宝石的物理性质

宝石的物理性质 光学性质(一) (均质体与非均质体) 设计者谢意红

复习当光波从一种介质传到另一种介质时，其传播速度和方向会发生改变,这种现象叫折射。光在入射介质中的传播速度与折射介质中的传播速度之比，等于入射角正弦与折射角正弦之比。即 υ1/ υ2=sini/sinr=n =n2/n1 当两种介质一定时，n为一常数，称为折射介质相对入射介质的相对折射率。 i n1(光蔬质) n2(光密质) r

均质体和非均质体

1.双折射和单折射 观察现象玻璃下的绳子只有一个像冰洲石下的绳子有两个像双折射单折射思考：双折射、单折射产生的原因要了解双折射、单折射产生的原因，必须先知道“均质体”和“非均质体

2.均质体和非均质体 根据光学性质不同，将宝石矿物分为均质体和非均质体。

2.均质体和非均质体 均质体：等轴晶系和非晶质宝石的光学性质各方向相同称为均质体。如钻石、玻璃等。均质体只有一个折射率。光波在均质体中传播时，其振动特点和振动方向基本不改变。这一现象称单折射。自然光A进入均质体后仍为自然光，偏振光B进入均质体后仍为偏振光，且其振动方向不改变。

2.均质体和非均质体 非均质体：中级晶族和低级晶族宝石的光学性质随方向而异称为非均质体。非均质体的折射率值有多个。如红宝石、橄揽石等。光波进入非均质体宝石时，除特殊方向外，一般分解成振动方向互相垂直、传播速度不等的两束偏振光。这一现象称双折射。光波沿非均质体的特殊方入射时不发生双折射，这特殊方向为光轴方向。中级晶族宝石只有一个光轴方向，称为一轴晶；低级晶族宝石有两个光轴方向，称为二轴晶。自然光在非均质体中的传播

均质体、非均质体与晶系的关系及光在均质体和非均质体、非均质体与晶系的关系及光在均质体和非均质体中的传播特点自然光进自然光出偏振光进偏振光出均质体—等轴晶系—单折射(一个折射率) 非光轴方向入射产生双折射分解成振动方向互相垂直的两束偏振光三方晶系四方晶系六方晶系一轴晶 (2个主折射率) 非均质体三斜晶系单斜晶系斜方晶系二轴晶 (3个主折射率) 光轴方向入射：自然光进自然光出偏振光进偏振光出

3.光率体 光率体是表示光波在晶体中传播时，折射率值随光波振动方向变化的一种立体几何图形。其具体作法是：设晶体中心为坐标原点，将晶体不同方向的折射率值投影在一个三维坐标系，各投影点的轨迹构成该晶体的光率体。

3.光率体 均质体的光率体是一个圆球体，通过球体中心任何方向的切面都是圆切面，其半径代表均质体宝石的折射率值，均质体宝石只有一个折射率值。

3.光率体 Ne Ne No No 负光性(Ne < No) 一轴晶光率体是一个以直立轴为旋转轴的椭球体，直立轴代表光轴方向，该方向的折射率值为非常光的折射率，用Ne表示。垂直光轴的圆切面各方向的折射率值相等，为常光的折射率，用No表示。No小于Ne时为正光性，No大于Ne时为负光性。双折率等于Ne-No的绝对值。正光性(Ne > No)

二轴晶光率体为一个三轴不等的椭球体。椭球体的三个主轴代表二轴晶宝石的三个主要光学方向，称为光学主轴。三个主轴的相应折射率值分别用Ng、Nm、Np表示，其中Ng>Nm>Np。Ng-Nm大于Nm-Np时为正光性，Ng-Nm小于Nm-Np时为负光性。双折率等于Ng-Np的绝对值。 3.光率体

相关知识 宝石的均质性或非均质性可用宝石鉴定仪器折光仪和偏光镜检测，用折光仪还可检测非均质体宝石是一轴晶或二轴晶

1.常见均质体宝石有哪些？常见非均质体宝石有哪些？1.常见均质体宝石有哪些？常见非均质体宝石有哪些？ 2.哪些非均质体宝石的双折射率高(双折率>0.03)，放大观察双折射率高的宝石可见什么现象？对于双折射率高的宝石，切磨时一般怎样定向？为什么？知识应用利用网站资源学习探讨、交流思考

知识应用 (1)常见均质体宝石有哪些？常见非均质体宝石有哪些？均质体宝石钻石、石榴石、尖晶石、欧泊、萤石红宝石、蓝宝石、祖母绿、海蓝宝石电气石水晶锆石等一轴晶非均质体宝石金绿宝石橄榄石黄玉月光石日光石透辉石堇青石等二轴晶

2.哪些非均质体宝石的双折射率高(双折率>0.03)，放大观察双折射率高的宝石可见什么现象？对于双折射率高的宝石，切磨时一般怎样定向？为什么？2.哪些非均质体宝石的双折射率高(双折率>0.03)，放大观察双折射率高的宝石可见什么现象？对于双折射率高的宝石，切磨时一般怎样定向？为什么？知识应用橄榄石、电气石、锆石、合成碳化硅的双折率高，将这些宝石磨成刻面型，从一定方向观察，可见底部刻面棱的重影，这“一定方向”为垂直光轴方向(No或Nm方向) ，因为垂直光轴方向的切面上双折率最大，一轴晶宝石垂直光轴的切面为Ne-No面；二轴晶宝石垂直光轴的切面为Ng-Np面。 No(Nm) 一轴晶二轴晶垂直光轴方向切面 Ne Ng No Np 合成碳化硅重影

知识应用 2.哪些非均质体宝石的双折射率高(双折率>0.03)，放大观察双折射率高的宝石可见什么现象？对于双折射率高的宝石，切磨时一般怎样定向？为什么？切磨双折射率高的宝石时，应将其台面垂垂直光轴方向，这样从台面观察宝石就不会看到底部刻面棱重影，宝石就显得更清澈、透明。因为垂直光轴的切面为圆切面(如下图)，各方向的折射率相等，光波垂直这种切面入射时，不产生双折射。光轴方向垂直光轴的切面 No Nm No Nm 一轴晶二轴晶

知识应用 演示将绳子放在冰洲石下，变换冰洲石角度，随着冰洲石角度的变化，绳子两个影像之间的距离会发生宽窄变化，转动到某一方向时，绳子只有一个影像。当绳子的两个影像分得最开时，压在绳子上的面为Ne-No切面；当绳子只有一个影像时，压在绳子上的面为圆切面(垂直光轴)。关于冰洲石冰洲石即方解石晶体，菱面体晶形，三方晶系，一轴晶负光性，双折率是0.172。

电气石、水晶、红宝石 锆石、方柱石绿柱石、磷灰石三方晶系四方晶系六方晶系三斜晶系单斜晶系斜方晶系日光石透辉石、月光石黄玉金绿宝石橄榄石小结钻石石榴石尖晶石欧泊萤石单折射—均质体(一个折射率)—等轴晶系正光性 Ne>No 一轴晶 (2个主折射率) 负光性 Ne<No 非光轴方向入射产生双折射非均质体正光性 Ng-Nm>Nm-Np 二轴晶 (3个主折射率) 负光性 Ng-Nm<Nm-Np

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