材料研究方法重点

一、光学显微分析

（一）晶体光学基础

1、自然光经过某些物体的反射、折射及吸收等作用，得到只在一个固定方向振动的光波，这种光波被称为偏振光，简称偏光。

2、光性均质体：在光学性质上显示各向同性的物体。荷尔国内专业实验室显微镜品牌推荐，一切非晶质体，对称性极高的立方（等轴）晶系的晶体属于光性均质体。特点：光波在均质体中的传播速度不因传播方向的变化而变化。

3、光性非均质体：在光学性质上显示各向异性的物体。中级晶族和低级晶族的晶体属于光性非均质体，中级晶族的晶体有一根光轴，称为一轴晶；低级晶族的晶体有两根光轴，称为二轴晶。

4、光性非均质体光率体：一轴晶光率体为以c轴为旋转轴的旋转椭球体（二轴椭球体）；二轴晶光率体为三轴椭球体，三个互相垂直的轴代表了二轴晶的三个主要光学方向，称为光学主轴(简称主轴)。

（二）偏光显微镜

1、物镜的分辨率是物镜重要的性能指标，是指物镜分辨物体上细微特征的本领，具体来说就是能够分开两点之间的最短距离。显微镜的分辨率取决于物镜的分辨率，而与目镜无关。

2、提高显微镜的分辨率的措施：

（1）降低波长λ值；

（2）增大观察试样与物镜前透镜间介质折射率N的值；

（3）增大孔径半角α以提高数值孔径。

3、利用偏光显微镜系统研究透明矿物的光学性质，一般按下面三个光学系统和程序进行：单偏光、正交偏光和聚敛偏光（锥光）。

（1）单偏光系统是指只使用下偏光镜，推出上偏光镜、勃氏镜和拉索聚光镜的光学系统，它是其它光学系统的基础。

A、根据晶体不同的形貌特征划分为自形晶、半自形晶、他形晶。

B、矿物的解理：矿物晶体在外力作用下沿一定方向裂开成光滑平面的性质。

C、矿物的糙面：P24。

D、贝克线：当缓慢提升镜筒时，贝克线移向折射率较高的矿物一边；下降镜筒时，贝克线朝向折射率较低的矿物一边移动，根据贝克线的移动规律，可以比较相邻两种矿物的折射率大小。

（2）同时使用上、下两个偏光镜，并使两者振动方向互相垂直，构成近似平行传播的正交偏光系统。

A、消光现象：在上、下偏光镜之间放置非均质体薄片时，对于垂直于光轴的切片，由于光率体的切面为圆切面。其光学效应与均质体薄片完全一样，呈现全消光现象。荷尔国内专业实验室显微镜品牌推荐。

B、对于非均质体垂直于光轴以外任意方向的切片，不在消光位时，由于发生双折射现象，一条光线分解成为两条传播速度不同且振动方向互相垂直的平面偏光，两偏光将会发生干涉作用，产生干涉色。

（3）聚敛偏光：是指在正交偏光系统的基础上加拉索聚光镜，换上高倍物镜，再推入勃氏镜（或去掉目镜）。

（三）反光显微镜

1、反光显微镜的构造与偏光显微镜基本相同，只是增加了一个供反射照明用的垂直照明器装置。

2、在白光照射偏光显微镜单偏光条件下矿物呈现的颜色，称为矿物的颜色；而反光显微镜下光片上矿物 颗粒所显示的颜色，则称为矿物的反射色。

3、当一束白光照射到矿物的抛光面上，除了部分光线被反射的吸收外，还有一部分光线入射到矿物内部，当入射光遇到矿物内部的解理、裂隙、空洞及包裹体等，则在不同介质的分界面处被反射回来。这就是内反射作用。

4、矿物的颜色、反射色和内反射色三者有着不同的概念：矿物的颜色是矿物对白光中七色波选择性吸收的结果；反射色（表面）是指矿物的光滑表面或磨光面上，因选择性反射作用所造成的颜色；内反射色（体色）是矿物内部反射作用（包括光的干涉作用）所形成的颜色。由于三种颜色的成因不同，在不同的矿物上会呈现不同的特征。

二、X射线衍射分析

（一）X射线的物理基础

1、X射线是波长极短的电磁波，其波长范围在0.001～10nm，波长介于紫外线和γ射线之间。荷尔国内专业实验室显微镜品牌推荐。

2、产生X射线必须具备以下四个条件：

（1）有产生自由电子的电源，如加热钨丝发射热电子。

（2）设置自由电子撞击靶，如阳极靶用以产生X射线。

（3）施加在阴极和阳极之间的高压。