晶体光学基础及偏光显微镜薄片研究.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章材料微观形貌学的研究,透射式电子显微镜技术,扫描电子显微镜,电子显微镜举例及应用,晶体光学基础及偏光显微镜,反光显微镜,晶体光学基础及偏光显微镜,一、晶体光学基础,二、偏光显微镜及 其光学原理,三、单偏光下晶体,的光学性质,第一节晶体光学基础,一、晶体光学基础,（一）可见光波,（二）自然光和偏振光,（三）光线的双折射和双折射率,第一节晶体光学基础,（二）自然光和偏振光,一切从实际光源发出的原始光线（如太阳光、火光、电灯光等）称为,自然光,。,自然光的振动特点是光波在垂直于传播方向均匀对称的任意方向振动。,第一节晶体光学基础,（二）自然光和偏振光,第一节晶体光学基础,（二）自然光和偏振光,自然光经过反射、折射、,双折射,及吸收等作用，均可变成只在一定方向振动的光波称为,偏振光,。光波的振动方向和传播方向构成的面称,偏光的振动面,。,第一节晶体光学基础,（二）自然光和偏振光,第一节晶体光学基础,（二）自然光和偏振光,振动面呈平面的偏光称为,平面偏光,振动面是螺旋状曲面的偏光称为,螺旋偏光,。,第一节晶体光学基础,（三）光线的双折射和双折射率,光线入射到各向异性的晶体，分裂成传播速度不等、偏振面相互垂直的各自传播的两条平面偏光，这种现象称为光的,双折射,。,第一节晶体光学基础,（三）光线的双折射和双折射率,由于两条平面偏光的传播速度不等而具有不等的折射率，两偏光的,折射率之差称为,双,折射率,第一节晶体光学基础,（三）光线的双折射和双折射率,根据光线射入介质后是否发生双折射，所有光线传播介质分为,均质体,和,非均质体,两大类。,光线射入均质体只发生折射，仅改变传播速度而不改变光线的振动性质，自然光仍然是自然光，偏振光仍为片振面不变的偏振光。若光线由均质体介质射入非均质体介质时将发生双折射。,第一节晶体光学基础,（三）光线的双折射和双折射率,光线射入非均质体介质不是所有方向都发生双折射，沿着某些特殊方向射入非均质体的光线将不发生双折射，自然光仍然是自然光，片振光的振动面也不发生变化，此方向称为非均质体的光轴，根据光轴将非均质体分为,一轴晶,和,二轴晶,两类。,第一节晶体光学基础,（三）光线的双折射和双折射率,只有一个不发生双折射方向（即只有一根光轴）的非均质体称为,一轴晶,。,有两个不发生双折射方向（即具有两根光轴）的非均质体介质称为,二轴晶,第二节偏光显微镜,第二节偏光显微镜,偏光显微镜是一种常用的对矿物质光学特性进行研究和鉴定的重要光学仪器之一,它的目的是检测偏振光通过透明光学晶体材料后偏振态的变化,通过检测样品的偏振特性确定样品的结构。,第二节偏光显微镜,（一）偏光显微镜的构造,偏光显微镜：分为,莱兹型,和,蔡司文柯型,两类,偏光显微镜由支架系统、照明系统、物台、放大系统及零件盒等部分组成。,第一节 偏光显微镜的构造,第二节偏光显微镜及试样制备,偏光显微镜的主要光学结构是由下偏光镜,P1,聚光镜,L1,物镜,L2,上偏光镜,P2,和目镜,L3,构成。,L1,L2,和,L3,构成一台显微镜,用于观察矿物薄片,C(,放置在,AB,处,),的显微结构,而,P1,和,P2,构成偏光计,用于检测显微镜视场范围内矿物,C,的偏振特性，所以偏光显微镜是偏光计和显微镜的结合。,第三节,单偏光下晶体的光学性质,单偏光,指的是只使用下偏光镜,(,少数只使用上偏光镜,),的平面偏光。,第三节,单偏光下晶体的光性,单偏光光学性质根据晶体对透过光的,吸收,和,折射,而分成两类。,第一类：与晶体对光线吸收性有关的,性质：,透明度、颜色、多色性、吸收性等。,第二类：与晶体对光线折射引起的有关性质：,有突起、糙面、边缘、贝克线等。,第三节,单偏光下晶体的光性,第一类：与晶体对光线吸收性有关的,性质：,透明晶体薄片对透射平面偏光具有不同的吸收作用，因为无论是自然光还是偏振光在透过,0.03mm,薄片时总要被吸收一部分，使光线强度和颜色发生变化，产生透明度、多色性、颜色、吸收性等光学性质。