锥光镜下晶体光学性质

1、第五章 锥光镜下的晶体光学性质 1 1 锥光镜的装置及光学特点锥光镜的装置及光学特点 在正交偏光镜（在正交偏光镜（PPAA）的基础上，）的基础上， 推上载物台之下的聚光镜并且升至最高位置，推上载物台之下的聚光镜并且升至最高位置， 换用高倍物镜，推入勃氏镜或去掉目镜，便换用高倍物镜，推入勃氏镜或去掉目镜，便 构成了锥光镜的装置。构成了锥光镜的装置。 聚光镜的作用是使透出下偏光镜的平聚光镜的作用是使透出下偏光镜的平 行偏光束变成锥形偏光束（图行偏光束变成锥形偏光束（图72）。锥形）。锥形 偏光束是以不同方向射入矿片的。偏光束是以不同方向射入矿片的。 在锥形偏光束中，除中央一条光波是在锥形偏光束中，

2、除中央一条光波是 垂直射入矿片之外（图垂直射入矿片之外（图72），其余各光波），其余各光波 都是倾斜射入矿片，而且愈外倾斜角度愈大，都是倾斜射入矿片，而且愈外倾斜角度愈大， 在矿片中所经历的距离愈外愈长。锥形偏光在矿片中所经历的距离愈外愈长。锥形偏光 束中的偏光，不管如何倾斜，其振动面仍与束中的偏光，不管如何倾斜，其振动面仍与 下偏光镜振动面平行，即在薄片平面上的投下偏光镜振动面平行，即在薄片平面上的投 影方向总是与影方向总是与PP方向平行。方向平行。 非均质体矿物的光学性质因方向而异，垂直不同方向非均质体矿物的光学性质因方向而异，垂直不同方向 的入射光的光率体切面不同，其长短半径在薄片平面上

3、的方的入射光的光率体切面不同，其长短半径在薄片平面上的方 位不完全相同，它们与上、下偏光镜振动面方向位不完全相同，它们与上、下偏光镜振动面方向AAAA、PPPP之间之间 的关系不完全相同。的关系不完全相同。 许多不同方向入射光波同时通过矿片后，到达上偏光许多不同方向入射光波同时通过矿片后，到达上偏光 镜所发生的消光与干涉效应也各不相同。因此，锥光镜下观镜所发生的消光与干涉效应也各不相同。因此，锥光镜下观 察到的，应当是各个不同方向入射光通过矿片后所产生的消察到的，应当是各个不同方向入射光通过矿片后所产生的消 光与干涉效应的总合。它们构成特殊的图形，称为光与干涉效应的总合。它们构成特殊的图形，称

4、为干涉图干涉图。 用高倍物镜的目的在于能接纳用高倍物镜的目的在于能接纳 较大范围的倾斜入射光波（图较大范围的倾斜入射光波（图7373）。）。 低倍物镜的数值孔径小，工作低倍物镜的数值孔径小，工作 距离长，通常只能接纳与薄片法线距离长，通常只能接纳与薄片法线 成成5 5夹角以内的光波，与平行薄夹角以内的光波，与平行薄 片法线的入射光波较接近（基本上片法线的入射光波较接近（基本上 相当于平行光波），干涉图不完整相当于平行光波），干涉图不完整 而且不清楚。而且不清楚。 高倍物镜的数值孔径较大，工高倍物镜的数值孔径较大，工 作距离短，通常能接纳与薄片法线作距离短，通常能接纳与薄片法线 成成60夹角以内

5、的倾斜入射光，其夹角以内的倾斜入射光，其 干涉图较完整而且较清晰。干涉图较完整而且较清晰。 数值孔径愈大数值孔径愈大 ，干涉图愈完，干涉图愈完 整。整。 观察干涉图时，为什么必须去掉目镜观察干涉图时，为什么必须去掉目镜 或推入勃氏镜？或推入勃氏镜？ 因为锥光镜下所观察的干涉图，不是因为锥光镜下所观察的干涉图，不是 矿片本身的形象，而是锥形偏光中各个不同矿片本身的形象，而是锥形偏光中各个不同 方向偏光同时通过矿片后，到达上偏光镜所方向偏光同时通过矿片后，到达上偏光镜所 产生的消光与干涉效应总和。即观察的是干产生的消光与干涉效应总和。即观察的是干 涉图（光源象）。涉图（光源象）。 干涉图的成像位置

6、不在薄片平面上，干涉图的成像位置不在薄片平面上， 而是在物镜的后焦平面上（图而是在物镜的后焦平面上（图7474）。去掉目）。去掉目 镜，能直接观察到镜筒内物镜后焦平面上的镜，能直接观察到镜筒内物镜后焦平面上的 干涉图实象，其图形虽小却很清晰。不去掉干涉图实象，其图形虽小却很清晰。不去掉 目镜，则必须推入勃氏镜才能看到干涉图。目镜，则必须推入勃氏镜才能看到干涉图。 此外，锥光镜下观察时，还必须严格校正中心。如果此外，锥光镜下观察时，还必须严格校正中心。如果 中心不准，转动物台时，所测矿片离开原来位置，将看不到中心不准，转动物台时，所测矿片离开原来位置，将看不到 所测矿物的干涉图。所测矿物的干涉图

7、。 均质体矿物的光学性质各向同性，任何方向的入射光均质体矿物的光学性质各向同性，任何方向的入射光 都不发生双折射，在正交偏光镜间全消光，锥光镜下看不到都不发生双折射，在正交偏光镜间全消光，锥光镜下看不到 干涉图。干涉图。 非均质体的光学性质则各向异性，在锥光镜下能形成非均质体的光学性质则各向异性，在锥光镜下能形成 干涉图，其干涉图特点随矿物的轴性和切片方向而异。干涉图，其干涉图特点随矿物的轴性和切片方向而异。 2 2 一轴晶干涉图一轴晶干涉图 一轴晶矿物的干涉图，因切片方向不一轴晶矿物的干涉图，因切片方向不 同而不同，主要有三种类型，即垂直光轴、同而不同，主要有三种类型，即垂直光轴、 斜交光轴

