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不同的晶体的光性方位不同,而同一晶体的光性方位基本固定,故确定光性方位可以鉴定晶体的类型。
2.三方、四方和六方晶系(中级晶轴)晶体的光率均属于一轴光率体。
其光率体为旋转椭球体,其旋转轴(光轴)与结晶轴(c轴)相当,也与晶系的高次对称轴重合,光率体的中心与晶体中心重合。
3.二轴晶光率体为三轴椭球体,具有三个相互垂直的二次对称轴(主轴),三个对称面(主轴面)和一个对称中心。
其对称要素3L23PC与斜方晶系的最高对称性相当。
故,斜方晶系的光性方位特点是:
光率体的三根主轴与晶体的三根结晶轴重合,但至于哪一根主轴与那一根结晶轴重合,因晶体不同而不同。
光率体的三个主轴面与晶体的三个对称面重合。
4.单斜晶系的光性方位与斜方晶系不同,单斜晶系的最高对称型为L2PC.其光性方位的特点是:
光率体主轴之一与晶体的二次对称轴重合,光率体的三个主轴面之一与晶体的对称面重合,光率体的另外两个主轴与晶体的另外两个晶轴斜交(即相交一定角度)。
5.三斜晶系晶体中,仅有一个对称中心c可与光率体的对称中心c重合,其晶体的光学方位特点:
光率体的三个主轴与晶体的三根结晶轴斜交,其斜交角度因矿物不同而不同。
1.3单偏光与正交偏光下的晶体光学性质:
单偏光下晶体光学性质:
晶体形态:
自行晶,半自行晶,他形晶,突起,贝克线,贝克线移动规律,糙面,颜色:
多色性,吸收性
正交偏光下晶体学性质:
消光,四次消光,干涉,干涉色及色谱表,补色法则和补色器(石英楔的使用方法),消光类型,延性符号。
★正交偏光下的干涉现象及光率体性质鉴定、晶体光学与轴性的鉴定:
光率体鉴定即轴性、光型、切片类型的鉴定:
要熟悉各种光率体在锥光镜下的的干涉图样。
P33-37。
1.4锥光镜的特点:
锥光镜的特点,什么是干涉图,有什么作用?
1)聚光镜的作用:
使平行偏光变成锥形偏光。
2)勃氏镜或取去目镜作用:
放大干涉图。
3)高倍物镜作用:
使图象更清晰。
加入勃氏镜或去掉目镜的作用锥光镜下观察到的干涉图,其成象位置在物镜的后焦平面上,去掉目镜,能直接观察镜筒内物镜的后焦平面上的干涉图实象,其图形虽小,却很清晰。
不去掉目镜,则必须推入勃氏镜才能看到干涉图.此时,勃氏镜与目镜联合组成一个宽角度望远镜式的放大系统,其物镜前焦平面恰在干涉图的成象位置,可看到放大的干涉图图象。
其图形虽大,但较模糊。
在锥光镜下观察到的是锥形偏光束中,各个不同方向的入射光波,通过晶体到达上偏光镜后产生的消光和干涉现象的总和,它们构成一种特殊的图形,称为干涉图(干涉象).
观察干涉图应注意的问题:
(1)首先使用低倍或者中倍物镜找到所需观察的矿物颗粒,置于视域中心后,换用高倍物镜。
(2)换用高倍物镜后,检查是否已准焦,准焦应注意物镜不要与薄片相碰。
(3)加上载物台下的聚光镜后,要把聚光镜上升到最高位置,但不要与薄片相碰。
(4)检查高倍物镜是否需要校正中心。
(5)干涉图是消光和干涉效应的总和。
1.5一轴晶干涉图:
1、垂直光轴切面的干涉图
⑴图像特点
①由黑十字和同心圆状的干涉色色圈组成,黑十字交点位于十字丝中心。
②干涉色色圈以黑十字交点为中心,成同心环状。
干涉色圈的多少,取决于矿物双折率的大小及矿片厚度。
③转动物台360°
干涉图不发生变化。
应用
1、确定轴性和切面方向
根据图像特点,可确定为一轴晶垂直光轴的切面。
测定光性符号Ne=Ng,Ne>
No:
正光性Ne=Np,Ne<
负光性
3、加入试板判断光性正负:
鉴定光型正负时,插入试板即补光器时,
正光性一三象限干涉色升高;
二四象限干涉色降低
负光性一三象限干涉色降低;
二四象限干涉色升。
2、斜交光州切片干涉图:
光轴在切片平面的出露点不在视野中心。
因此转动载物台时,黑十字绕是与中心做圆周运动。
当光率体光轴与镜筒中心轴夹角较大时,光轴出露点落在视域之外,只能看见黑十字中的黑壁平行移动并交替出现在视域中。
3、平行光轴干涉图:
平行光轴切片干涉图完全不同于前两者。
当光轴与上下偏光镜振动方向之一平行时,视域中大部分光率体椭圆半径与上下偏光镜振动方向平行或近似平行。
视域中为一粗大而模糊的黑十字,几乎占满视域,只在四个象限边缘出现干涉色.稍转物台(12º
-15º
),黑十字从中心分裂,并沿光轴方向迅速逸出视域,因变化迅速,故称为瞬变干涉图或闪图.
