第2章光率体与光性方位.ppt

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1、 光率体的制作光率体的制作光率体同一方向折射光率体同一方向折射率一样，不同方向切率一样，不同方向切面折射率不同面折射率不同1.1.一轴晶矿物定义一轴晶矿物定义：光波在中级晶族矿物晶体中传播：光波在中级晶族矿物晶体中传播时，只有一个沿时，只有一个沿c c轴入射的特殊方向不会发生双折射，轴入射的特殊方向不会发生双折射，这个方向称为光轴，这样的晶体称为一轴晶。这个方向称为光轴，这样的晶体称为一轴晶。三方晶系白云石三方晶系白云石,方解石方解石,石英石英一轴晶矿物一轴晶矿物(中级晶族中级晶族)四方晶系金红石四方晶系金红石(TiO2),锆石锆石(ZrSiO4)六方晶系绿柱石，磷灰石六方晶系绿柱石，磷灰石,

2、石英石英a=bca=bc，=90=90(四方晶系四方晶系)=90=90,=120,=120(三方、三方、六方）六方）有一个光轴有一个光轴,光轴光轴=C=C轴轴 A.A.2 2个主轴个主轴NeNe和和NoNo，NeNeNoNo，代表一轴晶两个主要光学方向，又称光学主，代表一轴晶两个主要光学方向，又称光学主轴，即轴，即NeNe轴和轴和NoNo轴；轴的长短就是轴；轴的长短就是NN的大小的大小 B.B.2 2个主折射率个主折射率 常光的为常光的为NoNo，No No C C非常光的为非常光的为NeNe，NeNe C CNeNe与与NoNo在不同的一轴晶中，其大小是不一样的。在不同的一轴晶中，其大小是不

3、一样的。两种情况：两种情况：NeNo (NeNo (一轴正晶一轴正晶)NeNo (NeNo (一轴负晶一轴负晶)(3)(3)光性符号光性符号一轴正晶，标记为：一（）一轴正晶，标记为：一（）NeNeNoNo，如如 石英石英定义：旋转轴为长轴定义：旋转轴为长轴NeNe，呈沿，呈沿C C轴拉轴拉长的光率体。光波平行于长的光率体。光波平行于C C轴振动轴振动时的折射率总是大于垂直于时的折射率总是大于垂直于C C轴振轴振动的折射率，即动的折射率，即NeNeNoNo，这种光，这种光率体称为率体称为一轴晶正光性光率体一轴晶正光性光率体，相应的矿物称为相应的矿物称为一轴晶正光性矿一轴晶正光性矿物物，或一轴正晶

4、或一轴正晶。一轴负晶，标记为：一（）一轴负晶，标记为：一（）NeNoNeNo，如如 方解石方解石定义：旋转轴为短轴定义：旋转轴为短轴NeNe，呈沿，呈沿C C轴压轴压扁的光率体。光波平行于扁的光率体。光波平行于C C轴振动轴振动时的折射率总是小于垂直于时的折射率总是小于垂直于C C轴振轴振动的折射率，即动的折射率，即NeNoNeNo，这种光率，这种光率体称为体称为一轴晶负光性光率体一轴晶负光性光率体，相，相应的矿物称为应的矿物称为一轴晶负光性矿物一轴晶负光性矿物，或一轴负晶或一轴负晶。a.光轴的切面光轴的切面 光率体切面为圆，光率体切面为圆，其半径等于其半径等于No，光波垂直这种切面光波垂直这

5、种切面入射入射(平行光轴入射平行光轴入射)时，不发生双折射，时，不发生双折射，不改变光波的振动不改变光波的振动方向方向,其折射率等于其折射率等于No，双折率双折率 N=0 一轴晶只有一个这一轴晶只有一个这样的圆切面。样的圆切面。b.b.平行光轴的切面平行光轴的切面 光率体切面形状为椭圆光率体切面形状为椭圆 光波垂直此切面入射，发光波垂直此切面入射，发生双折射生双折射,分解成两种偏光，分解成两种偏光，其振动方向必然平行椭圆其振动方向必然平行椭圆切面的长短半径，相应地切面的长短半径，相应地折射率为两个主折射率折射率为两个主折射率Ne和和No，双折率双折率 N=|Ne-No|，是一，是一轴晶矿物的最

