锥光镜下的晶体光学性质
不同晶轴的波向图特征
一 波向图概念
锥形光束中各入射光波的光率体椭圆半径在矿片上的分布方位图,称为波向图。
换言之,波向图是一种表示光波振动方向的图解。
波向图是我们后面学习过程中,解释干涉图、以及应用的理论基础。
二、星射球面投影方法制作波向图
贝克(1905)提出了波向图的概念,把晶体放在一个理想球的球心,并且晶体中心与球中心重合,将非均质体中各个方向波法线延伸至球面,与球面的交点称该波法线在球面上的露点,用P表示。
将具有共同波法线、相互正交的两偏光之振动面延伸至球面,再将各偏光在球面上的包络线绘于球的表面,即得波向图的球面投影。
把所观察的“绘”有包络线的部分球面直射投影到一个平面上,包络线的投影图即为研究切面的波向图。
三、一轴晶垂直光轴切面的波向图
1、在一轴晶光率体之外,套上一个圆球体,并使球体中心与光率体中心重合。
2、把不同入射方向光波光率体的椭圆切面长、短半径(Ne’、Ne和No)投影到球面上s就可绘出不同入射方向光率体椭圆切面半径在球面上的分布。
3、球面上经线与纬线的交点,代表各个入射光波在球面上的出露点P。
4、以任意斜交光轴的入射光波为例,发生双折射的两列偏光始终在垂直
入射光波的平面内振动,其中一列为常光No,始终垂直光轴方向,投影到球面上即为光波出露点在球纬线的切线方向上。
5、另一列偏光为非常光Ne’,为光率体椭圆切面的另一半径方向,投影到球面上即为光波出露点在球面经线的切线方向上。
6、把光率体长、短半径在球面上的投影结果,用正射投影法投影到平面上,即可得出一轴晶不同方向切面上光率体椭圆半径的分布方位图,即波向图。
一轴晶垂直光轴切面的波向图是正中心为光轴出降悖围绕正中心的同心圆与放射线的各个交点代表锥形偏光束中各个入射光波在矿片平面上的出露点。
放射线方向代表光率体椭圆切面半径Ne’的方向,同心圆的切线方向代表光率体椭圆切面No的方向。
四、一轴晶平行光轴切面的波向图
将锥光射入一轴晶平行光轴切面的矿片后,各入射光波发生双折射产生的两列偏光振动方向投影波向图可知:
1、No、Ne’在波向图中间区域平行或者近于平行。
2、沿光轴方向:从中心向两边,光率体椭圆长短半径No不变,Ne’逐渐小,因蛩折射率变小,再加上光波所走的路径也越长。所以,光程差逐渐减小,干涉色级序逐渐降低。
3、垂直光轴方向:由中心向两边的各个点上,光率体椭圆长短半径不变,双折射率不变,但由于光波的倾斜入射在矿片中所经历的路径越外越长。光程差逐渐增大,干涉色级序逐渐升高。
五、二轴晶平行光轴切面的波向图
将锥光射入二轴晶平行光轴切面的矿片后,各入射光波双折射产生的两列偏光振动方向投影波向图可知:
当Bxa、Bxo分别餉A、PP平行时,几乎所有的光率体椭圆半径与AA、PP平行或近于平行。
六、 二轴晶垂直Bxa切面的波向图
1、正光性 Bxa区内椭圆长半径垂直于光轴面迹线
二轴晶正光性晶体,垂直Bxa干涉图中,光率体椭圆长短半径的分布方位
二轴晶光率体椭圆半径在球面上的分布方位图
中央入射光波光率体,其光波是沿Bxa方向入射的,即正光性Ng方向入射,该入射光波光率体椭圆切片为NmNp主轴面,其长短半径分别为Nm、Np。
在Ap迹线上的Bxa与OA之间:垂直入射光波的蚵侍逋衷睬忻娉ざ贪刖斗直餘m、Np’
垂直沿光轴入射光波的光率体切面为圆切面,其半径等于Nm
在光轴OA与Bxo之间:垂直入射光波的光率体椭圆切面长短半径分别为Nm和Ng’。
2、负光性 Bxa区内椭圆长半径平行于光轴面迹线
二轴负光性晶体垂直Bxa切片上,光轴面及Nm方向上光率体椭圆半径分布立体图(据P.D.Bloss,1961)中央入射光波光率体,其光波是沿Bxa方向入射的,负光性沿Np方向入射。该入射光波光率体椭圆切片为NgNm主轴面,其长短半径分别为Ng、Nm。
在Ap迹线上的Bxa与OA之间:垂直入射光波的蚵侍逋衷睬忻娉ざ贪刖斗直鹞狽g’、Nm 。
垂直沿光轴入射光波的光率体切面为圆切面,其半径等于Nm。
在光轴OA与Bxo之间:垂直入射光波的光率体椭圆切面长短半径分别为Nm和Np’。
七、垂直钝角等分线(Bxo)切面波向图
将锥光射入二轴晶平行光轴切面的矿片后,各入射光波双折射产生的两列偏光振动方向投影波向图可知t
1、从垂直Bxo切片看,当Ap与AA、PP振动方向之一平行时,有比较多的光率体椭圆半径与AA、PP平行或近于平行。
2、当矿物的2V很大时,两个OA间的钝角与锐角大小相近,垂直Bxo切片的干涉图与垂直Bxa切片的干涉图不易区分。
3、当矿物的2V很小的,两个光轴间的钝角很大,垂直Bxo切片的干涉图中两个光轴出露点之间的距离很长。