關于實驗偏光顯微鏡的構成和單偏光鏡下礦物的特征第1頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三1.1實驗目的和要求1認識偏光顯微鏡的構造及其維護2初步掌握顯微鏡的使用方法3認識偏光顯微鏡下晶體（礦物）的光學性質第2頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三1.2實驗內容1偏光顯微鏡的構造2單偏光下礦物的晶體光學性質晶體的形態(tài)、解理突起、糙面、貝克線顏色與多色性第3頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三1.3實驗設備與用品1

偏光顯微鏡2晶體光學性質觀察所用薄片一套第4頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三1.4實驗步驟1.4.1認識偏光顯微鏡的構造

1偏光顯微鏡的構造1）機械部分鏡座：承受重力鏡臂：裝鏡筒，可傾斜載物臺：承載觀察物，可轉動，有0～360度刻度及游標、固定螺絲，中央圓孔，固定彈簧夾第5頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三第6頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三第7頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三偏光顯微鏡第8頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三鏡臂、鏡筒、鏡座、反光鏡、下偏光鏡、鎖光圈、聚光鏡、載物臺、物鏡、目鏡、上偏光鏡、勃氏鏡、粗調螺絲、細調螺絲、附件等

偏光顯微鏡的構造1、目鏡，2、鏡筒，3、勃氏鏡，4、粗動手輪，5、微調手輪，6、鏡臂，7、鏡座，8、上偏光鏡，9、試板孔，10、物鏡，11、載物臺，12、聚光鏡，13、鎖光圈，14、下偏光鏡，15、反光鏡第9頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三鏡臂反光鏡

鏡座第10頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三下偏光鏡

鎖光圈

聚光鏡第11頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三

載物臺游標尺與彈簧夾鏡筒

試板孔第12頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三

物鏡放大倍數(shù)、數(shù)值孔徑機械筒長、蓋玻璃厚度

10×/0.25160/0.17第13頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三物鏡的分辨率光孔角數(shù)值孔徑

N.A=nsinθ

物鏡分辨率放大倍數(shù)越高，數(shù)值孔徑越大。數(shù)值孔徑越大，分辨率越高。第14頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三目鏡

上偏光鏡

勃氏鏡第15頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三

附件

中心校正螺絲補色器（石膏試板、云母試板、石英楔）目鏡十字絲、微尺、方格網、物臺微尺、濾色片第16頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三2.偏光顯微鏡的調節(jié)

裝卸鏡頭

對光

準焦

校正中心

校正偏光鏡第17頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三1.4實驗步驟1.4.1認識偏光顯微鏡的構造

1偏光顯微鏡的構造1）機械部分鏡座：承受重力鏡臂：裝鏡筒，可傾斜載物臺：承載觀察物，可轉動，有0～360度刻度及游標、固定螺絲，中央圓孔，固定彈簧夾第18頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三1.4實驗步驟1.4.1認識偏光顯微鏡的構造1偏光顯微鏡的構造2）光學部分反光鏡：有平、凹兩面，光線弱或用高倍物鏡時用凹面下偏光鏡：將自然光轉變?yōu)槠怄i光圈：調節(jié)進光量的大小聚光鏡：將平行光線變?yōu)殄F光鏡筒：可調節(jié)升降，上接目鏡，下接物鏡，鏡筒光學長度為物鏡后焦到目鏡前焦目鏡上偏光鏡：方向AA，垂直下偏光鏡勃氏鏡：觀察錐光時使用的放大系統(tǒng)

第19頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三物鏡：透鏡越小，鏡頭越長，放大倍數(shù)越大。物鏡一般由1～5片透鏡組成。放大倍數(shù)一般低倍4X，中倍10X-25X，高倍45X以上，油浸100X。光孔角：前透鏡最邊緣的光線與前焦點所構成的角度數(shù)值孔徑：等于光孔角正弦乘介質折射率N。數(shù)值孔徑越大，放大倍數(shù)越高。同一放大倍數(shù)，數(shù)值孔徑越大，分辨率越高物鏡的分辨率就是顯微鏡的分辨率，它取決于數(shù)值孔徑的大小及所用光波的波長光學顯微鏡最高分辨率為2000埃，最大放大倍數(shù)為2000倍。一組物鏡占一臺顯微鏡總價值的五分之一到二分之一。