8、和平行光轴切片的干涉图。斜交光轴和平行光轴切片的干涉图。 一、垂直光轴切片的干涉图一、垂直光轴切片的干涉图 （一）图象特点（图（一）图象特点（图75） 一个一个黑十字黑十字与若干与若干同心圆干涉色色圈同心圆干涉色色圈 组成。黑十字为两个互相垂直的黑带（即组成。黑十字为两个互相垂直的黑带（即 消光影）。两个黑带分别与上、下偏光镜消光影）。两个黑带分别与上、下偏光镜 振动方向振动方向AA、PP平行，黑带中心部分往平行，黑带中心部分往 往较窄，边缘部分较宽；往较窄，边缘部分较宽；黑十字交点黑十字交点位于位于 视域中心（即十字丝交点），视域中心（即十字丝交点），为光轴出露为光轴出露 点点。 干涉色色圈

9、以黑十字交点为中心，成干涉色色圈以黑十字交点为中心，成 同心环状，其同心环状，其干涉色级序由中心向外逐渐干涉色级序由中心向外逐渐 升高，干涉色色圈愈外愈密。升高，干涉色色圈愈外愈密。 干涉色色圈的多少，取决于干涉色色圈的多少，取决于 矿物的双折率大小及薄片厚度。矿物的双折率大小及薄片厚度。 矿物的双折率愈大，干涉色矿物的双折率愈大，干涉色 色圈愈多（图色圈愈多（图75）；）； 反之，双折率愈小，干涉色反之，双折率愈小，干涉色 色圈愈少，甚至在黑十字的四个色圈愈少，甚至在黑十字的四个 象限内仅出现一级灰干涉色（图象限内仅出现一级灰干涉色（图 75B）。）。 双折率相同的矿片，厚度愈双折率相同的矿

10、片，厚度愈 大，干涉色色圈愈多；反之，薄大，干涉色色圈愈多；反之，薄 片愈薄，干涉色圈愈少（图片愈薄，干涉色圈愈少（图 76.gif）。）。 转动物台转动物台360，干涉图不发生变化。，干涉图不发生变化。 （二）成因（二）成因 在垂直光轴的薄片中，光轴方向垂直薄片平面。在垂直光轴的薄片中，光轴方向垂直薄片平面。 锥形光的特点锥形光的特点：中央一条光垂直薄片入射，其余各条光：中央一条光垂直薄片入射，其余各条光 线都是倾斜射入薄片（线都是倾斜射入薄片（图图7272）；愈外倾斜角度愈大。因此，）；愈外倾斜角度愈大。因此， 锥形光中只有中央一条光是平行光轴入射的，其余各光都是锥形光中只有中央一条光是平

11、行光轴入射的，其余各光都是 斜交光轴入射；而且愈外斜交角度愈大。斜交光轴入射；而且愈外斜交角度愈大。 光率体特征光率体特征：垂直中央一条光波的光率体切面为圆切面垂直中央一条光波的光率体切面为圆切面， 垂直其余各个斜交光轴入射光波的光率体切面都是椭圆切面垂直其余各个斜交光轴入射光波的光率体切面都是椭圆切面， 而且其长短半径的大小及在薄片平面上的分布方位各不相同，而且其长短半径的大小及在薄片平面上的分布方位各不相同， 它们与上、下偏光镜振动方向的关系也各不相同。因此，它它们与上、下偏光镜振动方向的关系也各不相同。因此，它 们在正交偏光镜间所发生的消光与干涉效应不同。们在正交偏光镜间所发生的消光与干

12、涉效应不同。 垂直光轴切片在锥光镜下所显示的干涉图，就是锥形偏垂直光轴切片在锥光镜下所显示的干涉图，就是锥形偏 光中各光波同时通过矿片后，到达上偏光镜所发生的消光与光中各光波同时通过矿片后，到达上偏光镜所发生的消光与 干涉现象总和。干涉现象总和。黑十字代表消光部分（消光影）；干涉色色黑十字代表消光部分（消光影）；干涉色色 圈代表发生干涉作用的部分。圈代表发生干涉作用的部分。 为了解干涉图的成因，我们引入一个为了解干涉图的成因，我们引入一个波向图波向图的概念。的概念。反反 映垂直锥形光中各入射光波的光率体椭圆半径在矿片平面上映垂直锥形光中各入射光波的光率体椭圆半径在矿片平面上 的分布方位图（即常

13、光与非常光振动方向的分布方位），称的分布方位图（即常光与非常光振动方向的分布方位），称 为波向图。为波向图。 因为光率体椭圆切面半径方向代表光波垂直该切面入射因为光率体椭圆切面半径方向代表光波垂直该切面入射 时，发生双折射分解形成两个偏光的振动方向。因而时，发生双折射分解形成两个偏光的振动方向。因而波向图波向图 就是表示光波振动方向的图解。就是表示光波振动方向的图解。 一轴晶光率体各种椭圆半一轴晶光率体各种椭圆半 径在空间的分布方位，可用球径在空间的分布方位，可用球 面投影方法作出。使圆球体球面投影方法作出。使圆球体球 心与一轴晶光率体中心重合心与一轴晶光率体中心重合 （图（图7777）。）。

