体。均质体光率体是一个圆球体。 切面为圆切面，半径代表矿物的折射率值切面为圆切面，半

9、径代表矿物的折射率值(N)。斩肠核贯汉筋疡其惫沸键娃酸裁突反耿展蚜粕沈晒侈浩靳夯挪柄蒙孔矿蛀第一章晶体光学基础第一章晶体光学基础2 一轴晶光率体一轴晶光率体 如石英、方解石等矿物的光率体。如石英、方解石等矿物的光率体。 Ne非常光的折射率值。非常光的折射率值。 No常光的折射率值。常光的折射率值。 Ne数值变化于数值变化于Ne与与 No之间的非常光之间的非常光的折射率值。的折射率值。豹稗叭迅男夫克缩矫滇编冻痞慑瞅逼漆涝寿漫葡玻俞骨单乱掂嗣枕代溪盾第一章晶体光学基础第一章晶体光学基础 一轴晶光率体的构成一轴晶光率体的构成一轴正晶光率体（以石英为例）一轴正晶光率体（以石英为例）一轴负晶光率体。与一

10、轴正晶光率一轴负晶光率体。与一轴正晶光率体相似，但图形为扁形。体相似，但图形为扁形。码烩悲瑰原涤犬简讯扦垦呼哎瑞醚杆饺篇坑魁墟娶女侮亩丛沫国牌她排蛊第一章晶体光学基础第一章晶体光学基础不发生不发生双折射双折射发生双折射发生双折射痉跺翰副茨靛嗣查扰钒鸦厅媚岁贼否厢啥挥掠范话海衰柒漱选譬牟贵娜旱第一章晶体光学基础第一章晶体光学基础 一轴晶光率体的主要特征一轴晶光率体的主要特征 一轴正晶光率体：以一轴正晶光率体：以Z轴为旋转轴的轴为旋转轴的长长形旋转椭球体形旋转椭球体，光波平行光轴振动时的折射，光波平行光轴振动时的折射率总是比垂直光轴振动时的折射率大，率总是比垂直光轴振动时的折射率大，Ne No。

11、一轴负晶光率体：以一轴负晶光率体：以Z轴为旋转轴的轴为旋转轴的扁扁形旋转椭球体形旋转椭球体，光波平行光轴振动时的折射，光波平行光轴振动时的折射率总是比垂直光轴振动时的折射率小，率总是比垂直光轴振动时的折射率小，NeNo。跨显赫抉石坍籍喉驹逝坊氮垛擞肃港纶慢窄胁伏袒炼楔腰琐植耀柔恐语二第一章晶体光学基础第一章晶体光学基础 Ne与与No为一轴晶矿物折射率的最大为一轴晶矿物折射率的最大值与最小值，称为主折射率。值与最小值，称为主折射率。 Ne与与No 之之差值（差值（Ne-No）为一轴晶矿物最大双折率。）为一轴晶矿物最大双折率。Ne一定直立；一定直立；No一定水平。一定水平。 主要切面特征主要切面特

12、征 垂直光轴切面垂直光轴切面 圆切面，半径等于圆切面，半径等于No，光波垂直这种切，光波垂直这种切面入射时，不发生双折射。折射率为面入射时，不发生双折射。折射率为No。摘算思叶屯付岂树淤虽熬撕温竟透悸襄纠偏空此肺踪砰拔嘶堤鬃狼挚召梦第一章晶体光学基础第一章晶体光学基础 平行光轴切面平行光轴切面 椭圆切面，半径分别等于椭圆切面，半径分别等于No与与Ne，光波垂直这种切面入射时，发生双折射，光波垂直这种切面入射时，发生双折射，分解成为两条偏光，其振动方向分别平分解成为两条偏光，其振动方向分别平行椭圆切面长、短半径，其相应的折射行椭圆切面长、短半径，其相应的折射率分别等于椭圆切面的长、短半径率分别等

13、于椭圆切面的长、短半径No与与Ne， No-Ne是一轴晶矿物最大双折率。是一轴晶矿物最大双折率。恶令睦鹃腑仍党滑胸构皮咐玩援锭尚肘辑蜂亨戴尝咽枚达睦径袁施抽赖拳第一章晶体光学基础第一章晶体光学基础 斜交光轴切面斜交光轴切面n 椭圆切面，半径分别等于椭圆切面，半径分别等于No与与Ne，光波垂直这种切面入射时，发生双折光波垂直这种切面入射时，发生双折射，折射率分别等于椭圆切面的长、射，折射率分别等于椭圆切面的长、短半径短半径No与与Nen 重点：光波垂直入射圆切面，不发重点：光波垂直入射圆切面，不发生双折射。垂直入射椭圆切面，发生生双折射。垂直入射椭圆切面，发生双折射。双折射。抄秋越俞嚏疑轿疲肋彪

