一轴晶(中级晶族晶体)的光率体

中级晶族晶体(一轴晶)的光性方位~

中级晶族晶体(一轴晶)的光率体是一个旋转椭球体，其旋转轴(光轴或Ne轴)与晶体的高次对称轴(Z晶轴)一致。其中，正光性晶体(石英)的光性方位如图1－16A所示，负光性晶体(方解石)的光性方位则如图1－16B所示。

图1-16 中级晶族晶体的光性方位

光率体主轴与晶体结晶轴之间的关系称光性方位（Optical orientation）。也就是光率体主轴Ne、No或Ng、Nm、Np与结晶轴a、b、c之间的相互关系。也可以说是光率体在晶体中的位置。矿物的光性方位因其所属晶系不同而不同。
一、高级晶族晶体的光性方位
高级晶族的等轴晶系，为均质体矿物，其光率体为一个圆球体，只有一个折射率N，通过圆球体中心的任何三个互相垂直的直径都可与等轴晶系的三个结晶轴相当（图2-18）。
二、中级晶族晶体的光性方位
中级晶族包括三方、四方及六方晶系，为一轴晶光率体，光率体为旋转椭球体，其旋转轴与光轴、Ne轴、晶体的c轴即高次对称轴（L3、L4、L6）一致。

图2 18 高级晶族晶体（均质体）的光性方位图

正光性晶体如石英、锆石Ne＞No（图2-19A、C），负光性晶体如方解石、磷灰石Ne＜No（图2-19B、D）。

图2-19 中级晶族晶体的光性方位图

三、低级晶族晶体的光性方位
低级晶族包括斜方、单斜、三斜晶系，属二轴晶光率体，光率体的形态为三轴不等椭球体。
1.斜方晶系的光性方位
斜方晶系的晶体常数为a≠b≠c，但α=β=γ=90°，即三轴不等长，但互相垂直，其光性方位是光率体的三个主轴（Ng、Nm、Np）与晶体的三个结晶轴（a、b、c）一致（简称三个轴一致），但究竟是哪一个主轴与哪一个晶体结晶轴一致，因矿物不同而异，这也是矿物的鉴定特征之一，可有六种组合的光性方位类型，如橄榄石等（图2-20A；图2-21；表2-4）。
表2-4 斜方晶系的光性方位


2.单斜晶系的光性方位
单斜晶系的晶体常数为a≠b≠c，α=γ=90°，β＞90°。其光性方位是光率体三个主轴中有一个与晶体b轴重合，其余两个主轴与另两个结晶轴斜交（简称一个轴一致，两个轴不一致，表2-5），究竟是哪一个主轴与b轴一致，因矿物而异，可能有三种组合的光性类型，如普通角闪石等（图2-20B，图2-22）。

图2-20 橄榄石、普通角闪石、斜长石光性方位图


图2-21 斜方晶系的光性方位

表2-5 单斜晶系光性方位



图2-22 单斜晶系光性方位图


图2-23 三斜晶系的光性方位图

3.三斜晶系的光性方位
三斜晶系的晶体常数为a≠b≠c，α≠β≠γ，且α、β、γ均不等于90°，其光性方位是光率体的三个主轴与晶体的三个结晶轴均斜交（简称三个轴都不一致），其斜交角度因矿物而异，如斜长石等（图2-20C，图2-23）。

中级晶族(包括三方晶系、四方晶系和六方晶系)晶体的水平结晶轴轴单位相等(即a=b≠c)，水平方向上(垂直Z晶轴)的光学性质相同。光波在这类晶体中传播时，当光波的振动方向垂直Z晶轴时(即沿水平方向振动)，相应的折射率值相等，此为常光的折射率值，以符号“No”表示。当光波的振动方向平行Z晶轴时，相应的折射率值与No相差最大，为非常光的折射率值，以符号“Ne”表示。光波的振动方向与Z晶轴斜交时，相应的折射率值递变于No与Ne之间，亦为非常光的折射率，以符号“Ne'”表示。Ne'值的大小随光波振动方向与Z晶轴之间夹角大小的变化而变化。当光波的振动方向与Z晶轴夹角很小时，Ne'值接近于Ne值;随着光波的振动方向与Z晶轴夹角的逐渐加大，Ne'值逐渐向No值靠近(两者夹角为90°时，Ne'与No值相等)。显然，一轴晶光率体是一个以Z晶轴为旋转轴的旋转椭球体。

(一)光率体的构成

一轴晶光率体的构成可以用石英和方解石两种矿物的光率体为例来加以说明。

(1)当光波平行石英Z晶轴入射时(图1－8A)，不发生双折射，垂直该入射光波的各个振动方向的折射率值均为1.544(即No为1.544)。以此数值为半径，可以构成一个垂直入射光波(即垂直Z晶轴)的圆切面。

