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19世纪 德国 Ernst Abbe
阐明光学显微镜成像原理，油浸系物镜，光学 显微镜分辨本领达0.2微米理论极限
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二、光学显微镜分类
按成像原理可分为： 几何光学显微镜：生物、金相显微镜 物理光学显微镜：相差、偏光显微镜 信息转换显微镜：荧光、图像分析显微镜 特种光学显微镜 ：高温、近场光学显微镜
第2章 光学显微镜
罗伯特·虎克制造的 显微镜（1665）
詹森父子制造的第 一台显微镜（约
1595年）
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主要内容
2.1 概述 2.2 晶体光学基础 2.3 光学显微分析方法 2.4 光学显微分析样品的制备 2.5 光学显微分析技术的进展 2.6 光学显微分析技术的应用
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2.1 概 述
一、光学显微镜的发展历史 二、光学显微镜的分类
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透射光显微镜
反射光显微镜
相位差显微镜
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解剖显微镜
2.2 晶体光学基础
一、光的物理性质 二、光与固体物质的相互作用 三、光在物质中的传播 四、光率体 五、光性方位
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一、光的物理性质
1.光的波动性
光具有波粒二象性 波动学说解释晶体光学问题
光是横波
横波
光波的振动方向垂直传播方向
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电磁波谱
折射率分别等于椭圆切面的长、短半径。双折
射率为No和Ne之差。
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③斜交光轴切面 椭圆切面，长短半径分
别等于No与Ne’，光波垂直 这种切面入射时，发生双折 射，两条偏光的振动方向分 别平行椭圆切面长、短半径， 折射率分别等于椭圆切面的 长、短半径No与Ne’，双折 射率为No和Ne’之差。
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五、光性方位
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一、光学显微镜发展历史
15世纪中叶：Frsncesco Stelluti， 放大镜（单式显微镜）
1590年 荷兰 Hans and Zacharias Janssen： 最早的复式显微镜
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17世纪中叶 R. Hooke：设计第一台性能较好 的显微镜
Christiaan Huygens：惠更斯目镜
单折射现象：光波的振动特点 和振动方向不变 ，如图：
等轴晶系（立方）、非晶物质
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2.光性非均质体
各向异性介质
光在非均质体中传播时，传播速度和折射率值随 振动方向的不同而发生改变。
双折射现象：光波入射非均质体，除特殊方向(光 轴)外，分解成为振动方向互相垂直、传播速度不同、 折射率不等的两种偏振光。
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2.光的吸收
光的振幅随透入深度增大而减小。
3.光的反射
单向反射
漫反射
反射力：物质对投射在它的表面或磨光面 上光线的反射能力
反射率： R=(Ir/Ii)×100%
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三、光在物质中的传播
1.光性均质体
各向同性介质
光在均质体中传播时，光的传 播速度和介质的折射率不因光 在介质中振动方向不同而发生 改变，所以只有一个折射率。
④折射率色散:同一介质的折射率因为所用光波 波长的不同而不同；对于同一介质，波长与折 射率成反比；
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④晶体的折射率色散能力：晶体在两种波长光 波中测定的折射率的差值；
差值越大，晶体色散能力越强；反之则越弱
例如： 萤石的色散能力很小 N紫-N红=0.00868 金刚石的色散能力很强 N紫-N红=0.05741
1.均质体光率体
①是一个圆球体。 ②切面为圆切面，半径代 表折射率
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2.一轴晶光率体 常光：振动方向垂直光轴，且各方向折射率
相等， No
非常光：振动方向平行于光轴和传播方向构
成的平面，且折射率随振动方向而变化， Ne
例如：中级晶族（三方、四方、六方）晶体
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（1）一轴晶光率体的构成
一轴晶正光性光率体：以c轴为旋转轴的长形旋转椭
含义：光率体主轴与晶体晶面、结晶轴以及 晶棱之间的关系。
不同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帮助 鉴定晶体。
三方、四方和六方晶系，一轴晶光率体，旋 转椭球体，其旋转轴（光轴）与结晶轴（c轴） 相当，光率体的中心与晶体中心重合。
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斜方晶系光率体，三轴椭球体，光率体的三根主轴 与晶体的三根结晶轴重合，光率体的三个主轴面与 晶体的三个对称面（100,010,001面）重合；
一轴晶：中级晶族（如四方） 二轴晶：低级晶族（如斜方）
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冰洲石的双折射现象
oe 冰洲石
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双折射现象
一束自然光穿过各向异性的晶体时分成两 束偏振光的现象。
例如：白纸上涂一个黑点，将方解石放在 纸上，可观察到两个黑点，旋转方解石，一 个黑点不动，另一个黑点旋转。
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四、光率体
含义：是表示光波在晶体中传播时，光波振 动方向与相应折射率值之间关系的一种光学 立体图形（光性指示体）。
Ne与No 之差值（Ne-No）为一轴晶矿物 最大双折率
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（2）一轴晶光率体的主要切面
①垂直光轴切面 圆切面，半径等于No，光波垂直这种切面入
射时，不发生双折射。折射率为No。
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②平行光轴切面
椭圆切面，长短半径分别等于No与Ne，光
波垂直这种切面入射时，发生双折射，两条偏
光的振动方向分别平行椭圆切面长、短半径，
光学显 微镜使 用可见 光 390~770 nm
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2.自然光和偏振光
自然光：在垂直于光的 传播方向的平面内的 任意方向振动。
偏振光：只在垂直于光 的传播方向的平面内的 某一方向振动。
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二、光 13
特点:
①绝对折射率 ②介质的折射率与光在介质中的传播速度Vr成 反比 ③光在真空中的传播速度最大，介质中N>1
单斜晶系光率体的三主轴之一与晶体的二次对称轴 （b轴）重合，光率体的三个主轴面之一与晶体的 对称面（010）面重合，另外两个主轴在（010） 面内与晶体的另外两晶轴（a,c轴）相交一定角度；
三斜晶系光率体的三根主轴与晶体的三根结晶轴斜 交，其斜交角度因晶体不同而不同。
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2.3 光学显微分析方法
球体，光波平行光轴振动时的折射率总是比垂直光
轴振动时的折射率大，Ne＞No。
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一轴晶负光性光率体：以c轴为旋转轴的扁形旋转椭 球体，光波平行光轴振动时的折射率总是比垂直光 轴振动时的折射率小，Ne＜No。
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无论是正光性或负光性光率体，直立轴 （光轴）永远是Ne ，水平轴永远是No。 Ne与No为一轴晶矿物折射率的最大值与 最小值，称为主折射率。
一、偏光显微镜 二、金相显微镜
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