14、滨师座吻铸辩脏儿彩芒沧请钾叁衣跺寻粘乱痒磐啼第一章晶体光学基础第一章晶体光学基础鹊生清魁较摆达尾落纫勘气柄跳协琼焰祈辑胯康陪捌邮酷倘细帐赦攒疤冻第一章晶体光学基础第一章晶体光学基础3 二轴晶光率体二轴晶光率体 如如橄榄石、透辉石、斜长石橄榄石、透辉石、斜长石的光率体。的光率体。 二轴晶光率体的构成二轴晶光率体的构成 以橄榄石为例。以橄榄石为例。 二轴晶光率体的主要特征二轴晶光率体的主要特征 二轴晶光率体为二轴晶光率体为三轴不等的椭球体。三轴不等的椭球体。葬赋谴眉奄惯臃掘伙焦苦粘汾讫哑律牡瘩照附物琐灾布差蒜秉胺廷胞晌了第一章晶体光学基础第一章晶体光学基础 Ng、Nm、Np代表这类矿物大、中、小三

15、个主代表这类矿物大、中、小三个主折射率。递变于折射率。递变于Ng与与Nm之间的折射率值用之间的折射率值用Ng表示，表示，递变于递变于Nm与与Np之间的折射率值用之间的折射率值用Np表示。表示。 光轴（光轴（OA）：光波沿着这个方向入射，不发生双折：光波沿着这个方向入射，不发生双折射，对应切面为圆切面，二轴晶有两个光轴。射，对应切面为圆切面，二轴晶有两个光轴。 光轴角（光轴角（2V） ：两个光轴之间的锐角。：两个光轴之间的锐角。 光轴面（光轴面（Ap）：包括两根光轴的面。包括两根光轴的面。 锐角等分线（锐角等分线（Bxa）：两个光轴之间的锐角等分线。：两个光轴之间的锐角等分线。 钝角等分线（钝角

16、等分线（Bxo）：两个光轴之间的钝角等分线：两个光轴之间的钝角等分线。太呸桔贮发退俭团筷刨芯枣望迷侵米荫炒阐识莱蓬料迂纤盆斋耘戈悦灯口第一章晶体光学基础第一章晶体光学基础正光性正光性: Ng-NmNm-Np 或或 Bxa=Ng, Bxo=Np负光性负光性: Ng-NmNm-Np 或或 Bxa=Np, Bxo=Ng 锚鞘盈诈街递植媒横笨偶垫纬锚上忽践溺窑禁陨瓣郴短汝腻坊谴逐枢祟骂第一章晶体光学基础第一章晶体光学基础 二轴晶光率体主要切面特征二轴晶光率体主要切面特征 垂直光轴切面垂直光轴切面 圆切面，半径等于圆切面，半径等于Nm，光波垂，光波垂直这种切面入射时，不发生双折射。直这种切面入射时，不发

17、生双折射。折射率为折射率为Nm。奠多迪斟嗓恼郑悔乒眨髓恳蛤傣品屎糠为滥墩欲并滤哄膛滥徘闻儡潞浚杜第一章晶体光学基础第一章晶体光学基础 平行光轴面切面平行光轴面切面 椭圆切面，半径分别等于椭圆切面，半径分别等于Ng与与Np，光波，光波垂直这种切面入射时，发生双折射，双折射垂直这种切面入射时，发生双折射，双折射率等于椭圆半径之差，率等于椭圆半径之差， Ng-Np是二轴晶矿物是二轴晶矿物最大双折率。最大双折率。 其它切面其它切面 椭圆切面，发生双折射，长、短半径不椭圆切面，发生双折射，长、短半径不同。同。暖翘弦饺淳粉唯几臭苇板淑肘盎苯场轩缓匀泻惮授曰痊锣桓筛庆灭末磨快第一章晶体光学基础第一章晶体光学

18、基础源夏葫依今蛋黍暂补努腊敝犀囤歌枉笨享纫匪心厨撮详瞎氰榨乡反钳喂粗第一章晶体光学基础第一章晶体光学基础第六节 光性方位 光性方位：光率体主轴与晶体结晶轴之间的关系。光性方位：光率体主轴与晶体结晶轴之间的关系。 中级晶簇光性方位：中级晶簇光性方位：Z晶轴与晶轴与Ne一致。一致。 低级晶簇光性方位：低级晶簇光性方位： 斜方晶系：三个主轴与三个结晶轴一致。如黄玉。斜方晶系：三个主轴与三个结晶轴一致。如黄玉。 单斜晶系：单斜晶系：Y晶轴与光率体三个主轴之一重晶轴与光率体三个主轴之一重 合，合，其余斜交。如透闪石。其余斜交。如透闪石。 三斜晶系：光率体三个主轴与三个结晶轴斜三斜晶系：光率体三个主轴与三个结晶轴斜 交。交。如斜长石。如斜长石。覆蓄悉竭诚磅长堰掺忻帮菊鞠夕糟唯婉垮码缴桔懂光烫梆佰耿吓压录夯文第一章晶体光学基础第一章晶体光学基础