第20頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三2偏光顯微鏡的調節(jié)與使用

1）裝卸鏡頭A·裝目鏡：直接插上即可B·裝物鏡：物鏡與鏡筒的接合類型有彈簧夾型、銷釘型及轉盤型。注意安裝到位2）調節(jié)視域亮度鏡頭裝好以后，推出上偏光，勃氏鏡，打開鎖光圈轉動反光鏡對準光源，調節(jié)視域亮度。光線不要太強3）調節(jié)焦距A·放上薄片，手摸一下，一定要蓋玻片朝上，用彈簧夾夾好B·下降鏡筒。用粗調旋扭朝前旋轉，眼睛從側面注視鏡頭，將鏡頭下降到鏡頭工作距離以內，切匆使鏡頭與薄片接觸，以免損壞鏡頭。要鍛煉能兩個眼睛都睜開看。

第21頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三4）校正中心A·在視域內選一小點置于十字絲中心B·轉動物臺180度，注意觀察小點的位置和軌跡C·擰校正螺旋，使小點內移到中心距離的二分之一D·手移薄片，使小點回中心。再旋物臺，若小點還有偏移，重復上述操作第22頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三5）校正偏光鏡方向找一塊黑云母，置于視域中心旋轉物臺，使解理縫為左右方向旋動下偏光鏡使其顏色最深，此時的下偏光鏡為PP方向取下薄片，推入上偏光鏡，使視域全黑。則上下偏光鏡正交。

第23頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三單偏光鏡下觀察，即只使用下偏光鏡觀察內容有晶體形態(tài)、解理突起、糙面、貝克線顏色與多色性晶體顆粒大小、百分比含量。

1.4.2單偏光鏡下觀察晶體光學性質的內容第24頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三

晶體形態(tài)相關因素：晶體依一定的結晶習性而生成一定的形態(tài)礦物的形態(tài)、大小、晶體的完整程度與形成條件、析晶順序有關晶形薄片中所見為晶體的某一切面，同一晶體切面方向不同，反映出的平面形態(tài)完全不同。

1晶體形態(tài)第25頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三Habitorformblocky塊狀的acicular針狀的bladedprismaticanhedral/irregularelongateroundedfibroustabulareuhedral自形的第26頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三Habitorformblockyacicularbladedprismaticanhedral/irregularelongateroundedfibroustabulareuhedral第27頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三Review–techniquesforidentifyingunknownmineralsStartinPPL:Color/pleochroismReliefCleavagesHabitThengotoXPL:BirefringenceTwinningExtinctionangleUniaxialorbiaxial?2VifbiaxialPositiveornegative?第28頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三晶體的自形程度依晶體的邊棱的規(guī)則程度分類A·自形晶：晶形完整，呈規(guī)則多邊形，邊棱為直線B·半自形晶：晶形較完整，棱部分直線，部分為曲線C·他形晶：不規(guī)則粒狀，邊棱為曲線。

自形晶角閃石第29頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三解理 解理是沿著一定結晶方向開裂成平直的面的能力。解理面、解理的方向、組數(shù)、及完善程度是鑒定礦物的重要依據(jù)。解理縫的清晰程度與礦物和樹膠的折射率差值的大小有關，差值大者解理明顯解理縫的清晰程度及寬度與切片方向密切相關。當解理縫垂直切面時，縫最窄，最清楚，升降鏡筒時解理縫不左右移動。

角理縫斜交切面時升降鏡筒為什么會看到它移動？2解理及解理夾角的測定第30頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三解理的完善程度分級A·極完全解理：細密連貫直線縫B·完全解理：較粗的平直縫，但不完全連貫C·不完全解理：斷續(xù)解理縫，勉強能看清成一個方向。第31頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三CleavageMosteasilyobservedinPPL(upperpolarizerout),butvisibleinXNaswellNocleavages: quartz,olivine(橄欖石)1goodcleavage: micas(云母)2goodcleavages: pyroxenes(輝石),amphiboles(角閃石)第32頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三Cleavage2cleavagesintersectingat~90°pyroxene(輝石)60°120°2cleavagesintersectingat60°/120°:amphibole(角閃石)第33頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三Cleavagerandomfractures,nocleavage:olivine第34頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三解理角的測定A·選擇合適的解理縫：有同時垂直切面的兩組解理的晶體顆粒，即兩組解理都最清楚，升降鏡筒都不移動B·使一組解理平行目鏡的十字絲的豎線，記下物臺的刻度數(shù)aC·旋轉物臺，使另一組解理平行目鏡的十字絲的豎線。記下計數(shù)b。兩組計數(shù)之差(a-b)即測的兩組解理的夾角。第35頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三1）顏色顏色即晶體薄片中的顏色。是礦物對白光中不同波段選擇性吸收的結果光波透過薄片，不管礦物如何透明，總要被吸收一部分，如果均勻吸收，則僅只有強度減弱，薄片不顯示顏色，為無色礦物若有選擇性吸收，則顯示被吸收波段的補色顏色的深淺，取決于礦物對各色光吸收的總強度，強度大顏色深吸收的總強度取決于薄片中的礦物種類及薄片的厚度。