图1-8 一轴晶正光性晶体(石英)光率体的构成

当光波垂直石英的Z晶轴射入晶体时(图1－8B)，发生双折射，分解形成两种偏光。其一振动方向垂直Z晶轴(常光)，相应的折射率值(No)为1.544;另一种偏光的振动方向平行Z晶轴(非常光之一)，相应的折射率值(Ne)为1.553。在Z晶轴方向上，从中心向两边按一定比例截取Ne值(1.553);在垂直Z晶轴的方向上，从中心向两边截取No值(1.544)。以此两个线段为长、短半径，可以构成垂直入射光波(平行Z晶轴)的椭圆切面。

将上述两个切面按其空间位置联系起来，便构成了以石英Z晶轴为旋转轴的一个长形旋转椭球体(图1－8C)。此即石英的光率体，其旋转轴为光轴(Ne轴或Z晶轴)。

(2)当光波平行方解石Z晶轴射入晶体时(图1－9A)，不发生双折射，垂直入射光波的各个振动方向的折射率值均为1.658(即No为1.658)。以No值为半径可以构成垂直入射光波(垂直Z晶轴)的一个圆切面。

当光波垂直方解石Z晶轴射入晶体时(图1－9B)，发生双折射，分解形成两种偏光。其一振动方向垂直Z晶轴(常光)，相应的折射率值(No)为1.658;另一种偏光振动方向平行Z晶轴(非常光之一)，相应的折射率值(Ne)为1.486。在Z晶轴方向上，从中心向两边按比例截取Ne值(1.486)，在垂直Z晶轴的方向上，从中心向两边截取No值(1.658)，以此两个线段为长、短半径，可以构成垂直入射光波(平行Z晶轴)的椭圆切面。

同样，将上述两个切面按其空间位置联系起来，便构成了以方解石Z晶轴为旋转轴的一个扁形旋转椭球体(图1－9C)。此即方解石的光率体，其旋转轴仍为光轴(Ne轴或Z晶轴)。

图1-9 一轴晶负光性晶体(方解石)光率体的构成

(二)光性正负的规定

如前所述，一轴晶光率体是一个旋转椭球体。其中，长形旋转椭球体的旋转轴为长轴(图1－8C及图1－10A)，其Ne＞No(即Ne为大折射率Ng，No为小折射率Np)。凡具这种特点的光率体称为一轴晶正光性光率体，相应的矿物称一轴晶正光性矿物;扁形旋转椭球体的旋转轴为短轴(图1－9C及图1－10B)，其Ne＜No(即Ne为小折射率Np，No为大折射率Ng)。凡具这种特点的光率体称为一轴晶负光性光率体，相应的矿物称一轴晶负光性矿物。

对于一轴晶光率体来说，无论是正光性或是负光性，其旋转轴(直立轴)均是Ne轴(光轴)，水平轴则为No轴(图1－10)。也就是说，Ne和No之间的相对大小不定，但它们在光率体中的位置却是固定不变的。Ne与No代表一轴晶矿物折射率的最大值与最小值，称为主折射率，二者的差值为一轴晶矿物的最大双折率。

Ne与No的相对大小决定一轴晶矿物的光性符号(图1－10)。当Ne＞No时，为正光性，可简单记为“(+)”，如石英;当Ne＜No时，为负光性，可简单记为“(－)”，如方解石。在实际鉴定工作中，可以依据Ne'与No的相对大小来确定矿物的光性符号。由于Ne'的折射率值递变于Ne与No之间，如果Ne'＞No，也就是Ne＞No，即为正光性;反之，如果Ne'＜No，也就是Ne＜No，即为负光性。

图1-10 一轴晶正光性光率体(A)和负光性光率体(B)的对比

(三)主要切面的类型

在偏光显微镜下鉴定透明矿物时，所研究的对象都是矿物晶体不同方向的切面(即不同方向的光率体切面)。一轴晶光率体的主要切面有以下三种类型。

1.垂直光轴的切面(图1－11A)

垂直光轴的切面为一圆切面，其半径等于No。光波垂直这种切面入射(即光波平行光轴入射)时，不发生双折射，并且基本不改变入射光波的振动特点和振动方向，其相应的折射率值等于No，双折率也就等于零。一轴晶光率体只有一个这样的圆切面。

2.平行光轴的切面(图1－11B)