1.6二轴晶干涉图:
1、垂直锐角等分线(⊥Bxa)切面的干涉图
⑴图像特点①当光轴面与上下偏光镜振动方向之一平行时,干涉图由黑十字和“∞”干涉色圈组成,干涉色圈的多少,取决于矿物双折率的大小及矿片厚度②转动载物台,黑十字从中心分裂形成两个弯曲的黑带,当光轴面与上下偏光镜振动方向成45°
夹角时,两个弯曲的黑带顶点之间距离最远。
③转动载物台90°
时,弯曲黑带又合成黑十字,但其粗细黑带已更换了位置。
(4)二轴晶垂直Bxa切面干涉图在45o位时光率体椭圆半径的分布及光性符号的测定。
(5)估计光轴角的大小;
当光轴面与上下偏光镜振动方向成45°
夹角时,黑带的弯曲程度与光轴角大小成反比,光轴角愈大,黑带的弯曲程度愈小。
2垂直钝角等分线Bxo切面的干涉图:
当光轴面与上、下偏光镜振动方向之一平行时,为一粗大的黑十字,黑十字交点为Bxo出露点,光轴出露点在视域之外。
转动物台,黑十字很快地分裂成两个弯曲黑带,沿光轴面方向退出视域。
当光轴面与上、下偏镜振动方向成45o夹角时,弯曲黑带顶点间的距离最远,但顶点仍为光轴出露点。
在确定为垂直Bxo切面干涉图后,可用于确定矿物的切面方向和测定光性符号。
3.、垂直于一个光轴切片干涉图:
①图像特点相当于垂直锐角等分线(⊥Bxa)切面的干涉图的一半。
②当光轴面与上下偏光镜振动方向之一平行时,干涉图由一条直的黑臂和8形干涉色圈的一部分组成。
③转动载物台,黑带发生弯曲,黑壁与弯臂交替出现,这是与一轴晶垂直光轴切面干涉图的区别之一。
(4)光轴面与上下偏光镜振动方向成45度时,弯曲度最大,其顶点为光轴出露点,位于视野中心,弯曲臂凸向锐角区。
4.斜交光轴切片干涉图:
旋转物台,黑直臂与弯曲臂交替出现,其形状近似垂直光轴切片,但光轴出露点不在视域中心,甚至会出现弯臂逸出视野。
5.平行于光轴的切片干涉图:
与一轴晶平行切片干涉图相同。
(1)干涉图像差异较为明显,易于区分,可鉴定晶体的轴性,光性,切片类型,光轴角等。
(2)一轴晶,转动物台出现的是黑十字或黑直臂,不出现黑弯臂。
而二轴晶,则是黑直臂与弯臂交替出现的干涉图。
(3)光性正负的鉴别:
一轴晶:
用相应的补色器,通过确定黑十字所划分的四个象限光率体干涉分布形式来确定。
二轴晶:
黑十字旋转物台45度时,出现出露点,此时与两出露点垂直方向即为Nm。
再利用补色器补色法则观测象限内干涉色变化,确定两出露点连线平行于Ng或Np来确定Bxa方向是哪根主轴。
(3)一般不用平行光轴切片鉴定晶体轴性和光性。
制样步骤与要求;
1,取样:
代表性,完整性,不可改变试样的晶体特征,方面性;
2,镶嵌:
3,磨光:
除去取样时引起的样品表面损伤:
粗磨,细磨。
4;
抛光:
去除细磨痕以获得平整无瑕疵的镜面,并除去变形层,得以观察样品的显微组织。
5;
浸蚀:
采取适当的方法,使不同组织、不同位向的晶粒及晶粒内部与晶界各处受到不同程度的浸蚀,形成差别,从而清晰显示材料的内部组织。
另一个作用是去除抛光引起的变形层,防止出现伪组织,确保显微组织的真实性。
此外,浸蚀可以是样品表面的某些晶体着色,便于分辨。
2、X射线衍射分析:
1)X射线与物质之间的相互作用,p65图。
(比较高速电子与物质间作用比较)
2)X射线谱与特征x射线的区别,以及特征x射线的产生(p63)及其作用(p68);