3顏色與多色性第36頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三2）吸收性與多色性吸收性均質體各向同性，不同振動方向的光波選擇性吸收都相同礦物的顏色與濃度不因礦物中光波的振動方向的不同而變化。非均質體的顏色及濃度隨方向的變化而變化即隨著物臺的旋轉，顏色及顏色的濃度有規(guī)律地周期性變化。第37頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三

多色性：由于光波在晶體中的振動方向不同，而使礦物的顏色改變的現(xiàn)象稱為多色性。而顏色的濃淡變化稱為吸收性一軸晶礦物，主要有兩個顏色，No與Ne。電氣石（負光性）平行C軸切面短半徑Ne||PP＝紫色

長半徑No||PP＝深藍色。斜交切面為過渡色。No的顏色比Ne深，表明No的吸收性強，有吸收性公式：No>Ne二軸晶的多色性有三個主要顏色分別與光率體的Ng,Nm,Np相當即每一主軸面都顯示兩種顏色平行光軸面多色性最明顯，垂直光軸面只顯示Nm的顏色，無多色性其他切面介于二者之間多色性與薄片厚度也有關系。測定多色性時要在定向切面上進行第38頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三

這些性質主要與薄片中相鄰物質間由于折射率不同發(fā)生折射、反射所引起的光學現(xiàn)象有關1）貝克線貝克線在兩個折射率不同的介質接觸處，可以看到比較暗的邊緣，稱為礦物輪廓在輪廓線附近可以看到一條明亮的細線，當升降鏡筒時這條亮線發(fā)生移動，此亮線稱為貝克線。

4貝克線、糙面、突起及閃突起第39頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三貝克線規(guī)律：提升鏡筒，貝克線向折射率高的介質方向移動下降鏡筒，貝克線向折射率低的介質方向移動貝克線的靈敏度很高用白光照明，兩介質折射率差0.001即可見貝克線用單色光照明時，靈敏度可提高到0.0005用貝克線的移動規(guī)律很容易判斷兩相鄰介質的折射率的高低為了看清貝克線，觀察時要縮小光圈，將界面移動到視域中心，移開聚光鏡。第40頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三貝克線產生的原因由相鄰物質間折射率不同引起。兩介質接觸有四種情況（N折射率大，n折射率小）

A·n蓋于N之上，接觸界面較平緩。光線能透過界面向折射率大的介質方向偏折（N>n，入射角大于反射角），光線在N側加強，提升鏡筒，亮線向N側移動B·n蓋于N之上，接觸界面較陡。因N>n，入射角大于臨界角，光線發(fā)生全反射，向N方向偏折。移動情況同AC·N蓋于n之上，光線總是能透過界面向N方向偏折（因N大于n，入射角小于反射角）D·接觸界面垂直切面，此時垂直透射的光線無折射作用，但斜射光線N側者發(fā)生全反射，n側者則能透過界面在N側加強形成亮線。第41頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三在巖石(礦物集合體)薄片中，在兩個折射率不同的物質接觸處，可以看到一條比較黑暗的邊緣，稱為礦物的邊緣(相當于晶界)。在邊緣的鄰近處可見到一條比較明亮的細線，稱為貝克線(beckeline)或亮帶。邊緣和貝克線是由于兩鄰近的物質折射率不同，光通過兩者的接觸面時，發(fā)生折射、全反射作用引起的。當兩種物質折射率相差很小時，在白光下觀察，由于物質的折射率色散的影響，在兩種折射率相近的無色礦物的邊界線附近，貝克線表現(xiàn)為，在折射率較低的礦物一邊，出現(xiàn)橙黃色細線；在折射率較高的礦物一邊，出現(xiàn)淺藍色細線，這種現(xiàn)象稱為洛多契尼可夫色散效應。在單偏光顯微鏡下，提升顯微鏡鏡筒，貝克線向折射率大的物質移動；下降鏡筒，貝克線向折射率小的物質移動；根據(jù)貝克線的移動規(guī)律，可以確定相鄰兩物質的折射率的相對大小。貝克線的靈敏度較高，兩物質折射率差0.001時(單色光0.0005),貝克線仍可看清。第42頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三MineralpropertiesinPPL:relief(突起)