14、 把垂直各入射光波的光率把垂直各入射光波的光率 体椭圆半径（体椭圆半径（NeNe与与NoNo）投）投 影到球面上。即可得出各个椭影到球面上。即可得出各个椭 圆切面半径（常光与非常光振圆切面半径（常光与非常光振 动方向）在球面上的分布方位。动方向）在球面上的分布方位。 球面上经线与纬线的交点球面上经线与纬线的交点 代表各入射光波的出露点。代表各入射光波的出露点。 经线的切线方向，代表非经线的切线方向，代表非 常光波的振动方向（常光波的振动方向（NeNe 或或NeNe半径方向）半径方向）；纬线的纬线的 切线方面，代表常光的振切线方面，代表常光的振 动方向（动方向（NoNo半径方向）。半径方向）。

15、将球面投影结果，再转换将球面投影结果，再转换 为正射投影到平面上，即可得为正射投影到平面上，即可得 出一轴晶不同方向切片上光率出一轴晶不同方向切片上光率 体椭圆半径分布方位图（波向体椭圆半径分布方位图（波向 图）。图）。 图图78A78A为一轴垂直光轴切片为一轴垂直光轴切片 的波向图。其的波向图。其中心为光轴中心为光轴在薄在薄 片平面上的片平面上的出露点出露点；围绕中心；围绕中心 的的同心圆与放射线的交点同心圆与放射线的交点，代，代 表表锥形光中各入射光波锥形光中各入射光波在薄片在薄片 平面上的平面上的出露点出露点；半径方向，半径方向， 代表非常光波的振动方向（代表非常光波的振动方向（NeNe

16、 方向）；同心圆的切线方向，方向）；同心圆的切线方向， 代表常光的振动方向（代表常光的振动方向（NoNo方方 向）。向）。 知道了知道了OAOA切片上光率体椭圆半径切片上光率体椭圆半径 的分布方位，根据消光与干涉原理，便的分布方位，根据消光与干涉原理，便 很容易理解干涉图的形成原因。很容易理解干涉图的形成原因。 当矿片上光率体椭圆半径与上、下当矿片上光率体椭圆半径与上、下 偏光镜振动方向平行时，消光而构成黑偏光镜振动方向平行时，消光而构成黑 带；当光率体椭圆半径与上、下偏光镜带；当光率体椭圆半径与上、下偏光镜 振动方向斜交时，发生干涉作用产生干振动方向斜交时，发生干涉作用产生干 涉色。涉色。

17、1 1、黑十字的成因、黑十字的成因 在在OAOA切片的波向图中，东切片的波向图中，东 西、南北方向上的光率体椭圆半西、南北方向上的光率体椭圆半 径与上、下偏光镜振动方向径与上、下偏光镜振动方向AA、 PP平行或近于平行的那些部位平行或近于平行的那些部位 （图（图78B），在正交偏光镜间消），在正交偏光镜间消 光或近于消光。因此，形成分别光或近于消光。因此，形成分别 与与AA、PP平行的两个黑带，互平行的两个黑带，互 相垂直构成黑十字。相垂直构成黑十字。 由于非常光振动方向呈放射由于非常光振动方向呈放射 线，与线，与AA、PP夹角相等的椭圆夹角相等的椭圆 半径方向（图半径方向（图78），其消光情

18、况），其消光情况 应为相同，由图中可看出夹角相应为相同，由图中可看出夹角相 等的椭圆半径方向是中部窄而边等的椭圆半径方向是中部窄而边 部宽，因而黑带中部较窄而边缘部宽，因而黑带中部较窄而边缘 较宽。较宽。 如果双折率低时，这种现象不明如果双折率低时，这种现象不明 显。显。 如果偏光显微镜的上、下偏光镜如果偏光显微镜的上、下偏光镜 振动方向振动方向AAAA、PPPP位置不在东西、南北位置不在东西、南北 方向上，则干涉图中的黑十字也不在方向上，则干涉图中的黑十字也不在 东西、南北方向，借此可以校正上、东西、南北方向，借此可以校正上、 下偏光镜的位置。下偏光镜的位置。 干涉色色圈的成因干涉色色圈的成

19、因 在黑十字的四个象限内，光率体椭圆半径方向与上、下偏光镜振在黑十字的四个象限内，光率体椭圆半径方向与上、下偏光镜振 动方向动方向AAAA、PPPP斜交；在正交偏光镜间发生干涉作用，如果光源为白光则斜交；在正交偏光镜间发生干涉作用，如果光源为白光则 产生干涉色。产生干涉色。 为什么干涉色成同心环状，而且干涉色级序愈外愈高？因为入射为什么干涉色成同心环状，而且干涉色级序愈外愈高？因为入射 光波是以光轴为中心的锥形光（光波是以光轴为中心的锥形光（图图79.jpg79.jpg）。）。 中央一条光波是平行光轴入射；不发生双折射，其双折率为零中央一条光波是平行光轴入射；不发生双折射，其双折率为零 （R=

20、0R=0），其余各光波斜交光轴入射，而且由中央向外，入射光波与光），其余各光波斜交光轴入射，而且由中央向外，入射光波与光 轴的夹角愈来愈大，其双折率值逐渐增加。光波在薄片中经历的距离也轴的夹角愈来愈大，其双折率值逐渐增加。光波在薄片中经历的距离也 是愈外愈长。因此，光程差由中心向外逐渐增大（是愈外愈长。因此，光程差由中心向外逐渐增大（图79.jpg），相应的），相应的 干涉色级序也随之逐渐升高。干涉色级序也随之逐渐升高。 锥形光中与光轴夹角相等的各入射光波，所形成的光程差相等，锥形光中与光轴夹角相等的各入射光波，所形成的光程差相等， 相应的干涉色相同，因而构成以光轴出露点（黑十字交点）为中心的

