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宝石的物理性质 光学性质(一) (均质体与非均质体) 复习 当光波从一种介质传到另一种介质时，其传播速度和方向会发生改变,这种现象叫折射。光在入射介质中的传播速度与折射介质中的传播速度之比，等于入射角正弦与折射角正弦之比。即 υ1/ υ2=sini/sinr=n =n2/n1 当两种介质一定时，n为一常数，称为折射介质相对入射介质的相对折射率。 n1(光蔬质) n2(光密质) i r 均质体和非均质体 1.双折射和单折射 冰洲石下的绳子有两个像 玻璃下的绳子只有一个像 双折射 单折射 思考： 双折射、单折射产生的原因 要了解双折射、单折射产生的原因，必须先知道“均质体”和“非均质体 观察现象 根据光学性质不同，将宝 石矿物分为均质体和非均质体。 2.均质体和非均质体 均质体：等轴晶系和非晶质宝石的光学性质各方向相同称为均质体。如钻石、玻璃等。均质体只有一个折射率。 光波在均质体中传播时，其振动特点和振动方向基本不改变。这一现象称单折射。 自然光A进入均质体后仍为自然光，偏振光B进入均质体后仍为偏振光，且其振动方向不改变。 2.均质体和非均质体 非均质体：中级晶族和低级晶族宝石的光学性质随方向而异称为非均质体。非均质体的折射率值有多个。如红宝石、橄揽石等。 光波进入非均质体宝石时，除特殊方向外，一般分解成振动方向互相垂直、传播速度不等的两束偏振光。这一现象称双折射。光波沿非均质体的特殊方入射时不发生双折射，这特殊方向为光轴方向。中级晶族宝石只有一个光轴方向，称为一轴晶；低级晶族宝石有两个光轴方向，称为二轴晶。 自然光在非均质体中的传播 2.均质体和非均质体 动画 均质体、非均质体与晶系的关系及光在均质体和非 均质体中的传播特点 均质体—等轴晶系—单折射 (一个折射率) 非光轴方向入射产生双折射分解成振动方向互相垂直的两束偏振光 非均质体 一轴晶 (2个主折射率) 二轴晶 (3个主折射率) 自然光进自然光出 偏振光进偏振光出 三斜晶系 单斜晶系 斜方晶系 三方晶系 四方晶系 六方晶系 光轴方向入射： 自然光进自然光出 偏振光进偏振光出 3.光率体 光率体是表示光波在晶体中传播时，折射率值随光波振动方向变化的一种立体几何图形。其具体作法是：设晶体中心为坐标原点，将晶体不同方向的折射率值投影在一个三维坐标系，各投影点的轨迹构成该晶体的光率体。 均质体的光率体是一个圆球体，通过球体中心任何方向的切面都是圆切面，其半径代表均质体宝石的折射率值，均质体宝石只有一个折射率值。 一轴晶光率体是一个以直立轴为旋转轴的椭球体，直立轴代表光轴方向，该方向的折射率值为非常光的折射率，用Ne表示。垂直光轴的圆切面各方向的折射率值相等，为常光的折射率，用No表示。No小于Ne时为正光性，No大于Ne时为负光性。双折率等于Ne-No的绝对值。 负光性(Ne No) 正光性(Ne No) 动画 3.光率体 二轴晶光率体为一个三轴不等的椭球体。椭球体的三个主轴代表二轴晶宝石的三个主要光学方向，称为光学主轴。三个主轴的相应折射率值分别用Ng、Nm、Np表示，其中NgNmNp。Ng-Nm大于Nm-Np时为正光性，Ng-Nm小于Nm-Np时为负光性。双折率等于Ng-Np的绝对值。 动画 相关知识 宝石的均质性或非均质性可用宝石鉴定仪器折光仪和偏光镜检测，用折光仪还可检测非均质体宝石是一轴晶或二轴晶 思考 利用网站资源学习探讨、交流 知识应用 (1)常见均质体宝石有哪些？常见非均质体宝石有哪些？ 均质体宝石 钻石、石榴石、尖晶石、欧泊、萤石 非均质 体宝石 红宝石、蓝宝石、祖母绿、海蓝宝石 电气石 水晶 锆石等 一轴晶 二轴晶 金绿宝石 橄榄石 黄玉 月光石 日光石 透辉石 堇青石等 2.哪些非均质体宝石的双折射率高(双折率0.03)，放大观察双折射率高的宝石可见什么现象？对于双折射率高的宝石，切磨时一般怎样定向？为什么？ 橄榄石、电气石、锆石、合成碳化硅的双折率高，将这些宝石磨成刻面型，从一定方向观察，可见底部刻面棱的重影，这“一定方向”为垂直光轴方向(No或Nm方向) ，因为垂直光轴方向的切面上双折率最大，一轴晶宝石垂直光轴的切面为Ne-No面；二轴晶宝石垂直光轴的切面为Ng-Np面。 No(Nm) 垂直光轴方向切面 一轴晶 二轴晶 Ne No Ng Np 合成碳化硅重影 2.哪些非均质体宝石的双折射率高(双折率0.03)，放大观察双折射率高的宝石可见什么现象？对于双折射率高的宝石，切磨时一般怎样定向？为什么？ 光轴方向 切磨双折射率高的宝石时，应将其台面垂垂直光轴方向，这样从台面观察宝石就