光学显微分析实验指导书 一、实验目的和要求 1、认识偏光显微镜和金相显微镜，了解其基本构造和功能 2、熟练掌握偏光显微镜的使用方法，学习单偏光和正交偏光下矿物 样本的观察 二、实验原理 偏光显微镜和金相显微镜的成像原理如下图1所示，物像相似原 理如图2所示： 产物 图1光学显微镜成像原理 图2物像相似规律（阿贝原理） 三、实验步骤 1、在指导教师的讲解下认识金相显微镜和偏光显微镜的各组 件： 2、金相显微镜下练习对被观测物的对焦成像操作： 聚焦操作基本原则：先低倍率后高倍率，先粗调焦后细调焦。 3、配合载物台刻度练习金相微区结构的测量： 4、偏光显微镜的对心操作（即光学系统的光轴与载物台转轴二
光学显微分析实验指导书 一、实验目的和要求 1、认识偏光显微镜和金相显微镜，了解其基本构造和功能 2、熟练掌握偏光显微镜的使用方法，学习单偏光和正交偏光下矿物 样本的观察 二、实验原理 偏光显微镜和金相显微镜的成像原理如下图 1 所示，物像相似原 理如图 2 所示： 图 1 光学显微镜成像原理 图 2 物像相似规律（阿贝原理） 三、实验步骤 1、在指导教师的讲解下认识金相显微镜和偏光显微镜的各组 件； 2、金相显微镜下练习对被观测物的对焦成像操作； 聚焦操作基本原则：先低倍率后高倍率，先粗调焦后细调焦。 3、配合载物台刻度练习金相微区结构的测量； 4、偏光显微镜的对心操作（即光学系统的光轴与载物台转轴二
轴合一的调节)，具体步骤如图3所示： (a) (b) (a】 移动薄片 转物台3609 转物台10 扭动设足螺能 移动降片 转物台360 校正心步理示意图 图3偏光显微镜二轴合一操作示意图 A在视域内选一小点置于十字丝中心： B转动物台180度，注意观察小点的位置和轨迹： C拧校正螺旋，使小点内移到中心距离的二分之一： D手移薄片，使小点回中心。再旋物台，若小点还有偏移，重复 上述操作。 5、检查和矫正偏光镜方向，步骤如下： A找一块黑云母，置于视域中心 B旋转物台，使解理缝为左右方向 C旋动下偏光镜使其颜色最深，此时的下偏光镜为PP方向 D取下薄片，推入上偏光镜，使视域全黑。则上下偏光镜正交。 6、进行单偏光镜下的晶体光学性质的观察（参考图4） 具体包括：晶体的自形程度的观察、晶体的解理及解理角的测定、 颜色与多色性及贝克线的观察
轴合一的调节），具体步骤如图 3 所示： 图 3 偏光显微镜二轴合一操作示意图 A·在视域内选一小点置于十字丝中心； B·转动物台 180 度，注意观察小点的位置和轨迹； C·拧校正螺旋，使小点内移到中心距离的二分之一； D·手移薄片，使小点回中心。再旋物台，若小点还有偏移，重复 上述操作。 5、检查和矫正偏光镜方向，步骤如下： A 找一块黑云母，置于视域中心 B 旋转物台，使解理缝为左右方向 C 旋动下偏光镜使其颜色最深，此时的下偏光镜为 PP 方向 D 取下薄片，推入上偏光镜，使视域全黑。则上下偏光镜正交。 6、进行单偏光镜下的晶体光学性质的观察（参考图 4） 具体包括：晶体的自形程度的观察、晶体的解理及解理角的测定、 颜色与多色性及贝克线的观察
A·自形晶：晶形完整，呈规则多边形，边棱为直线 B·半自形晶：晶形较完整，棱部分直线，部分为曲线 C·他形晶：不规则粒状，边棱为曲线。 图4 解理角的测定： A选择合适的解理缝：有同时垂直切面的两组解理的晶体颗粒，即两 组解理都最清楚，升降镜筒都不移动 B使一组解理平行目镜的十字丝的竖线，记下物台的刻度数a Cc旋转物台，使另一组解理平行目镜的十字丝的竖线。记下计数b。 两组计数之差(a-b)即测的两组解理的夹角。 7、进行正交偏光下的晶体光学性质的观察 正交偏光镜即上下偏光镜一起使用，且使上下偏光镜的振动方向相互 垂直。 PP代表下偏光镜的振动方向，A4代表上偏镜的振动方向。为了观察 方便及准确测定晶体的光学数据，还要使上下偏光镜的振动方向与目 镜的十字丝一致。 正交偏光下干涉作用原理：
A·自形晶：晶形完整，呈规则多边形，边棱为直线 B·半自形晶：晶形较完整，棱部分直线，部分为曲线 C·他形晶：不规则粒状，边棱为曲线。 图 4 解理角的测定： A·选择合适的解理缝：有同时垂直切面的两组解理的晶体颗粒，即两 组解理都最清楚，升降镜筒都不移动 B·使一组解理平行目镜的十字丝的竖线，记下物台的刻度数 a C·旋转物台，使另一组解理平行目镜的十字丝的竖线。记下计数 b。 两组计数之差(a-b)即测的两组解理的夹角。 7、进行正交偏光下的晶体光学性质的观察 正交偏光镜即上下偏光镜一起使用，且使上下偏光镜的振动方向相互 垂直。 PP 代表下偏光镜的振动方向，AA 代表上偏镜的振动方向。为了观察 方便及准确测定晶体的光学数据，还要使上下偏光镜的振动方向与目 镜的十字丝一致。 正交偏光下干涉作用原理：