21、同相应的干涉色相同，因而构成以光轴出露点（黑十字交点）为中心的同 心环状干涉色色圈，而且干涉色级序愈外愈高。心环状干涉色色圈，而且干涉色级序愈外愈高。 垂直光轴切片的波向图垂直光轴切片的波向图 中，其光率体椭圆半径呈放中，其光率体椭圆半径呈放 射状对称分布。射状对称分布。 因此，无论如何转动矿因此，无论如何转动矿 片，总是东西、南北方向的片，总是东西、南北方向的 光率体椭圆半径与光率体椭圆半径与AAAA、PPPP平平 行，其余的半径与行，其余的半径与AAAA、PPPP斜斜 交，因而黑十字与干涉色色交，因而黑十字与干涉色色 圈位置不发生变化。圈位置不发生变化。 （三）垂直光轴切片干涉图的应用（三

22、）垂直光轴切片干涉图的应用 1 1、确定轴性及切片方向、确定轴性及切片方向 “看图识字看图识字”根据干涉图的形象特点，即可确定为根据干涉图的形象特点，即可确定为 一轴晶垂直光轴的切片。一轴晶其他方向切片及二轴晶矿片一轴晶垂直光轴的切片。一轴晶其他方向切片及二轴晶矿片 不具这种特征。不具这种特征。 2 2、测定光性符号、测定光性符号 一轴晶矿物的光性符号是根据主折射率值一轴晶矿物的光性符号是根据主折射率值NeNe与与NoNo的相对的相对 大小确定的。大小确定的。 当当NeNoNeNo（即（即Ne=NgNe=Ng）时为正；）时为正；NeNo (Ne=Np)NeNoNeNo）；）； 二、四象限内的干

23、涉色级二、四象限内的干涉色级 序降低，表示此二象限内光率序降低，表示此二象限内光率 体椭圆半径体椭圆半径NeNe及及NoNo与试板为与试板为 异名半径平行，仍然证明异名半径平行，仍然证明 Ne=NgNe=Ng（即（即NeNoNeNo），属正），属正 光性。负光性的干涉色升降情光性。负光性的干涉色升降情 况与此相反（图况与此相反（图81B81B）。）。 注意试板上注意试板上NgNg与与NpNp方向更换，或方向更换，或 者试板插入方向改变，恰与上述情况者试板插入方向改变，恰与上述情况 相反。相反。 当干涉图的黑十字四个象限内仅当干涉图的黑十字四个象限内仅 见见一级灰干涉色一级灰干涉色时，加入时，加

24、入石膏试板石膏试板 （图（图82/82/照片照片3 3）后，）后，黑十字黑十字11级级 紫红紫红；干涉色升高干涉色升高的两个象限，干涉的两个象限，干涉 色由色由1 1级灰级灰22级蓝级蓝；干涉色降低干涉色降低的的 两个象限内，干涉色由两个象限内，干涉色由1 1级灰级灰11级级 橙黄橙黄。 也可以使用云母试板，加入也可以使用云母试板，加入云母云母 试板试板后，后，黑十字黑十字11级灰；干涉色级灰；干涉色 升高的两个象限内，干涉色由升高的两个象限内，干涉色由1 1级级 灰灰11级橙黄；干涉色降低的两个级橙黄；干涉色降低的两个 象限内，干涉色由象限内，干涉色由1 1级灰级灰黑色。黑色。 当干涉图的干

25、涉色色圈较多当干涉图的干涉色色圈较多 时，加入云母试板后（图时，加入云母试板后（图8383）: : 黑十字黑十字11级灰白级灰白。在。在干涉干涉 色级序升高色级序升高的两个象限内，靠近的两个象限内，靠近 黑十字交点黑十字交点,1,1级灰升高级灰升高11级黄级黄， 因而因而靠近黑十字交点处，出现对靠近黑十字交点处，出现对 称的两个黄色小团团称的两个黄色小团团； 在干涉色级序降低的两在干涉色级序降低的两 个象限内，个象限内，靠近黑十字交点靠近黑十字交点 原为原为一级灰一级灰的位置，干涉色的位置，干涉色 级序降低变为级序降低变为黑色黑色，因而在，因而在 靠近黑十字交点处，出现对靠近黑十字交点处，出现

26、对 称的称的两个黑色小团团两个黑色小团团； 原为原为1 1级黄的色圈级黄的色圈，干，干 涉色涉色色序降低为色序降低为1 1级灰级灰，表，表 现为灰色色圈向外移动占据现为灰色色圈向外移动占据 原黄色色圈位置；原黄色色圈位置； 原为原为1 1级红的色圈级红的色圈，干，干 涉色涉色色序降低变为色序降低变为1 1级黄级黄， 表现为黄色色圈向外移动占表现为黄色色圈向外移动占 据原红色色圈位置；据原红色色圈位置； 同理，每一个干涉色色同理，每一个干涉色色 圈的级序都降低一个色序，圈的级序都降低一个色序， 因而显示出这两个象限内的因而显示出这两个象限内的 整个干涉色色圈都向外移动整个干涉色色圈都向外移动 (

27、 (图图83)83)。 如果干涉色色圈多而密，加入云母试板后，干涉色色圈移动情如果干涉色色圈多而密，加入云母试板后，干涉色色圈移动情 况看不清楚，可以使用况看不清楚，可以使用石英楔或贝端克补色器石英楔或贝端克补色器。 随着石英的逐渐插入（或逐渐转动贝瑞克补色器）时，在干涉随着石英的逐渐插入（或逐渐转动贝瑞克补色器）时，在干涉 色级序升高的两个象限内，干涉色色圈连续向内移动；在干涉色级色级序升高的两个象限内，干涉色色圈连续向内移动；在干涉色级 序降低的两个象限内，干涉色色圈连续向外移动。序降低的两个象限内，干涉色色圈连续向外移动。 干涉色色圈多的干涉图，也可以使用干涉色色圈多的干涉图，也可以使用

