1、,寶石的物理性質,光學性質(一) (均質體與非均質體),設計者 謝意紅,復習,當光波從一種介質傳到另一種介質時，其傳播速度和方向會發(fā)生改變,這種現(xiàn)象叫折射。光在入射介質中的傳播速度與折射介質中的傳播速度之比，等于入射角正弦與折射角正弦之比。即 1/ 2=sini/sinr=n =n2/n1 當兩種介質一定時，n為一常數(shù)，稱為折射介質相對入射介質的相對折射率。,n1(光蔬質),n2(光密質),i,r,均質體和非均質體,1.雙折射和單折射,冰洲石下的繩子有兩個像,玻璃下的繩子只有一個像,雙折射,單折射,思考： 雙折射、單折射產(chǎn)生的原因,要了解雙折射、單折射產(chǎn)生的原因，必須先知道“均質體”和“非均質

2、體,觀察現(xiàn)象,根據(jù)光學性質不同，將寶 石礦物分為均質體和非均質體。,2.均質體和非均質體,均質體：等軸晶系和非晶質寶石的光學性質各方向相同稱為均質體。如鉆石、玻璃等。均質體只有一個折射率。 光波在均質體中傳播時，其振動特點和振動方向基本不改變。這一現(xiàn)象稱單折射。,自然光A進入均質體后仍為自然光，偏振光B進入均質體后仍為偏振光，且其振動方向不改變。,2.均質體和非均質體,非均質體：中級晶族和低級晶族寶石的光學性質隨方向而異稱為非均質體。非均質體的折射率值有多個。如紅寶石、橄攬石等。 光波進入非均質體寶石時，除特殊方向外，一般分解成振動方向互相垂直、傳播速度不等的兩束偏振光。這一現(xiàn)象稱雙折射。光波

3、沿非均質體的特殊方入射時不發(fā)生雙折射，這特殊方向為光軸方向。中級晶族寶石只有一個光軸方向，稱為一軸晶；低級晶族寶石有兩個光軸方向，稱為二軸晶。,自然光在非均質體中的傳播,2.均質體和非均質體,均質體、非均質體與晶系的關系及光在均質體和非 均質體中的傳播特點,均質體等軸晶系單折射 (一個折射率),非光軸方向入射產(chǎn)生雙折射分解成振動方向互相垂直的兩束偏振光,非均質體,一軸晶 (2個主折射率),二軸晶 (3個主折射率),自然光進自然光出 偏振光進偏振光出,三斜晶系 單斜晶系 斜方晶系,三方晶系 四方晶系 六方晶系,光軸方向入射： 自然光進自然光出 偏振光進偏振光出,3.光率體,光率體是表示光波在晶體

4、中傳播時，折射率值隨光波振動方向變化的一種立體幾何圖形。其具體作法是：設晶體中心為坐標原點，將晶體不同方向的折射率值投影在一個三維坐標系，各投影點的軌跡構成該晶體的光率體。,均質體的光率體是一個圓球體，通過球體中心任何方向的切面都是圓切面，其半徑代表均質體寶石的折射率值，均質體寶石只有一個折射率值。,一軸晶光率體是一個以直立軸為旋轉軸的橢球體，直立軸代表光軸方向，該方向的折射率值為非常光的折射率，用Ne表示。垂直光軸的圓切面各方向的折射率值相等，為常光的折射率，用No表示。No小于Ne時為正光性，No大于Ne時為負光性。雙折率等于Ne-No的絕對值。,負光性(Ne No),正光性(Ne No)

5、,3.光率體,二軸晶光率體為一個三軸不等的橢球體。橢球體的三個主軸代表二軸晶寶石的三個主要光學方向，稱為光學主軸。三個主軸的相應折射率值分別用Ng、Nm、Np表示，其中NgNmNp。Ng-Nm大于Nm-Np時為正光性，Ng-Nm小于Nm-Np時為負光性。雙折率等于Ng-Np的絕對值。,相關知識,寶石的均質性或非均質性可用寶石鑒定儀器折光儀和偏光鏡檢測，用折光儀還可檢測非均質體寶石是一軸晶或二軸晶,思考,利用網(wǎng)站資源學習探討、交流,知識應用,(1)常見均質體寶石有哪些？常見非均質體寶石有哪些？,均質體寶石 鉆石、石榴石、尖晶石、歐泊、螢石,非均質 體寶石,紅寶石、藍寶石、祖母綠、海藍寶石 電氣石

6、 水晶 鋯石等,一軸晶,二軸晶,金綠寶石 橄欖石 黃玉 月光石 日光石 透輝石 堇青石等,2.哪些非均質體寶石的雙折射率高(雙折率0.03)，放大觀察雙折射率高的寶石可見什么現(xiàn)象？對于雙折射率高的寶石，切磨時一般怎樣定向？為什么？,橄欖石、電氣石、鋯石、合成碳化硅的雙折率高，將這些寶石磨成刻面型，從一定方向觀察，可見底部刻面棱的重影，這“一定方向”為垂直光軸方向(No或Nm方向) ，因為垂直光軸方向的切面上雙折率最大，一軸晶寶石垂直光軸的切面為Ne-No面；二軸晶寶石垂直光軸的切面為Ng-Np面。,No(Nm),垂直光軸方向切面,一軸晶,二軸晶,Ne,No,Ng,Np,合成碳化硅重影,2.哪些

7、非均質體寶石的雙折射率高(雙折率0.03)，放大觀察雙折射率高的寶石可見什么現(xiàn)象？對于雙折射率高的寶石，切磨時一般怎樣定向？為什么？,光軸方向,切磨雙折射率高的寶石時，應將其臺面垂垂直光軸方向，這樣從臺面觀察寶石就不會看到底部刻面棱重影，寶石就顯得更清澈、透明。因為垂直光軸的切面為圓切面(如下圖)，各方向的折射率相等，光波垂直這種切面入射時，不產(chǎn)生雙折射。,垂直光軸的切面,一軸晶,二軸晶,No,No,Nm,Nm,演示,將繩子放在冰洲石下，變換冰洲石角度，隨著冰洲石角度的變化，繩子兩個影像之間的距離會發(fā)生寬窄變化，轉動到某一方向時，繩子只有一個影像。當繩子的兩個影像分得最開時，壓在繩子上的面為Ne-No切面；當繩子只有一個影像時，壓在繩子上的面為圓切面(垂直光軸)。,關于冰洲石 冰洲石即方解石晶體，菱面體晶形，三方晶系，一軸晶負光性，雙折率是0.172。,小結,單折射均質體(一個折射率)