矿物岩石学04 第2章晶体光学基础 第4节(正交光).ppt

第四节正交偏光镜下的晶体光学性质,一、正交偏光系统的组成、光路特点及观测内容1．组成使用下偏光镜物镜上偏光镜目镜等，不使用聚（锥）光镜、勃氏镜等。,,2．光路特点由光源发出的自然光经过下偏光镜后变成沿一个方向振动的偏振光。该偏振光①经过光性均质体的任意方向切面时，不改变振动方向、继续向上传播，无法穿过上偏光镜，视阈黑暗；②经过光性非均质体垂直光轴的切面时，不改变振动方向、继续向上传播，无法穿过上偏光镜，视阈黑暗；③经过光性非均质体不垂直光轴的切面，但其振动方向平行于光性非均质体光率体椭圆切面长、短半径方向时，不改变振动方向、继续向上传播，无法穿过上偏光镜，视阈黑暗。,,④经过光性非均质体不垂直光轴的切面，其振动方向不平行于光性非均质体光率体椭圆切面长、短半径方向时，发生双折射，分解形成两支振动方向互相垂直的偏振光，它们平行于上偏光振动方向的分矢量穿过上偏光镜并发生干涉。,,3．观测内容1）消光消光类别、消光类型、（最大）消光角、双晶等。2）干涉干涉色级序、干涉色色谱表、最高干涉色、（最大）双折射率、晶体延性及延性符号、消色、双晶等。,榴辉岩单偏光（右上）正交光（右下）,二、消光现象及消光位1.消光现象1）什么是消光晶体颗粒在正交偏光镜下变黑暗的现象称为消光。消光的原因在于没有光线透过上偏光镜（到达观测者的眼中）。,2）全消光和四次消光（消光类别）①全消光在转动载物台一周的过程中，矿物晶体颗粒始终处于消光状态的消光现象。光性均质体（包括树胶）任意方向的切面和光性非均质体垂直光轴的切面呈现全消光现象。②四次消光在转动载物台一周的过程中，矿物晶体颗粒出现四次消光的的消光现象。光性非均质体不垂直光轴的切面呈现四次消光现象。**根据一个薄片中某种矿物的所有晶体颗粒是否呈现全消光现象，可区别光性均质体和光性非均质体。2．消光位光性非均质体不垂直光轴的切面在正交偏光镜下呈现消光状态时所处的位置称为消光位。,,三、干涉现象1．什么是干涉现象正交偏光镜下，光性非均质体呈现各种彩色色调的现象称为干涉现象。,,2．干涉现象的成因光的两次分解第一次分解，产生快光和慢光，两支光之间形成光程差R；第二次分解，快、慢光之平行于上偏光振动方向的分矢量发生干涉。,,四、干涉色及干涉色色谱表1．干涉色1）什么是干涉色白光经过正交偏光镜间的晶体切片后，经干涉作用形成的色调称为干涉色。*45度位晶体颗粒自消光位起转动45度后所处的位置。处于45度位时，晶体颗粒干涉色最明亮。,2）干涉色级序及各级序干涉色的特征（1）干涉色级序按照快、慢光之间的光程差大小对干涉色进行的排序称为干涉色级序（见下页）。包括第一级序（光程差0nm–550nm）由暗灰、灰白、黄、橙、（紫）红等依序组成；第二级序（光程差550nm-1100nm）由蓝、绿、黄、橙、（紫）红等依序组成；第三级序（光程差1100nm-1650nm）由蓝、绿、黄、橙、（紫）红等依序组成；第四、五、六等级序高级白,（2）各级序干涉色的特征第一级序有暗灰、灰白色，无蓝、绿色；第二级序色调浓而且纯，蓝色尤为鲜艳；第三级序色调比第二级序浅，绿为翠绿；第四及更高级序色调浅而不纯，各色序之间的界线越来越不清晰；高级白类似珍珠表面的亮白色。,,2．干涉色色谱表1）什么是干涉色色谱表反映晶体干涉色级序、双折射率及切片厚度之间关系的图表称为干涉色色谱表。2）用途在光程差、晶体切片厚度和双折射率三者之间，若知其中的某两者，应用次表，即可求得第三者。,,*课堂讨论1.晶体的晶体光学性质与晶体的基本性质之间有何关系举例说明。2.同一个薄片中，同一种矿物晶体的不同颗粒，是否可能呈现不同的干涉色同一个薄片中，不同种矿物的晶体颗粒，是否可能呈现相同的干涉色3.干涉色色谱表的用途仅限于在光程差和薄片厚度已知的情况下求取晶体的双折射率值吗,,五、补色法则及补色器1．