晶體光學基礎(chǔ)課件

1、第一節(jié) 光的性質(zhì) 1、光是一種電磁波。光既有粒子性，又 有波動性。 2、光波是一種橫波，光波的振動方向垂 直傳播方向。 3、1 mm(毫米) = 1000000 nm(納米)。第二節(jié) 光的折射與折射率1、 光的折射現(xiàn)象2、 折射定律：Vi/Vr=sini/sinr=Ni真空或空氣礦物等法線r 3 、 折射率的幾個問題： N稱為折射介質(zhì)對入射介質(zhì)的相對折射率。如果 入射介質(zhì)為真空或空氣，則稱N為絕對折射率， 簡稱為折射率。 N與光波在介質(zhì)中的傳播速度成反比，即介質(zhì)中 光的傳播速度愈大，折射率愈小。 介質(zhì)的折射率N與介質(zhì)的密度有關(guān)。對于硅酸鹽 礦物來說，與其晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)，島狀構(gòu)造的橄 欖石單鏈構(gòu)造

2、的輝石層狀構(gòu)造的云母，N遞 減。第三節(jié) 自然光與偏光 1、自然光 在垂直光波傳播方向的平面內(nèi)，各個方向都有等幅的光振動。如太陽光、燈光等。 2、偏振光 在垂直光波傳播方向的某一固定方向上振動的光波。偏振光振動方向與傳播方向所構(gòu)成的平面稱為振動面。第四節(jié) 光在均質(zhì)體和非均質(zhì)體中的傳 播特點1 光性均質(zhì)體（光學性質(zhì)各個方向相同） 光波在均質(zhì)體中傳播時，無論在任何方向振 動，傳播速度與折射率值不變。 光波入射均質(zhì)體發(fā)生單折射現(xiàn)象，不發(fā)生雙折 射也不改變?nèi)肷涔獾恼駝有再|(zhì)。入射光為自然 光，折射光仍為自然光。入射光為單偏光，折 射光仍為單偏光。2 光性非均質(zhì)體（光學性質(zhì)隨方向而異） 光波在非均質(zhì)體中傳播

3、時，傳播速度和折射 率值隨振動方向的不同而發(fā)生改變。 光波入射非均質(zhì)體，除特殊方向以外，會改 變其振動特點，分解成為振動方向互相垂 直，傳播速度不同，折射率不等的兩條偏振 光，這種現(xiàn)象就稱為雙折射。oe冰洲石 兩條偏光折射率值之差，稱為雙折射率。這兩條偏光之一振動方向垂直光軸，稱為常光（o），另一偏光的振動方向垂直常光的振動方向稱為非常光（e）. 光在非均質(zhì)體中某一個或兩個特殊方向傳播時,不發(fā)生雙折射,這種特殊的方向,就稱為光軸。 中級晶族有一個這樣的特殊方向，稱為一軸晶。 低級晶有兩個這樣的特殊方向，稱為二軸晶。 光波在非均質(zhì)體中傳播時，決定傳播速度及相應(yīng)折射率值大小的是光波在晶體中的振動方

4、向而不是傳播方向。第五節(jié) 光率體 光率體是表示光波在晶體中傳播時，光波的振動方向與相應(yīng)折射率值之間關(guān)系的光學立體圖形（光性指示體）。1 均質(zhì)體光率體 如石榴子石、玻璃等。 均質(zhì)體光率體是一個圓球體。 切面為圓切面，半徑代表礦物的折射率值(N)。2 一軸晶光率體 如石英、方解石等礦物的光率體。 Ne非常光的折射率值。 No常光的折射率值。 Ne數(shù)值變化于Ne與 No之間的非常光的折射率值。 一軸晶光率體的構(gòu)成一軸正晶光率體（以石英為例）一軸負晶光率體。與一軸正晶光率體相似，但圖形為扁形。不發(fā)生雙折射發(fā)生雙折射 一軸晶光率體的主要特征 一軸正晶光率體：以Z軸為旋轉(zhuǎn)軸的長形旋轉(zhuǎn)橢球體，光波平行光軸振

5、動時的折射率總是比垂直光軸振動時的折射率大，Ne No。 一軸負晶光率體：以Z軸為旋轉(zhuǎn)軸的扁形旋轉(zhuǎn)橢球體，光波平行光軸振動時的折射率總是比垂直光軸振動時的折射率小，NeNo。 Ne與No為一軸晶礦物折射率的最大值與最小值，稱為主折射率。 Ne與No 之差值（Ne-No）為一軸晶礦物最大雙折率。Ne一定直立；No一定水平。 主要切面特征 垂直光軸切面 圓切面，半徑等于No，光波垂直這種切面入射時，不發(fā)生雙折射。折射率為No。 平行光軸切面 橢圓切面，半徑分別等于No與Ne，光波垂直這種切面入射時，發(fā)生雙折射，分解成為兩條偏光，其振動方向分別平行橢圓切面長、短半徑，其相應(yīng)的折射率分別等于橢圓切面的

6、長、短半徑No與Ne， No-Ne是一軸晶礦物最大雙折率。 斜交光軸切面 橢圓切面，半徑分別等于No與Ne，光波垂直這種切面入射時，發(fā)生雙折射，折射率分別等于橢圓切面的長、短半徑No與Ne 重點：光波垂直入射圓切面，不發(fā)生雙折射。垂直入射橢圓切面，發(fā)生雙折射。3 二軸晶光率體 如橄欖石、透輝石、斜長石的光率體。 二軸晶光率體的構(gòu)成 以橄欖石為例。 二軸晶光率體的主要特征 二軸晶光率體為三軸不等的橢球體。 Ng、Nm、Np代表這類礦物大、中、小三個主折射率。遞變于Ng與Nm之間的折射率值用Ng表示，遞變于Nm與Np之間的折射率值用Np表示。 光軸（OA）：光波沿著這個方向入射，不發(fā)生雙折射，對應(yīng)

7、切面為圓切面，二軸晶有兩個光軸。 光軸角（2V） ：兩個光軸之間的銳角。 光軸面（Ap）：包括兩根光軸的面。 銳角等分線（Bxa）：兩個光軸之間的銳角等分線。 鈍角等分線（Bxo）：兩個光軸之間的鈍角等分線。正光性: Ng-NmNm-Np 或 Bxa=Ng, Bxo=Np負光性: Ng-NmNm-Np 或 Bxa=Np, Bxo=Ng 二軸晶光率體主要切面特征 垂直光軸切面 圓切面，半徑等于Nm，光波垂直這種切面入射時，不發(fā)生雙折射。折射率為Nm。 平行光軸面切面 橢圓切面，半徑分別等于Ng與Np，光波垂直這種切面入射時，發(fā)生雙折射，雙折射率等于橢圓半徑之差， Ng-Np是二軸晶礦物最大雙折率。 其它切面 橢圓切面，發(fā)生雙折射，長、短半徑不同。第六節(jié) 光性方位 光性方位：光率體主軸與晶體結(jié)晶軸之間的關(guān)系。