平行光轴的切面为一椭圆切面，其长短半径分别为No和Ne(正光性:长半径为Ne，短半径为No;负光性:长半径为No，短半径为Ne)。光波垂直这种切面入射(即光波垂直光轴入射)时，要发生双折射而分解形成两种偏光。两种偏光的振动方向一定分别平行椭圆切面的长短半径，其相应的折射率也就分别等于椭圆切面的长短半径(Ne与No)，其双折率等于椭圆切面长短半径之差，这是一轴晶矿物的最大双折率。一轴晶平行光轴的切面是一轴晶光率体的主轴面。

3.斜交光轴的切面(图1－11C)

斜交光轴的切面仍为椭圆切面，但其长短半径分别为No与Ne'(正光性:长半径为Ne'，短半径为No;负光性:长半径为No，短半径为Ne')。光波垂直这种切面入射时(即光波斜交光轴入射)，要发生双折射而分解形成两种偏光。两种偏光的振动方向一定分别平行椭圆切面的长短半径，其相应的折射率也就分别等于椭圆切面长短半径(No与Ne')，其双折率等于椭圆切面长短半径之差，大小递变于零与最大双折率之间。在一轴晶光率体中，所有斜交光轴的椭圆切面的长短半径中，始终有一个是No(正光性:短半径为No;负光性:长半径为No)。

图1-11 一轴晶正光性光率体的主要切面

应用光率体可以确定光波在晶体中的传播方向(波法线方向)、振动方向及相应折射率值的大小。光波沿光轴方向射入晶体时，垂直入射光波的光率体切面为圆切面，不发生双折射，基本不改变入射光波的振动特点及振动方向，其双折率等于零。光波沿其他任何方向射入晶体时，垂直入射光波的光率体切面均为椭圆切面，其长短半径方向分别代表入射光波发生双折射分解形成的两种偏光的振动方向，半径的长短则代表两种偏光折射率值的大小，长短半径之差就是双折率值大小。在一轴晶矿物中，垂直光轴切面的双折率为零，平行光轴切面的双折率最大，其他方向切面的双折率大小递变于零与最大值之间。

---

合水县13314346831： 平行光轴(一轴晶)或平行光轴面(二轴晶)的切面 - ？
乜珊鼻咽： 光率体切面为椭圆切面,其长短半径分别为 Ne 和 No(一轴晶)或 Ng 和 Np(二轴晶).多色性最明显(具多色性的矿物),干涉色级序最高,显瞬变干涉图(闪图).在这种切面上可测定下列光学性质: (1)观察多色性的明显程度,测定 Ne 和 No(一轴晶)或 Ng 和 Np(二轴晶)的颜色. (2)观察闪突起现象,测定 Ne 和 No 值(一轴晶)或 Ng 和 Np 值(二轴晶). (3)测定最高干涉色级序及最大双折率值. (4)单斜晶系矿物中,当 Nm 与 Y 晶轴一致时(如角闪石及辉石类矿物),可以用这种切面测定消光角的大小.

合水县13314346831： 水晶和玻璃有区别吗? - ？
乜珊鼻咽： 区别: 1、质体不同 水晶:是一种天然的透明的石英矿物晶体. 玻璃:是一种人工制造的非晶质体. 2、成分不同 水晶:(rock crystal)是稀有矿物,宝石的一种,石英结晶体,在矿物学上属于石英族. 玻璃:非晶无机非金属材料,它的主要成分为二氧化硅和其他氧化物. 3、化学式不同 水晶:主要化学成份是二氧化硅,化学式为SiO2. 玻璃:普通玻璃的化学组成是Na2SiO3、CaSiO3、SiO2或Na2O·CaO·6SiO2. 4、手感不同 水晶: 明显凉感.玻璃: 温感.5、光学性质不同 水晶: 一轴晶正光性,折光率1.544一1.553. 玻璃: 折光率1.40左右,全消光、光学玻璃偏光下透光,但无消光现象.

合水县13314346831： 研究透明矿物的晶体光学性质应用哪种光 - ？
乜珊鼻咽： 4、解释:光率体、一轴晶、二轴晶、光轴、常光、非常光、光学主轴、主轴面、 光轴面、光轴角、Bxo、Bxa、双折射率.5、试从形态、主轴(主折射率)、光轴、主要切面、光性规定等,对比一轴晶与 二轴晶光率体的特征.6、 绘出下列切面,并标出轴名(主折射率)及双折射率的相对大小(以正光性为 ∥Ap、⊥Ap 的斜交切面、⊥A(1)、⊥A(2)、⊥Bxa、∥A、 斜交A7、写出下列切面的轴性、光性、切面方向和双折射率大小.NoNpNe,NeNo Ng8、何谓光性方位?单斜晶系矿物的光性方位有何特点?举例说明之.