补色法则1）什么是补色法则两个光性非均质体不垂直于光轴的切片上、下重叠且光率体椭圆切面的长、短半径互相平行时，光波通过这两个切片后，总光程差的增减法则称为～。*补色法则可简述为同名半径互相平行（或重合）时，总光程差等于二者光程差之和，即RR1R2；异名半径互相平行（或重合）时，总光程差等于二者光程差之差的绝对值，即R|R1-R2|。,,2）如何实现同名或异名半径重合将载物台上的矿物晶体置于45度位；从偏光显微镜试板孔位置插入另一光率体椭圆切面长短半径方向已知的晶体切片。,,3）如何判断总光程差变化总光程差增大或减小的直接标志是干涉色级序的升降变化（见下页）。*消色两个光性非均质体不垂直于光轴的切片上、下重叠时，若光率体椭圆切面的异名半径互相平行且光程差相等，则总光程差为零、视阈黑暗，称为～。,插入云母试板前、后橄榄石晶粒范围内的干涉色,插入石膏试板前、后正长石晶粒范围内的干涉色,,2．补色器1）什么是补色器～是指光率体椭圆切面长、短半径方向和光程差已知的晶体切片。2）常用的补色器类型常用的补色器有石膏试板（R约为530nm）、云母试板R约为147nm、石英楔子R变化幅度较大等。,,六、正交偏光镜下主要晶体光学性质的观测方法1.测定光性非均质体切面上光率体椭圆切面长短半径方向和名称（定轴名）测定过程分三步①将待测晶体颗粒置于视阈中心，并转动载物台使其处于消光位；②转动载物台，使待测晶体颗粒处于45度位；③从试板孔插入试板，根据干涉色级序变化情况确定光率体椭圆切面的长、短半径方向。,,2．观测干涉色级序①楔形边法（或色圈法）②石英楔子或贝瑞克补色器法（消色法补色器法）A转动载物台，使待测晶体处于消光位；B转动载物台45度，使待测晶体处于45度位；C插入并推进或转动补色器至消色（若不消色，则先在“B”的基础上将载物台转动90度后，再进行此操作）；D移走薄片，确定补色器的干涉色级序，此即为待测晶体的干涉色级序。,,3.测定双折射率（Bi）（薄片厚度已知）根据光程差公式RdN1-N2d.Bi，可知，在薄片厚度已知的情况下，欲确定双折射率值，需先求得光程差。因此，测定双折射率（Bi）可按下列步骤进行①测定光程差用楔形边法等测得某颗粒的干涉色级序，再利用干涉色色谱表求出相应的光程差；②求双折射率（Bi）值a.根据所测光程差R和薄片厚度d值，利用干涉色色谱表查得双折射率（Bi）值；b.根据光程差公式Rd.Bi或Bimax计算双折射率（Bi）值。,,4.双晶观察1）什么是双晶双晶是同种晶体多个单晶体的规则连生，相邻的两个单晶体间互成镜像关系，或其中一个单晶体旋转180以后与另一个重合或平行。2）正交光下双晶呈现的原因双晶各单体光率体椭圆切面的空间关系（见下页）。,3）双晶实例观察左上辉长岩中的辉石x40（-）；右上辉长岩中的辉石x40（）左下钠长石律双晶x40（-）；右下钠长石律双晶x40（）,钾长片麻岩中具格子双晶的微斜长石（x40）,,*第五节锥光镜下的晶体光学性质一、锥光系统的组成、光路特点及观测内容1.组成使用下偏光镜聚锥光镜物镜高倍上偏光镜勃氏镜目镜等,,2.光路特点由光源发出的自然光经过下偏光镜后变成沿一个方向振动的偏光，该偏光经过锥光镜后，发生聚敛，并形成锥形偏光进入待测晶体内部（见右图）；该锥形偏光束中，除中央一支光波垂直射入晶体切片外，其余各支均倾斜射入晶体切片；这些沿不同方向入射的偏光经过晶体切片到达上偏光镜所产生的消光与干涉效应也不完全相同。,,3.观测内容干涉图锥形偏光中不同方向的各支偏光经过光性非均质体晶体切片到达上偏光镜后，分别产生消光和干涉效应而形成的整体图像。“干涉图”的用途轴性（一轴晶或二轴晶）；光性（正光性或负光性）；光轴角（2V角）大小；切片方位（平行光轴或光轴面、垂直光轴等等）。,,THEEND,