《无机材料岩相分析》课程教学资源（PPT课件）第四章 晶体光学基础

第四章晶体光学基础本章要点：■光在均质体和非均质体中传播的特点：1光率体及光轴的概念；■一轴晶、二轴晶光率体特点及主要切面：一轴晶、二轴晶光率体的光性方位

第四章 晶体光学基础 本章要点： ◼ 光在均质体和非均质体中传播的特点； ◼ 光率体及光轴的概念； ◼ 一轴晶、二轴晶光率体特点及主要切面； ◼ 一轴晶、二轴晶光率体的光性方位

第四章晶体光学基础84-1光在晶体中的传播一、光、自然光和偏光光：一种电磁波，其振动方向垂直传播方向一横波。其波长范围为390nm-770nm。1nm=10-3 μ m= 10-6 mm根据振动特点，将光分成自然光和偏光两种：★自然光：光在垂直传播方向的平面内做任意方向的振动，各振动方向振幅相等★偏光：光在垂直传播方向的平面内的一个固定方向上振动。※振动方向和传播方向组成的面叫振动面

第四章 晶体光学基础 §4-1 光在晶体中的传播 一、光、自然光和偏光 ◼ 光：一种电磁波，其振动方向垂直传播方向— 横波。其波长范围为390nm-770nm。 1nm=10-3μm= 10-6 mm ◼ 根据振动特点，将光分成自然光和偏光两种: ★ 自然光：光在垂直传播方向的平面内做任意方 向的振动，各振动方向振幅相等。 ★ 偏光：光在垂直传播方向的平面内的一个固定 方向上振动。 ※ 振动方向和传播方向组成的面叫振动面

振动页图 3 -1自然光和偏光的振动特点a一自然光b偏光

第四章晶体光学基础84-1光在晶体中的传播光的折射和折射率IN1．折射的概念：光由一种介质传入另一种介质，由于B传播速度不同而发生弯曲的现象。b1光的折射图3-2

第四章 晶体光学基础 §4-1 光在晶体中的传播 二、光的折射和折射率 1. 折射的概念： 光由一种介质传入 另一种介质，由于 传播速度不同而 发生弯曲的现象

2.折射定律：当光从一种介质进入另一种介质时，在两介质的界面上将发生折射而进入第二介质，入射线折射线与折射面的法线恒处于同一平面内，且入射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数，此常数与入射角的大小无关。表达式：sini/sinr=V,/V,=N（折光率）N为相对折射率★入射介质为真空，则N称为折射介质的绝对折射率（简称折射率）

2. 折射定律： 当光从一种介质进入另一种介质时，在两介质 的界面上将发生折射而进入第二介质，入射线、 折射线与折射面的法线恒处于同一平面内，且入 射角的正弦与折射角的正弦之比是一个常数，此 常数与入射角的大小无关。 表达式： ★ N为相对折射率（折光率） ★ 入射介质为真空，则N称为折射介质的绝对折 射率（简称折射率）

介质的折射率值N与与介质的密度成正比光在该介质中的传播速度成反比。即介质密度愈大，折射率值愈大，光波在此介质中的传播速度愈慢；反之，介质的密度愈小，折射率愈小，光波的传播速度愈快光在真空中的传播速度最大，通常把空气的折射率视为1，故晶体的折射率N>1不同的矿物，N值大小不同。N值是鉴定透明矿物最可靠的常数之一

★ 介质的折射率值N与与介质的密度成正比， 光在该介质中的传播速度成反比。即介质密 度愈大，折射率值愈大，光波在此介质中的 传播速度愈慢；反之，介质的密度愈小，折 射率愈小，光波的传播速度愈快。 ★ 光在真空中的传播速度最大，通常把空气的 折射率视为1，故晶体的折射率N＞1。 ★ 不同的矿物，N值大小不同。N值是鉴定透明 矿物最可靠的常数之一

折射率色散：同一介质的折射率随所用光波的波长而异的性质。同一介质，波长与折射率成反比。紫光波长最短，红光波长最长，故同一介质在紫光中测定的折射率最大，红光中测定的折射率最小。晶体的色散能力，指晶体在这两种波长光波中测定的折射率之差值。差值越大，色散能力越强如金刚石的色散能力很强，n紫一n红=0.05741，萤石的色散能力很弱，n紫一n红=0.00868。★为了不受色散影响，测定折射率时，宜在单色光中进行，通常用黄光一般文献中列出的矿物折射率值，都是在黄色光中测定的数值

★ 折射率色散：同一介质的折射率随所用光波的 波长而异的性质。 ▲ 同一介质，波长与折射率成反比。紫光波长最 短，红光波长最长，故同一介质在紫光中测定的 折射率最大，红光中测定的折射率最小。 ▲ 晶体的色散能力，指晶体在这两种波长光波中 测定的折射率之差值。差值越大，色散能力越强。 如金刚石的色散能力很强，n紫－n红＝0.05741，萤石的色 散能力很弱，n紫－n红＝0.00868。 ★ 为了不受色散影响，测定折射率时，宜在单色 光中进行，通常用黄光。 ▲ 一般文献中列出的矿物折射率值，都是在黄色 光中测定的数值

三、光的全反射及反射临界角OXf=90R1?PRbd当Vi>Vr（a），即由光疏射入光密介质时，折射线靠近法线。当Vi90°时(图d)，光线就不再射入第二介质，而从界面上反回到第一介质中，此现象称全反射r=90°时的入射角i称为全反射临界角

三、光的全反射及反射临界角 当Vi >Vr（a），即由光疏射入光密介质时，折射线靠近法线。 当Vi 90°时(图d)，光线就不再射入第二 介质，而从界面上反回到第一介质中，此现象称全反射。 ◼ r=90°时的入射角i称为全反射临界角

四、光在均质体和非均质体中传播的特点根据光在各类物质中传播特点的不同，将透明物质分成两类：光性均质体：包括等轴晶系和非晶质物质，如萤石、石榴子石、玻璃、树胶等。光波在均质体中传播的速度不因光波的振动方向不同而发生变化。光性非均质体：指低级、中级晶族的矿物。光波在非均质体中传播的速度随光波的振动方向不同而发生变化

四、光在均质体和非均质体中传播的特点 ◼ 根据光在各类物质中传播特点的不同，将透明 物质分成两类： ●光性均质体：包括等轴晶系和非晶质物质，如 萤石、石榴子石、玻璃、树胶等。光波在均质 体中传播的速度不因光波的振动方向不同而发 生变化。 ●光性非均质体：指低级、中级晶族的矿物。光 波在非均质体中传播的速度随光波的振动方向 不同而发生变化

1.光在均质体中传播的特点：(1）光射入均质体中只发生单折射(2)只有一个折射率值，即均质体的折射率不因光在晶体中的振动方向不同而发生改变。（3）基本不改变入射光波的振动特点和振动方向，即自然光射入均质体基本上仍为自然光，偏光射入均质体仍为偏光且不改变其振动方向

1.光在均质体中传播的特点： ⑴ 光射入均质体中只发生单折射。 ⑵ 只有一个折射率值，即均质体的折射 率不因光在晶体中的振动方向不同而发 生改变。 （3）基本不改变入射光波的振动特点和振 动方向，即自然光射入均质体基本上仍 为自然光，偏光射入均质体仍为偏光， 且不改变其振动方向