28、石膏试板石膏试板。加入石膏试板。加入石膏试板 后（后（照片照片2.jpg），黑十字变为一级紫红；），黑十字变为一级紫红； 在干涉色级序升高的两个象限内，靠近黑十字交点原为一级灰在干涉色级序升高的两个象限内，靠近黑十字交点原为一级灰 的位置，干涉色级序升高变为二级蓝，因而出现对称的两个蓝色小的位置，干涉色级序升高变为二级蓝，因而出现对称的两个蓝色小 团团，其他干涉色色圈基本不变；团团，其他干涉色色圈基本不变； 在干涉色降低的两个象限内，靠近黑十字交点原为一级灰的位在干涉色降低的两个象限内，靠近黑十字交点原为一级灰的位 置，干涉色级序降低变为一级橙黄，因而出现对称的两个黄色小团置，干涉色级序降低变

29、为一级橙黄，因而出现对称的两个黄色小团 团，第一个红色色圈变为黑色圈，其他干涉色色圈也基本不变。团，第一个红色色圈变为黑色圈，其他干涉色色圈也基本不变。 二、斜交光轴切片的干涉图二、斜交光轴切片的干涉图 （一）图像特点（一）图像特点 在斜交光轴的切片中，光轴是倾在斜交光轴的切片中，光轴是倾 斜的；光轴在薄片平面上的出露点斜的；光轴在薄片平面上的出露点 （黑十字交点），不在视域中心。所（黑十字交点），不在视域中心。所 以以干涉图是不完全的黑十字和不完整干涉图是不完全的黑十字和不完整 的干涉色圈组成的干涉色圈组成（图（图84及图及图85）。）。 当当光轴方向与薄片法线的夹角不光轴方向与薄片法线的夹

30、角不 大时，光轴出露点虽不在视域中心，大时，光轴出露点虽不在视域中心， 但仍在视域内但仍在视域内（图（图84）。转动物台，）。转动物台， 黑十字交点绕视域中心作圆周移动黑十字交点绕视域中心作圆周移动， 其黑带作上下、左右平行移动，干涉其黑带作上下、左右平行移动，干涉 色色圈随黑十字交点移动。色色圈随黑十字交点移动。 当当光轴方向与薄片法光轴方向与薄片法 线夹角较大时，光轴出露线夹角较大时，光轴出露 点（黑十字交点）落在视点（黑十字交点）落在视 域之外域之外（图（图8585），视域内），视域内 只能见到一条黑带及部分只能见到一条黑带及部分 干涉色色圈。干涉色色圈。 转动物台，转动物台，黑带作上黑

31、带作上 下、左右平行移动，下、左右平行移动，并交并交 替出现在视域内，干涉色替出现在视域内，干涉色 色圈亦随之移动。色圈亦随之移动。 当光轴轴与薄片法线的夹角很大时，黑带较宽当光轴轴与薄片法线的夹角很大时，黑带较宽 大。转动物台，黑带呈弯曲状移过视域（图大。转动物台，黑带呈弯曲状移过视域（图8686）。）。 这种干涉图不能判断轴性，因为它与二轴晶干这种干涉图不能判断轴性，因为它与二轴晶干 涉图不易区分。涉图不易区分。 （二）斜交光轴切片干涉图的应用（二）斜交光轴切片干涉图的应用 1 1、当光轴倾角不太大、当光轴倾角不太大 时，可以确定轴性及切片时，可以确定轴性及切片 方向。方向。 2 2、测定

32、光性符号、测定光性符号 当黑十字交点在视域当黑十字交点在视域 内时，测定光性符号的方内时，测定光性符号的方 法与垂直光轴切片干涉图法与垂直光轴切片干涉图 的方法完全相同。的方法完全相同。 如果黑十字交点在视如果黑十字交点在视 域之外时，转动物台，根域之外时，转动物台，根 据黑带移动情况，可以确据黑带移动情况，可以确 定黑十字交点在视域外的定黑十字交点在视域外的 位置位置( (见图见图8787说明说明) )。 黑十字交点的位置确定黑十字交点的位置确定 后，即能定出视域所在的象后，即能定出视域所在的象 限。然后根据垂直光轴切片限。然后根据垂直光轴切片 干涉图的方法，测定光性符干涉图的方法，测定光性

33、符 号（图号（图8888）。）。 当黑十字的四个象限内当黑十字的四个象限内 仅见一级灰时，加入石膏试仅见一级灰时，加入石膏试 板后，干涉图的变化情况如板后，干涉图的变化情况如 图图89A89A；当色圈多时，加入；当色圈多时，加入 云母试板后，干涉图的变化云母试板后，干涉图的变化 情况如图情况如图89B89B。 三、平行光轴切片的干涉图三、平行光轴切片的干涉图 （一）图像特点（一）图像特点 当当OAOA方向方向与上、下偏光镜振动与上、下偏光镜振动 方向之一平行时，为一个粗大模糊方向之一平行时，为一个粗大模糊 的黑十字，几乎占据整个视域（图的黑十字，几乎占据整个视域（图 90A90A）。稍稍转动物

34、台，粗大黑十字）。稍稍转动物台，粗大黑十字 从中心分裂，并沿从中心分裂，并沿OAOA方向方向迅速退出迅速退出 视域（约转动视域（约转动1212-15-15），这个转），这个转 角称角称明亮角明亮角。因为变化迅速，故称。因为变化迅速，故称 瞬变干涉图或闪图瞬变干涉图或闪图。 当当OAOA方向方向与上、下偏光镜的振与上、下偏光镜的振 动方向动方向AAAA、PPPP成成4545夹角时，视域夹角时，视域 最亮。如果矿物的双折率较大时，最亮。如果矿物的双折率较大时， 则在相对的象限内出现对称的弧形则在相对的象限内出现对称的弧形 干涉色色带（图干涉色色带（图90B90B）。）。 在光轴方向的在光轴方向的