x射线的产生:
具有足够能量的高能电子与物质作用时,高能电子会将阳极靶物质中的k层电子撞出,使原子系统的能量升高,体系处于不稳定的激发态,按能量最低原理,L、M、N层的电子会跃迁入k层的空位,为保持体系的能量平衡,在跃迁的同时,这些电子会将多余的能量以x射线的光量子形式释放出来,从而产生频率恒定的特征x射线。
当x射线的能量恰好与原子电子层的结合能相等会出现,吸收系数突增现象。
1、特点元素的特征x射线频率固定,不会随实验条件而改变可以用来鉴别物质元素。
电子x射线探针已就是据此而设计的;
2、高能电子轰击阳极靶所产生的特征x射线,可以用来反推高能电子的最小加速电压。
3、X射线可以测出物质的吸收限,进而推知看、该物质原子的能级图。
5、同一X射线穿过不同物质时,物质对其吸收不同,从而可以鉴别物质中存在的缺陷、气泡、裂纹或杂质。
6、根据吸收限两侧系数差别大对x射线进行滤光。
3)X射线衍射及布拉格方程,方程的作用和参数意义和范围。
★
X射线衍射原理:
x射线作为一种电磁波投射到晶体中时,会受到晶体中原子的散射,而散射波好像是从原子中心发出,每一个原子中心发出的散射波好比一个圆球面波。
由于原子在晶体中时周期排列,这些散射球面波之间存在固定的位相关系,它们之间会相互干涉,在特定方向的位置上某些球面波相互加强,在另些特定方向相会抵消,从而出现衍射现象。
即在偏离原入射线方向上,只有有特定的方向上出现散射加强而存在衍射斑,而其余方向无衍射斑点。
布喇格布喇格方程讨论!
!
散射线、入射线与原子面法线共面,且散射线与原子面的夹角等于人射线与原子面夹角,方向上的散射线满足“光学镜面反射”条件。
2产生衍射的极限条件:
因为入射角sin<
1,所以:
λn<
=d,对衍射而言n的最小值为1,所以在任何可观测的衍射角下产生衍射的极限条件是;
lll。
也就是说,能被晶体衍射的电磁波的波长必须小于晶面中最大面间距的二倍。
但是波长过短会导致衍射角过小,使衍射现象难以观察,也不宜使用。
因此实际衍射分析用的X射线波长应与晶体的晶格常数较接近。
常用X射线衍射的波长为:
2.5~0.5Å
。
3、晶体中有可能参加反射的晶面族也是有限的,
4)X射线衍射分析方法:
粉末法,劳厄法,转晶法。
粉末法照相法:
德拜-谢乐照相法;
聚焦法,回转晶体法。
粉末衍射仪法:
两种扫描模式比较:
1连续扫描:
(匀速圆周运动):
优点:
工作效率高,具有一定分辨率、灵敏度和精确度,适合大量日常样品无相分析。
缺点:
由于仪器本身的机械设备和电子线路的滞后、平滑效应,使衍射峰偏移、分辨率降低、线性畸变等缺点,衍射谱的形状往往受实验条件的影响。
2步进扫描:
转动一定角度即停止,开始测量记录。
无平滑和滞后效应,所以其衍射峰位正确,分辨率好,特别衍射强度弱且背低高的下更好。
可延长停留时间减小因统计涨落对实验强度的影响。
样品要求:
p91(与德拜法要求比较p79,右下角):
德拜法:
粉末试样制成直径0.3-0.6mm,长度为1cm的细圆柱状粉末集合体。
颗粒通常在10-5--10-3cm(过250-300目筛)粉末颗粒大则可能参与衍射的晶体数目太少而影响衍射强度;
颗
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