OB:透过下偏光镜后的偏光振幅（见图5） Ng,N:晶体切片的光率体椭圆的长短半径。亦为快光慢光的振动方 向。当下偏光振动方向与光率体半径有一定夹角时，透出薄片的偏光 OB按平行四边形法则分解。沿光率体半径方向分解为ONg,ONp ONg=OBCosa ONp=OBSina 此光波进入上偏光后，又分解为ONp1,ONp2,ONg1,ONg2,其中 ONp2,ONg2垂直上偏光不能通过。ONp1与ONg1的振幅为 ONg1=OBCosaSina ONp1=OBSinaCosa 可见ONg1=ONp1振幅相等，方向相反 ONg1及ONp1为同一偏光透过晶体后经两度分解而成，频率相同 两者之间有固定的光程差（由ONg、ONp继承下来） 两者在同一平面内振动（上偏光振动面AA) 所以，ONg1、ONp1为相干光。 No 图5 A、干涉叠加原理干涉光的强度等于振幅A的平方 1=是oB2.sin品asi吗 式中，入入射光波长：R:薄片的光程差
OB：透过下偏光镜后的偏光振幅（见图 5） Ng,Np：晶体切片的光率体椭圆的长短半径。亦为快光慢光的振动方 向。当下偏光振动方向与光率体半径有一定夹角时，透出薄片的偏光 OB 按平行四边形法则分解。沿光率体半径方向分解为 ONg,ONp ONg=OBCosα ONp=OBSinα 此光波进入上偏光后，又分解为 ONp1,ONp2，ONg1,ONg2，其中 ONp2,ONg2 垂直上偏光不能通过。ONp1 与 ONg1 的振幅为 ONg1=OBCosαSinα ONp1=OBSinαCosα 可见 ONg1＝ONp1 振幅相等，方向相反 ONg1 及 ONp1 为同一偏光透过晶体后经两度分解而成，频率相同 两者之间有固定的光程差（由 ONg、ONp 继承下来） 两者在同一平面内振动（上偏光振动面 AA） 所以，ONg1、ONp1 为相干光。 图 5 A、干涉叠加原理干涉光的强度等于振幅 A 的平方 式中，λ：入射光波长；R：薄片的光程差
B、干涉现象 依上式，各参数的不同取值，有极大值或极小值 a.当a=0。A2=0。I=0 当α=0。A2=0。I=0。视域黑。这种现象称为消光。 正交偏光镜下，α=0，就是晶体的光率体半径与上下偏光镜一致。旋 转物台360度。晶体切面有4种此位置，故出现四次消光 四次消光是光性非均质体非垂直光轴切面的特征 b.当Rm/入=0,1=0，消光 要Rm/入=0，即R=O,也就是Ng一Np=0。 Ng一Np=0为光性均质体及光性非均质体垂直光轴切面。此时与角度 α无关，视域全黑，称为永久消光 永久消光是光性均质体及光性非均质体垂直光轴切面的特征 c.当R=nM,R为入的整数倍。I=O,消光 d.当R=(2十1W2,R为/2的奇数倍。A最大 e.当a=45,Sina=1,1为最大 在光性非均质体中，当光率体Ng,Np与AA或PP成45度时晶体干涉 色最明亮。 8、观察正交偏光下石英补色片的干涉色 在正交偏光下用白光照明，随石英楔的推入，光程差由小变大。视域 中干涉色出现有规律的变化，这种干涉色有规律的变化称为干涉色的 级序.随光程差由0开始上升，视域干涉色出现黑暗灰灰白淡黄 黄橙红.兰.绿.黄.红兰绿.黄.红。色序变化固定不变
B、干涉现象 依上式，各参数的不同取值，有极大值或极小值 a.当 α＝0。A2＝0。I＝0 当 α＝0。A2＝0。I＝0 。视域黑。这种现象称为消光。 正交偏光镜下，α＝0，就是晶体的光率体半径与上下偏光镜一致。旋 转物台 360 度。晶体切面有 4 种此位置，故出现四次消光 四次消光是光性非均质体非垂直光轴切面的特征 b.当 Rπ／λ＝0，I＝0，消光 要 Rπ／λ＝0，即 R＝0，也就是 Ng－Np＝0。 Ng－Np＝0 为光性均质体及光性非均质体垂直光轴切面。此时与角度 α 无关，视域全黑，称为永久消光 永久消光是光性均质体及光性非均质体垂直光轴切面的特征 c.当 R=nλ，R 为 λ 的整数倍。I＝0，消光 d.当 R＝（2＋1)λ/2，R 为 λ／2 的奇数倍。A 最大 e.当 α＝45，Sinα＝1，I 为最大 在光性非均质体中，当光率体 Ng,Np 与 AA 或 PP 成 45 度时晶体干涉 色最明亮。 8、观察正交偏光下石英补色片的干涉色 在正交偏光下用白光照明，随石英楔的推入，光程差由小变大。视域 中干涉色出现有规律的变化，这种干涉色有规律的变化称为干涉色的 级序。随光程差由0 开始上升，视域干涉色出现黑.暗灰.灰白.淡黄. 黄.橙.红.兰.绿.黄.红.兰.绿.黄.红.。色序变化固定不变