35、两个象限内，干两个象限内，干 涉色由中心向两涉色由中心向两 边逐渐降低；在边逐渐降低；在 垂直光轴方向的垂直光轴方向的 两个象限内，干两个象限内，干 涉色由中心向两涉色由中心向两 边逐升高。边逐升高。 如果矿物的双如果矿物的双 折率较低，则不折率较低，则不 出现弧形色带而出现弧形色带而 仅为一级灰白干仅为一级灰白干 涉色。涉色。 （二）成因（二）成因 在在OAOA切片的波向图中（图切片的波向图中（图9191），）， 当当OAOA与与AAAA、PPPP振动方向之一平行时，振动方向之一平行时， 大部分的光率体椭圆半径与大部分的光率体椭圆半径与AAAA、PPPP振振 动方向平行或近于平行（图动方向平

36、行或近于平行（图9191中小圆中小圆 圈以内），在正交偏光镜间，应当消圈以内），在正交偏光镜间，应当消 光或近于消光，因而形成粗大模糊的光或近于消光，因而形成粗大模糊的 黑十字。黑十字。 稍转物台，大部分光率体椭圆半稍转物台，大部分光率体椭圆半 径与径与AAAA、PPPP振动方向斜交，而且是中振动方向斜交，而且是中 心部分的光率体椭圆半径首先与心部分的光率体椭圆半径首先与AAAA、 PPPP斜交，光轴方向的光率体椭圆半径斜交，光轴方向的光率体椭圆半径 与与AAAA、PPPP最后斜交。最后斜交。 因此，因此，粗大黑十字从中心粗大黑十字从中心 分裂，并沿光轴方向迅速退出视域分裂，并沿光轴方向迅速退

37、出视域 而视域明亮，出现干涉色。而视域明亮，出现干涉色。 当当OAOA方向与方向与AAAA、PPPP振动方向成振动方向成 4545夹角时，为什么出现对称的弧形夹角时，为什么出现对称的弧形 干涉色色带？而且沿干涉色色带？而且沿OAOA方向，干涉色方向，干涉色 从中心向两边逐渐降低，而从中心向两边逐渐降低，而OAOA方向，方向， 干涉色由中心向两边逐渐升高干涉色由中心向两边逐渐升高? ? 由图由图9292（正光性）可看出，（正光性）可看出，在在 OAOA方向上，由中心向两边，短半径方向上，由中心向两边，短半径 NoNo的长短不变，而长半径的长短不变，而长半径NeNe逐渐逐渐 变短，促使其双折率逐渐

38、变小。变短，促使其双折率逐渐变小。 虽然倾斜入射光波经过矿片距离虽然倾斜入射光波经过矿片距离 愈外愈长（即薄片厚度加大），但由愈外愈长（即薄片厚度加大），但由 于矿片厚度不大，且视域范围较小，于矿片厚度不大，且视域范围较小， 在此范围内不足以抵消由于双折率减在此范围内不足以抵消由于双折率减 小，所引起的光程差减小，所以在此小，所引起的光程差减小，所以在此 方向上，由中心向两边干涉色仍然逐方向上，由中心向两边干涉色仍然逐 渐降低。渐降低。 在在OAOA的方向上，由中心向两的方向上，由中心向两 边的各个点上，边的各个点上，光率体椭圆半径均光率体椭圆半径均 为为NeNe与与NoNo，其双折率值相等，

39、但由，其双折率值相等，但由 于倾斜入射光波通过薄片的距离愈于倾斜入射光波通过薄片的距离愈 外愈长，相当于厚度向外增加，引外愈长，相当于厚度向外增加，引 起光程差逐渐增大，因而干涉色由起光程差逐渐增大，因而干涉色由 中心向两边逐渐升高。中心向两边逐渐升高。 （三）一轴晶平行光轴切片干涉图的应用（三）一轴晶平行光轴切片干涉图的应用 1 1、当轴性已知时，可以确定切片、当轴性已知时，可以确定切片 方向，但不能确定轴性，因为它与二轴方向，但不能确定轴性，因为它与二轴 晶平行光轴面切片的干涉图很难区分。晶平行光轴面切片的干涉图很难区分。 2 2、当轴性已知时，也可以测定光、当轴性已知时，也可以测定光 性

40、符号。性符号。 转动物台，黑带退出的方向即光轴转动物台，黑带退出的方向即光轴 方向。使光轴方向与上、下偏光镜振动方向。使光轴方向与上、下偏光镜振动 方向成方向成4545夹角，视域最亮。在这种干夹角，视域最亮。在这种干 涉图中，涉图中，NeOANeOA方向，方向，No0ANo0A方向。加方向。加 入试板，观察整个视域内干涉色级序的入试板，观察整个视域内干涉色级序的 升降变化，根据补色法则确定升降变化，根据补色法则确定NeNe与与NoNo的的 相对大小之后，即能确定光性正负（图相对大小之后，即能确定光性正负（图 9393）。）。 加入试板后，整个视域干涉色级序加入试板后，整个视域干涉色级序 降低（

