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时间:2020-10-05
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1、第四章正交镜间的晶体光学性质1主要内容一、正交偏光镜的装置及光学特点二、正交偏光镜间矿片的消光现象及消光位三、正交偏光镜间矿片的干涉现象四、干涉色及干涉色色谱表五、补色法则及补色器六、正交偏光镜间主要光学性质的观察与测定方法2一、装置及光学特点1、装置所谓正交偏光镜,就是除用下偏光镜之外,再推入上偏光镜,而且使上、下偏光镜的振动方向互相垂直。32、光学特点在正交镜间不放矿片时,视域完全黑暗。因为PP垂直AA,平行PP振动的偏光被吸收而不能透过上偏光镜。如果在正交镜间载物台上放置矿片时,因矿物性质及切面方向不
2、同,而显示不同光学现象。4二、正交镜间矿片的消光现象及消光位消光现象:指矿片在正交偏光镜间变黑暗的现象。1、全消光在载物台上放置均质体或非均质体垂直光轴的矿片,不发生双折射,转动物台360°,矿片的消光现象不改变,故称全消光。52、四次消光若在物台上放置非均质体除垂直光轴以外的其他方向矿片,这类矿片光率体切面为椭圆切面。当椭圆半径分别平行AA、PP时,则出现矿片消光,转动360°,有四次消光。63、消光位非均质体除垂直光轴以外的其他方向切面,在正交偏光镜间处于消光时的位置,称消光位。当矿片处在消光位时,其光
3、率体椭圆半径必定与AA、PP平行。由于上、下偏光镜振动方向是已知的,常以目镜十字丝方向代表,所以可确定此类晶体切片上光率体椭圆半径的方向。7色散影响某些单斜或三斜晶系矿物,光率体色散较强,矿片上紫光光率体椭圆半径与红光的方位不同,所以紫光与红光的消光位不一致。此类矿片在正交镜间,用白光照射时,转动载物台时,不出现全黑位置。当紫光光率体椭圆半径与上、下偏光振动方向平行时,紫光消光而呈现暗褐红色;当矿片上红光消光时而呈现暗蓝紫色。8三、矿片的干涉现象下偏光透过矿片时,分解成K1、K2两种偏光,Nk1>Nk2,所
4、以Vk15、分解而成,其频率相同;⑵有固定光程差R(由K1、K2继承的光程差);⑶在同一平面内振动(平行AA)。K1′、K2′两种偏光具备了光波发生干涉作用的条件,必定发生干涉作用。11干涉作用结果取决于光程差R如果光源为单色光,则:当R=2nλ/2时,K1′、K2′振动方向相反,振幅相等,二者抵消变暗;当R=(2n+1)λ/2时,K1′、K2′振动方向相同,二者叠加,亮度增加一倍(最亮);当R介于2nλ/2和(2n+1)λ/2之间时,干涉结果是:亮度介于黑暗和最亮之间。1213142、影响干涉的因素(1)、干涉结果主6、要取决于光程差。K1、K2通过矿片的光程分别为:R1=d·NK1,R2=d·NK2(d为矿片的厚度)光程差R=d·NK1-d·NK2=d·(NK1-NK2)=d·△N因此,R与矿片厚度和双折率均呈正比关系。而双折率大小又与矿物性质和切面方向有关,所以,影响光程差大小的因素有:A、矿物性质;B、矿物切面方向;C、矿片厚度15(2)、干涉的明亮程度还与K1′、K2′振幅大小有关,振幅越大亮度越强。K1′、K2′的振幅大小取决于矿片上光率体椭圆半径与AA、PP之间的夹角。当K1、K2和AA、PP成45°夹角时,K7、1′、K2′振幅最大,矿片最明亮,这时的矿片位置称45°位置。16在偏光矢量分解图中,OF代表K1′、K2′的振幅。OF=OB×cosα×sinα当α=45°时,OF为最大值,即K1′、K2′的振幅最大,矿片最亮。17四、干涉色和干涉色谱表1、干涉色及其成因沿石英平行Z轴方向,由薄至厚磨成楔形,称为石英楔。石英的最大双折率Ne-No=0.009,是一常数。随着石英楔的厚度由薄到厚逐渐增加,光程差也增加。18⑴如果光源为单色光时,在正交镜间45°位置插入石英楔,视域内将逐渐出现明暗相间的干涉条带。19明暗条带8、间距取决于单色光的波长。红光的波长最长,其明暗条带间距也最大,紫光的干涉条带间距则最小。20⑵若光源为白光时,除R=0外,任何一光程差都不可能同时等于各个单色光半波长的偶数倍,所以不可能使七种单色光同时抵消而出现黑带。某一定光程差,只可能相当或接近于部分单色光半波长的偶数倍,使该部分单色光抵消或减弱;同时该光程差又可能相当或接近于另一部分单色光半波长的奇数倍,使另一部分单色光不同程度加强。不同程度加强的单色光混合
5、分解而成,其频率相同;⑵有固定光程差R(由K1、K2继承的光程差);⑶在同一平面内振动(平行AA)。K1′、K2′两种偏光具备了光波发生干涉作用的条件,必定发生干涉作用。11干涉作用结果取决于光程差R如果光源为单色光,则:当R=2nλ/2时,K1′、K2′振动方向相反,振幅相等,二者抵消变暗;当R=(2n+1)λ/2时,K1′、K2′振动方向相同,二者叠加,亮度增加一倍(最亮);当R介于2nλ/2和(2n+1)λ/2之间时,干涉结果是:亮度介于黑暗和最亮之间。1213142、影响干涉的因素(1)、干涉结果主
6、要取决于光程差。K1、K2通过矿片的光程分别为:R1=d·NK1,R2=d·NK2(d为矿片的厚度)光程差R=d·NK1-d·NK2=d·(NK1-NK2)=d·△N因此,R与矿片厚度和双折率均呈正比关系。而双折率大小又与矿物性质和切面方向有关,所以,影响光程差大小的因素有:A、矿物性质;B、矿物切面方向;C、矿片厚度15(2)、干涉的明亮程度还与K1′、K2′振幅大小有关,振幅越大亮度越强。K1′、K2′的振幅大小取决于矿片上光率体椭圆半径与AA、PP之间的夹角。当K1、K2和AA、PP成45°夹角时,K
7、1′、K2′振幅最大,矿片最明亮,这时的矿片位置称45°位置。16在偏光矢量分解图中,OF代表K1′、K2′的振幅。OF=OB×cosα×sinα当α=45°时,OF为最大值,即K1′、K2′的振幅最大,矿片最亮。17四、干涉色和干涉色谱表1、干涉色及其成因沿石英平行Z轴方向,由薄至厚磨成楔形,称为石英楔。石英的最大双折率Ne-No=0.009,是一常数。随着石英楔的厚度由薄到厚逐渐增加,光程差也增加。18⑴如果光源为单色光时,在正交镜间45°位置插入石英楔,视域内将逐渐出现明暗相间的干涉条带。19明暗条带
8、间距取决于单色光的波长。红光的波长最长,其明暗条带间距也最大,紫光的干涉条带间距则最小。20⑵若光源为白光时,除R=0外,任何一光程差都不可能同时等于各个单色光半波长的偶数倍,所以不可能使七种单色光同时抵消而出现黑带。某一定光程差,只可能相当或接近于部分单色光半波长的偶数倍,使该部分单色光抵消或减弱;同时该光程差又可能相当或接近于另一部分单色光半波长的奇数倍,使另一部分单色光不同程度加强。不同程度加强的单色光混合
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