Reliefisameasureoftherelativedifferenceinn betweenamineralgrainanditssurroundingsReliefisdeterminedvisually,inPPLReliefisusedtoestimatengarnet: n=1.72-1.89quartz: n=1.54-1.55epoxy: n=1.54QuartzhaslowreliefGarnethashighrelief第43頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三MineralpropertiesinPPL:reliefReliefisameasureoftherelativedifferenceinn betweenamineralgrainanditssurroundingsReliefisdeterminedvisually,inPPLReliefisusedtoestimatenolivineplagolivine: n=1.64-1.88plag: n=1.53-1.57epoxy: n=1.54-Olivinehashighrelief-Plagioclasehaslowrelief?JaneSelverstone,UniversityofNewMexico,2003第44頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三2）糙面單偏光鏡下觀察晶體表面，某些很光滑，某些粗糙呈麻點狀，這種表面的粗糙現(xiàn)象稱為糙面糙面產生的原因礦物表面的凹凸不平，覆蓋在晶體上的樹膠的折射率與晶體折射率有差異，當光線通過二者接觸面時，發(fā)生折射甚至全反射，至使薄片中晶體表面光線集散不一，而形成明暗程度不同的斑點糙面產生的必要條件：礦物本身表面不平；礦物與樹膠間存在折射率差第45頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三3）突起及閃突起晶體薄片中不同的晶體表面好象高低不一的現(xiàn)象稱為突起這是一種視覺的錯覺，實際中薄片中的晶體切面是一樣高的。這種現(xiàn)象是由于樹膠與晶體的折射率差引起的，折射率大的晶體表面看起來高些原因在于折射率大光線偏折度大，使人感覺晶體表面抬高晶體折射率大于樹膠時為正突起，小于樹膠時為負突起。雙折射率較大的光性非均質體，在單偏光鏡下旋轉物臺時，突起情況發(fā)生明顯變化，稱為閃突起，它與晶體的雙折射率有關。第46頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三在巖石薄片中(礦物顆粒的厚度均為0.03mm)，各種不同的礦物表面好像高低不平，某些礦物表面顯得高一些，某些礦物的表面顯得低一些，這種礦物表面突起來的現(xiàn)象稱為突起。礦物突起的高低取決于礦物周圍的樹脂(一般為加拿大樹膠)與礦物的折射率差值的大小，差值越大，礦物的突起越高；反之，差值越小，礦物的突起越低。加拿大樹膠的折射率為1.54，折射率大于1.54的礦物屬于正突起；折射率小于1.54的礦物屬于負突起。當?shù)V物與加拿大樹膠接觸時，提升顯微鏡鏡筒，貝克線向礦物內移動時為正突起，貝克線向加拿大樹膠移動時為負突起；淺藍色細線在礦物一邊，橙黃色細線在加拿大樹脂一邊為正突起；反之，淺藍色細線在加拿大樹膠一邊，橙黃色細線在礦物一邊為負突起。重液法測折射率：(1)、將晶體放入已知折射率的重液中；(2)、觀察晶體的突起；(3)、突起越低，樣品的折射率越接近重液的折射率。(4)、用阿貝折射儀校正重液的折射率。第47頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三Whatcausesrelief?nxtl>nepoxynxtl<nepoxynxtl=nepoxyHirelief(+)Lorelief(+)Hirelief(-)Differenceinspeedoflight(n)indifferentmaterialscausesrefractionoflightrays,whichcanleadtofocusingordefocusingofgrainedgesrelativetotheirsurroundings?JaneSelverstone,UniversityofNewMexico,2003第48頁，講稿共54頁，2023年5月2日，星期三NowinsertathinsectionofarockinXPLwest(left)east(right)Light