6、大双折率。轴晶矿物的最大双折率。如石英如石英Ne=1.553,No=1.544,最大双折率最大双折率N=1.553-1.544=0.009。c.c.斜交光轴的切面斜交光轴的切面 切面为椭圆形切面为椭圆形 光波垂直于此切面入射光波垂直于此切面入射,即即斜交光轴入射，会发生双斜交光轴入射，会发生双折射分解成两种偏光，其折射分解成两种偏光，其振动方向分别平行椭圆切振动方向分别平行椭圆切面的长短半径，相应的折面的长短半径，相应的折射率分别为射率分别为NoNo和和NeNe，且，且总有一个为总有一个为NoNo 双折率双折率 ，N=|NeNo|Ne-No|正晶时，短半径为正晶时，短半径为NoNo；负；负晶时

7、，长半径为晶时，长半径为NoNo 一轴晶三种一轴晶三种切面全图切面全图无论何种切面无论何种切面,总总有一个是有一个是No,原因原因是切面均过中心是切面均过中心.因此一轴晶因此一轴晶No非非常重要常重要.四、二轴晶光率体四、二轴晶光率体 二轴晶矿物二轴晶矿物:A.A.包括低级晶族包括低级晶族(斜斜方、单斜、三斜方、单斜、三斜晶系晶系)的的矿物。矿物。B.B.均具有两个光轴，均具有两个光轴，故称二轴晶。故称二轴晶。C.C.晶胞参数晶胞参数三个结晶轴各不相三个结晶轴各不相等等(a b c，ac)，表示它们，表示它们三度空间方向的三度空间方向的不均一性。不均一性。为三轴不等椭球体为三轴不等椭球体类似橄

8、榄球类似橄榄球(1)(1)三个主轴三个主轴三个相互三个相互的光率体轴的光率体轴,代表代表3 3个主要光学方向，称个主要光学方向，称为光学主轴，简称主轴，为光学主轴，简称主轴，即即NgNg轴、轴、NmNm轴、轴、NpNp轴，轴，3 3个主轴个主轴3 3个主折射率关系个主折射率关系：NgNgNmNmNpNp。(2)(2)三个主轴面三个主轴面(主切面主切面)包含任意包含任意2 2个主轴的切面称主轴个主轴的切面称主轴面或主切面面或主切面二轴晶光率体有二轴晶光率体有3 3个互相垂直的个互相垂直的主轴面，主轴面，NgNgNpNp主轴面，主轴面，它是包含两个光轴的切面，它是包含两个光轴的切面，又称光轴面，以

9、又称光轴面，以ApAp表示；表示；NmNmNpNp主轴面；主轴面；NgNgNmNm主轴面。主轴面。(3)(3)二个光轴二个光轴(OA)(OA)及两个圆切面及两个圆切面通过通过NmNm轴在光率体的一侧轴在光率体的一侧(Ng(Ng轴与轴与NpNp轴之间轴之间)可以连续作一系可以连续作一系列椭圆切面，这些切面半径之一始终是列椭圆切面，这些切面半径之一始终是NmNm轴，另一半径则递轴，另一半径则递变于变于NgNg和和NpNp之间，在它们中间总可以找到一个半径之间，在它们中间总可以找到一个半径NmNm的的圆切面，另一侧还有一个圆切面，共计圆切面，另一侧还有一个圆切面，共计2 2个圆切面。个圆切面。光波垂

10、直这光波垂直这2 2个圆切面入射，无双折射，这个圆切面入射，无双折射，这2 2个方向就是光轴，个方向就是光轴，即即2 2个个OAOA圆切面圆切面(4)(4)光学法线：通光学法线：通过光率体中心而过光率体中心而垂直光轴面的方垂直光轴面的方向称光学法线，向称光学法线，光学法线与主轴光学法线与主轴NmNm轴一致。轴一致。光轴面光轴面=NgNp=NgNp面面(5)(5)光轴角：两个光轴之间所光轴角：两个光轴之间所夹的锐角称光轴角，以符号夹的锐角称光轴角，以符号“2V2V”表示，表示，2V2V的平分线称锐角等分线，的平分线称锐角等分线，以以BxaBxa表示；表示；两个光轴之间的钝角平分线称两个光轴之间的

11、钝角平分线称钝角等分线，以钝角等分线，以BxoBxo表示。表示。BxaBxa与与BxoBxo均包含在均包含在NgNpNgNp主轴主轴面中。面中。(1)(1)根据锐角等分线根据锐角等分线BxaBxa是是NgNg还是还是NpNp决定二轴晶光性符号正负决定二轴晶光性符号正负：当当Bxa=NgBxa=Ng时，为正光性时，为正光性(+)(+)；当当Bxa=NpBxa=Np时，为负光性时，为负光性(-)(-)。(2)(2)根据根据NgNg、NmNm、NpNp的相对大小，判断二轴晶光性符号正、负的相对大小，判断二轴晶光性符号正、负当当Ng-NmNg-NmNm-NpNm-Np时时，为正光性，为正光性(+)(+