41、图降低（图93A93A），异名半径叠加，说明），异名半径叠加，说明 Ne=NgNe=Ng（即（即NeNoNeNo），为正光性。），为正光性。 反之，整个视域内干涉色级序升反之，整个视域内干涉色级序升 高（图高（图93B93B），同名半径叠加，证明），同名半径叠加，证明 Ne=NpNe=Np（即（即NeNoNe45V45，为垂直，为垂直BxoBxo切片的干涉图，用查出的切片的干涉图，用查出的V V角的余角角的余角 （9090-V-V）乘以）乘以2 2，即得该矿的，即得该矿的2V2V值。值。 2 2）V45V45，为垂直，为垂直BxaBxa切片的干涉图，用查得的切片的干涉图，用查得的V V值乘以值

42、乘以2 2， 即得该矿物的即得该矿物的2V2V值。值。 3 3）值很小，不能与相应的值很小，不能与相应的NmNm曲线相交时，为平行光轴面切曲线相交时，为平行光轴面切 片的的干涉图。片的的干涉图。 用这个方法测定用这个方法测定2V2V，能否达到应有的精度，关键在于能否准，能否达到应有的精度，关键在于能否准 确判断弯曲黑带中线与视域相切的位置，一般精度大约在确判断弯曲黑带中线与视域相切的位置，一般精度大约在5 5左右。左右。 若测定比较熟练，则精度可达若测定比较熟练，则精度可达2 2左右。这个方法还可用以区分左右。这个方法还可用以区分2V2V 较大的垂直较大的垂直BxaBxa切片、垂直切片、垂直B

43、xoBxo切片和平行光轴面切片的三种干涉切片和平行光轴面切片的三种干涉 图。图。 二、垂直一个光轴切片的干涉图二、垂直一个光轴切片的干涉图 （一）图象特点（图（一）图象特点（图113113） 二轴晶二轴晶OAOA切片的干涉图，在切片的干涉图，在形形 态上相当于态上相当于BxaBxa干涉图的一半干涉图的一半，其，其 OAOA出露点出露点位于位于视域中心视域中心。当。当ApAp与与AAAA、 PPPP振动方向之一振动方向之一平行平行时，出现时，出现一个直一个直 的黑带的黑带（图（图113A113A）及）及卵形干涉色色圈卵形干涉色色圈 （双折射率较大或薄片较厚时）。（双折射率较大或薄片较厚时）。 转

44、动物台，黑带弯曲，当光轴面转动物台，黑带弯曲，当光轴面 与上、下偏光镜振动方向成与上、下偏光镜振动方向成4545夹角夹角 时，黑带弯曲度最大（图时，黑带弯曲度最大（图113B113B）。弯）。弯 曲黑带顶点为光轴出露点，位于视域曲黑带顶点为光轴出露点，位于视域 中心。弯曲黑带凸向中心。弯曲黑带凸向BxaBxa出露点。继出露点。继 续转动物台，弯曲黑带逐渐变直，至续转动物台，弯曲黑带逐渐变直，至 9090时又成一个直的黑带，但方向已时又成一个直的黑带，但方向已 改变（图改变（图113C113C）。）。 再继续转动物台再继续转动物台 ，黑带再度弯曲，黑带再度弯曲 ，至至135135时黑带时黑带 弯

45、曲度最大，但弯曲度最大，但 其凸出方向已改其凸出方向已改 变（图变（图113D113D），）， 其顶点仍位于视其顶点仍位于视 域中心。域中心。 （二）垂直一个光轴切片干涉图的应用（二）垂直一个光轴切片干涉图的应用 1 1、确定轴性及切片方向、确定轴性及切片方向 2 2、测定光性符号、测定光性符号 根据根据ApAp与与AAAA、PPPP振动方向成振动方向成4545夹角时，弯曲黑带顶点凸夹角时，弯曲黑带顶点凸 向向BxaBxa出露点，找出出露点，找出BxaBxa出露点及另一弯曲黑带在视域外的方出露点及另一弯曲黑带在视域外的方 位之后，按垂直位之后，按垂直BxaBxa切片干涉图的方法测定光性符号（图

46、切片干涉图的方法测定光性符号（图114114 及及115115）。）。 3 3、估计光轴角大小、估计光轴角大小 在垂直一个在垂直一个OAOA切片干涉图切片干涉图 中，当中，当ApAp与与AAAA、PPPP振动方向成振动方向成 4545夹角时，夹角时，黑带弯曲程度与黑带弯曲程度与 光轴角大小成反比光轴角大小成反比（图（图116116）。）。 光轴角愈大，黑带愈直光轴角愈大，黑带愈直。 当当2V=902V=90时，黑带成直带；时，黑带成直带； 当当2V=02V=0时，黑带弯曲成时，黑带弯曲成9090 （相当于一轴晶）；（相当于一轴晶）；2V2V介于介于0 0与与 9090之间时，黑带弯曲度介于之间

47、时，黑带弯曲度介于 9090与直带之间（图与直带之间（图116116）。用）。用 这种方法估计的光轴角不太精这种方法估计的光轴角不太精 确。确。 文契尔文契尔2V2V鉴定图鉴定图 文契尔绘制了新的文契尔绘制了新的2V2V鉴定鉴定 图（图图（图117117），图中标有物镜的），图中标有物镜的 数值孔径（数值孔径（N.A.N.A.）及不同）及不同NmNm值值 所对应的视域界限，有助于较所对应的视域界限，有助于较 准确的判断黑带的弯曲度，从准确的判断黑带的弯曲度，从 而得出光轴角大小。而得出光轴角大小。 其中所标的干涉图视域半其中所标的干涉图视域半 径度数是指射到视域边缘的光径度数是指射到视域边缘的