,第三节,单偏光下晶体的光性,1,、矿物的颜色,如果矿物对白光中的各色光波同等程度吸收，透过矿物后仍为白光，称为无色矿物。如果矿物对白光中的各色光波选择性吸收，则透过矿片的各色光强度比例将发生变化，从而使矿片呈现特定的颜色。因此，显微镜下，矿物在薄片中呈现的颜色是选择性吸收的结果。,第三节,单偏光下晶体的光性,薄片中矿物颜色的影响因素：,矿物在薄片中呈现的颜色还与矿物的性质有密切关系，特别与某些离子有关。例如含,Fe,2+,，常呈浅绿色；,Fe,3+,呈浅红色；含,Mn,3+,呈浅红色。,至于矿物颜色的深浅，则取决于矿物对各色光波吸收的总强度，吸收的总强度大，颜色就深，反之颜色就浅。,吸收的总强度又取决于矿物本身的性质和薄片的厚度，对同一种矿物来说，薄片越厚颜色越深。,第三节,单偏光下晶体的光性,2,、多色性与吸收性,非均质体矿物的光学性质因方向不同而异，对光波的选择吸收及吸收总强度也随方向而异。因此在单偏光镜下旋转物台时，许多非均质体矿物薄片的颜色及颜色深浅要发生变化。,矿片颜色变化的现象称为,多色性,；,颜色深浅变化的现象称为,吸收性,。,第二类：与晶体对光线折射引起的有关性质：,薄片中晶粒与周围介质之间的折射率不等，光线透过二者界面时将发生折射。由于薄片中所有薄片均可与折射率为,1.540,的加拿大树胶接触，后者与晶粒的相界面因光线折射将产生边缘、糙面、突起及贝克线等光学现象，从而可比较晶体折射率的相对高低。,第三节,单偏光下晶体的光性,1,、矿物的边缘与贝克线,在两种折射率不同的物质接触处，光从一种物质射入另一种物质，必然产生折射和,/,或反射，使接触界线处光线减少，而呈现出,黑暗的边缘,。在岩石薄片中，各种矿物边缘的粗细、明暗程度，取决于矿物折射率与树胶折射率差值的大小。二者间差值越大，矿物的边缘越粗，越暗。反之，则边缘细而不明显。,第三节,单偏光下晶体的光性,在矿物边缘附近常可以见到一条比较明亮的细线，升降物台，亮线发生移动，这条亮线称为贝克线。,贝克线的形成与相邻两种物质折射率不同有关，二者折射率相差越大，贝克线越显著，反之贝克线越微弱。两物质折射率相等，则贝克线消失。,升降物台时，贝克线发生移动。基本规律为：,下降物台，贝克线向折射率大的方向移动，上升物台，贝克线向折射率小的方向移动,，以此可以用来确定相邻两种物质的相对折射率大小。,2,、矿物的糙面,在单偏光下观察不同矿物的表面时，可以看到某些矿物表面比较光滑，某些矿物表面显得较为粗糙呈麻点状，好象粗糙皮革一样，这种现象称为糙面。,第三节,单偏光下晶体的光性,糙面产生的主要原因是：矿物薄片表面常表现为显微状的凹凸不平，覆盖在矿片之上的加拿大树胶折射率又与矿片折射率不同。当光线通过二者之间的界面时，发生折射，甚至全反射作用，致使矿物表面的光线集散不一，而显得明暗程度不相同，给人以粗糙的感觉。,显然，糙面的明显程度取决于矿物折射率与树胶折射差值的大小及矿物表面的光滑程度。一般是二者折射率差值愈大，矿物表面的光滑程度愈差，其糙面愈明显。,第三节,单偏光下晶体的光性,3,、矿物的突起,薄片中有的矿物表面显得高，有的显得低，这种表面似乎高低不平的现象称为矿物的突起。突起的现象只是一种感觉，它是由于薄片中的矿物与树胶之间有不同的折射率差值引起的。差值愈大，突起的现象愈显著。,第三节,单偏光下晶体的光性,突起的高低取决于矿物与树胶折射率差值的大小。,矿物的折射率大于树胶，为正突起，下降物台，贝克线向矿物方向移动。若矿物折射率小于树胶，为负突起，下降物台，贝克线向树胶方向移动。在实际鉴定工作中，此点极为重要。,第三节,单偏光下晶体的光性,第三节,单偏光下晶体的光性,4,、闪突起,在单偏光镜下，转动物台，矿物突起高低发生显著变化的现象称为闪突起。只有少数矿物如方解石和白云母等具有明显的闪突起，可作为鉴定特征。,闪突起与切面方向有关，在平行光轴和平行光轴面的切面上，闪突起最明显，垂直光轴的切面上不具有闪突起，斜交光轴切面的闪突起明显程度介于二者之间。,第三节,单偏光下晶体的光性,O(_)O,