正交偏光系统.ppt

1、第四章 正交偏光系统下晶体的光学性质,内容： 一、正交偏光系统的构成及光学特点 二、正交偏光镜间的消光现象及消光位 三、正交偏光镜间的干涉现象及干涉色 四、补色法则和补色器 五、正交偏光镜间主要光学性质的观察与测定,一、正交偏光系统的装置及光学特点,装置： 光路中同时使用上、下两个偏光镜，且其振动方向互相垂直。 系统的光学特点： 光路中不放任何矿片时，通过下偏光镜的光波其振动方向与上偏光镜的振动方向互相垂直，光波不能通过，视域黑暗。,P,P,A,A,偏光Kg、Kp在下偏光PP方向的分量Kgp、Kpp均不能透过下偏光而消失； 偏光Kg、Kp在上偏光AA方向的分量Kga、Kpa均透过上偏光镜在AA

2、振动面内传播；（在同一个平面内振动） 此二偏光Kga、Kpa来自于同一光源，因此频率相同，位相差恒定。 当慢光到达晶体的上表面时，快光已经在空气中传播一定的路程了。产生了光程差R。光在空气中的传播速度为C0，晶体切片厚度为d，快光和慢光通过晶体切片所需的时间分别为tp和tg，则光程差： RC0（ tg tp ） 设快光和慢光在晶体中的传播速度分别为Vp和Vg，则： tg d/ Vg，tp d/ Vp, 由折射率的定义可知： Ng C0/ Vg，NPC0 / Vp R C0(d/ Vgd/ Vp)d(C0/ Vg C0 / Vp) d（NgNp) dN 对于某一制备好的光学薄片而言，某单个晶粒切

3、片具有一定的厚度d值，以及确定的切片方位（NgNp)， 因此，光程差R为固定值。,干涉产生的三个条件：,两次分解后的两束偏光频率相同，位相差恒定（来自同一光源）； 有固定的光程差。 在同一平面内振动（AA平面内）； （思考：单偏光下会发生干涉吗？为什么？）,三、正交偏光镜间的干涉现象2、正交偏光镜间光波的干涉作用及控制因素,第五级序及更高级序干涉色，这种大的光程差几乎接近各色光半波长的偶数倍，同时又接近其半波长的奇数倍，产生高级白干涉色。 高级白干涉色是高双折率矿物的特征。如方解石的双折率为0.172，在标准薄片厚度（0.03mm)时，就呈现高级白干涉色。 （思考：怎样区分一级灰白和高级白干涉

4、色？） 晶体颜色与干涉色区别： 晶体颜色单偏光下色素离子选择吸收的结果； 干涉色正交偏光下由干涉作用所产生，取决于光率体椭圆切面上双折率的大小，在平行光轴或平行光轴面的切面上具有最大双折率，因而具有最高干涉色；,一. 消光类型 (一). 消光类型的含义: 指矿片处于消光位时,矿片的解理缝, 双晶缝,或晶体的轮廓(它们与结晶轴有一定的关系)等与目镜十字丝(表示上/下偏光的振动方向)的相互关系。 (二). 消光类型的划分: (1). 平行消光: 矿片处于消光位时,其解理缝,双晶缝或晶 棱等与目镜十字丝之一平行.例如，云母、电气石等； (2). 对称消光: 矿片处于消光位时, 矿片的两组解理缝,两个

5、晶面迹线或两组双晶缝夹角的角平分线与目镜十字丝平行.例如，角闪石、辉石有两组解理的切面； (3). 斜消光: 矿片处于消光位时, 其解理缝,双晶缝或晶棱等与目镜十字丝斜交.例如，普通角闪石有一组解理的切面。,四、矿物双折率值的测定,例1：如在薄片中观测到某矿物的最高干涉色为三级蓝绿，同时测得该矿片中石英的最高干涉色为一级黄白，求某矿物的双折率？ 解： （1）石英的最大双折率为0.009，由干涉色色谱表可查出对应一级黄白的光程差约为281nm左右，根据光程差公式： R=dN，得出： 薄片厚度d=R/ N =281/0.009 =31222nm (2)三级蓝绿干涉色对应的光程差约为1334nm，按

6、照光程差公式计算得双折射率： N=（Ng-Np) = R/d =1334/31222 =0.0427. 答：该矿物的最大双折率为0.0427.,四、矿物双折率值的测定,例2：如在标准薄片中观测到某矿物的最高干涉色 为二级蓝绿，求某矿物的双折率？ 解：由色谱表查到二级蓝绿干涉色对应的光程差约为826nm，标准薄片的厚度为0.03mm(30000nm)，按照光程差公式计算得双折射率： N=（Ng-Np) = R/d =826/30000 =0.0274 答：该矿物的最大双折率为0.0274.,(二).双晶的种类 1、简单双晶: 仅由两个双晶单体组成. 如正长石的卡氏双晶, 黑云母、辉石的接触双晶等

7、。 2. 复杂双晶: 由两个以上的双晶单体组成。 (1)聚片双晶: 双晶结合面彼此平行, 在正交偏光镜间呈聚片状.奇数与偶数两组双晶单体轮换消光.例如,斜长石的钠长石双晶（薄片） 2)联合双晶: 双晶结合面彼此不平行, 按双晶单体的数目不同可分为三连晶/四连晶/六连晶（同种双晶律） (3)复合双晶: 两种以上不同双晶律的双晶类型同时存在时称复合双晶，斜长石中卡钠复合双晶，微斜长石的格子双晶。,黑云母的简单接触双晶,斜长石的聚片双晶,拉长石的卡钠复合双晶,本章节重点内容,1、消光及消色 2、干涉产生的条件 3、干涉色级序 4、光程差RdN 5、补色法则及补色原理的应用 （熟知几种常用补色器的光程差） 6、矿物双折率的测定 7、矿物延性与双晶 延性符号的判定方法,思考题： (5) 白云母的Ng1.588，Nm1.582，Np1.562，薄片厚度为0.03mm，求（1）轴性，光性正负，（2）Bxa、 Bxo切面在正交偏光镜下具有什么样的干涉色？ (6) 标准