48、光 线与显微镜物镜中轴之间夹角线与显微镜物镜中轴之间夹角 （即物镜光孔角（即物镜光孔角1/21/2）。在图的）。在图的 右上方还注明了右上方还注明了2V2V值及相应的值及相应的 弧度方位角。弧度方位角。 三、斜交光轴切片的干涉图三、斜交光轴切片的干涉图 （一）图象特点（图（一）图象特点（图118118、119119、120120） 不垂直光轴，也不垂直不垂直光轴，也不垂直BxaBxa，但较接近于它们的斜交切片，但较接近于它们的斜交切片， 属斜交光轴的切片。这种切片的干涉图，在图象特点上，相当于属斜交光轴的切片。这种切片的干涉图，在图象特点上，相当于 垂直垂直BxaBxa切片干涉图的一部分。其黑

49、带与干涉色色圈都不完整。转切片干涉图的一部分。其黑带与干涉色色圈都不完整。转 动物台，黑带弯曲移过视域，在动物台，黑带弯曲移过视域，在4545位置时，弯曲黑带顶点不在位置时，弯曲黑带顶点不在 视域中心。视域中心。 斜交光轴切片的干涉图可以分为两种类型。斜交光轴切片的干涉图可以分为两种类型。 一种是一种是垂直垂直ApAp、斜交、斜交OAOA切片切片 干涉图干涉图（图（图119119）。其特点是当）。其特点是当 ApAp与与AAAA、PPPP振动方向之一平行时，振动方向之一平行时， 黑带为通过视域中心而且平分视黑带为通过视域中心而且平分视 域的一个直带（图域的一个直带（图119a119a、c c、

50、e e、 g g）。）。 转动物台，黑带弯曲，当转动物台，黑带弯曲，当ApAp 与与AAAA、PPPP振动方向成振动方向成4545夹角时，夹角时， 弯曲黑带顶点不在视域中心。当弯曲黑带顶点不在视域中心。当 光轴倾角不大时，弯曲黑带顶点光轴倾角不大时，弯曲黑带顶点 仍位于视域之内（图仍位于视域之内（图119b119b，d d）；）；如果光轴斜倾角较大，则弯如果光轴斜倾角较大，则弯 曲黑带顶点在视域之外（图曲黑带顶点在视域之外（图 119f119f、h h）。）。 另一种是另一种是与与ApAp和和OAOA都斜交的切片干涉图都斜交的切片干涉图（图（图120120）。当）。当ApAp 与与AAAA、P

51、PPP振动方向之一平行时，直的黑带不通过视域中心而振动方向之一平行时，直的黑带不通过视域中心而 偏在视域的一侧（图偏在视域的一侧（图120A120A、C C、E E、G G）。）。 转动物台，黑带弯曲，当转动物台，黑带弯曲，当ApAp与与AA AA 、PPPP振动方向成振动方向成4545夹夹 角时，弯曲黑带顶点不在视域中心。光轴倾斜不大时，弯曲角时，弯曲黑带顶点不在视域中心。光轴倾斜不大时，弯曲 黑带顶点仍在视域内（图黑带顶点仍在视域内（图120B120B、C C）；光轴倾斜较大时，弯曲）；光轴倾斜较大时，弯曲 黑带顶点在视域之外（图黑带顶点在视域之外（图120F120F、H H）。）。 （二

52、）斜交光轴切片干涉图的应用（二）斜交光轴切片干涉图的应用 1 1、确定轴性及切片方向（、确定轴性及切片方向（“看图识字看图识字”） 2 2、测定光性符号、测定光性符号 斜交光轴切片干涉图，可视为垂直斜交光轴切片干涉图，可视为垂直BxaBxa切片干涉图的一切片干涉图的一 部分。部分。转动物台，根据黑带弯曲移动情况，找出弯曲黑带顶转动物台，根据黑带弯曲移动情况，找出弯曲黑带顶 点的凸方及点的凸方及BxaBxa在视域外的方位之后，即可按垂直在视域外的方位之后，即可按垂直BxaBxa切片干切片干 涉图的方法测定光性符号。涉图的方法测定光性符号。 一般鉴定工作时，斜交光轴切片的干涉图较常见，因一般鉴定工

53、作时，斜交光轴切片的干涉图较常见，因 此必须熟练掌握弯曲黑带移动变化规律。此必须熟练掌握弯曲黑带移动变化规律。 四、垂直钝角等分线（四、垂直钝角等分线（BxoBxo）切片的干涉图）切片的干涉图 （一）图象特点（图（一）图象特点（图 121121） 当当ApAp与与AAAA、PPPP振动方振动方 向之一平行时，为一个较向之一平行时，为一个较 粗大模糊的黑十字（图粗大模糊的黑十字（图 121A121A）。黑十字四个象限）。黑十字四个象限 仅出现一级灰干涉色，当仅出现一级灰干涉色，当 矿物的双折率较大时，可矿物的双折率较大时，可 出现稀疏的干涉色色圈。出现稀疏的干涉色色圈。 如果把视域想象地扩大，其

54、干涉图的形象特点与垂直如果把视域想象地扩大，其干涉图的形象特点与垂直BxaBxa切片干切片干 涉图相似，所不同的是两个光轴出露点间的距离较远，视域中所看涉图相似，所不同的是两个光轴出露点间的距离较远，视域中所看 到的只是干涉图的中央部分，所以黑十字显得粗大而模糊，干涉色到的只是干涉图的中央部分，所以黑十字显得粗大而模糊，干涉色 圈不太明显。圈不太明显。 转动物台，黑十字迅速分裂成两个弯曲黑带（图转动物台，黑十字迅速分裂成两个弯曲黑带（图121B121B），沿），沿ApAp 方向逸出视域（转角一般为方向逸出视域（转角一般为1010-35-35）。）。 当当ApAp与与AAAA、PPPP振动方向成振动方向成4545夹角时，视域内最亮，弯曲黑带夹角时，视域内最亮，弯曲黑带 顶点间距离最远，并都在视域之外（图顶点间距离最远，并都在视域之外（图121C121C），