12、)当当Ng-NmNg-NmNm-NpNm-Np时时，为负光性，为负光性(-)(-)(3)(3)根据光轴角的大小，可按下列简化公式求得：根据光轴角的大小，可按下列简化公式求得：当当tgV=tgV=（Nm-NpNm-NpNg-NmNg-Nm）时，为正光性）时，为正光性(+)(+)当当tgV=tgV=（Ng-NmNg-NmNm-NpNm-Np）时，为负光性）时，为负光性(-)(-)如果如果2V=902V=90,则没有锐角则没有锐角等分线和钝角等分线之等分线和钝角等分线之分，没有光性正负区别分，没有光性正负区别意义意义:不同二轴晶矿物的不同二轴晶矿物的2V2V角是重要的鉴定参数角是重要的鉴定参数,可以

13、根据可以根据Ng-Nm-NpNg-Nm-Np计算计算2V2V3.23.43.63.84.04.2DDN gN mN p2VNg2VNpd130d1305060708090802V1.641.661.681.701.721.741.761.781.801.821.841.861.88N2.762.782.802.82镁橄榄石铁橄榄石贵橄榄石镁铁橄榄石低铁镁铁橄榄石透铁橄榄石Fo20406080FaVVNgOAOA2VNpx1y1NmNm圆切面迹线3.23.43.63.84.04.2DDNgNmNp2VNg2VNpd130d1305060708090802V1.641.661.681.701.72

14、1.741.761.781.801.821.841.861.88N2.762.782.802.82镁橄榄石铁橄榄石贵橄榄石镁铁橄榄石低铁镁铁橄榄石透铁橄榄石Fo20406080FaA.OAA.OA为圆切面，只有一个半径为圆切面，只有一个半径NmNmB.B.垂直此切面入射的光不发生双折射，不改变光波振动方向垂直此切面入射的光不发生双折射，不改变光波振动方向C.C.圆切面内任何振动方向上的折射率均等于圆切面内任何振动方向上的折射率均等于NmNm，双折率为零。，双折率为零。A.A.即垂直即垂直NmNm主轴的切面：主轴的切面：为椭圆，即为椭圆，即NgNpNgNp主轴主轴面，面，B.B.其长半径为其长半

15、径为NgNg，短半，短半径为径为NpNp，C.C.光沿主轴光沿主轴NmNm入射，产入射，产生双折射，分解为两生双折射，分解为两束偏光束偏光D.D.双折率等于双折率等于Ng-NpNg-Np，为最大双折率。为最大双折率。椭圆切面椭圆切面二轴二轴(+)(+)NmNpNmNp主轴面主轴面,光波垂直此切面入射时光波垂直此切面入射时(即沿即沿BxaBxa方向入射方向入射)，发生双折射，发生双折射，分解形成两种偏光分解形成两种偏光必定分别平必定分别平行椭圆切面长短半径行椭圆切面长短半径NmNm和和NpNp，N=Nm-Np二轴二轴(-)(-)NgNmNgNm主轴面主轴面,光波垂直此切面入射时光波垂直此切面入射

16、时(即沿即沿BxaBxa方向入射方向入射)，发生双折射，发生双折射，分解形成两种偏光分解形成两种偏光必定分别平必定分别平行椭圆切面长短半径行椭圆切面长短半径NgNg和和NmNm，N=Ng-Nm N值介于值介于0最大之间最大之间椭圆切面椭圆切面二轴二轴(+)(+)NgNmNgNm主轴面主轴面,光波垂直此切面入射时光波垂直此切面入射时(即沿即沿BxoBxo方向入方向入射射)，发生双折射，分解形成，发生双折射，分解形成2 2种偏种偏光光必定分别平行椭圆切面长短必定分别平行椭圆切面长短半径半径NgNg和和NmNm，N=Ng-Nm二轴二轴(-)(-)NmNpNmNp主轴面主轴面,光波垂直此切面入射时光波垂直此切面入射时(即沿即沿BxoBxo方向入射方向入射)，发生双折射，发生双折射，分解形成分解形成2 2种偏光种偏光必定分别平行必定分别平行椭圆切面长短半径椭圆切面长短半径NgNg和和NmNm，N=Nm-Np N值介于值介于0最大之间最大之间 (b)(b)以上以上/AP/AP、BxaBxa、BxoBxo的的3 3种切面都是二种切面都是二轴晶光率体的主轴面，属于垂直一个光率体主轴的轴晶光率体的主轴面