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  1、光的折射

  無論光是自然光還是偏光,當它從一種放大鏡介質傳到另一介質時,在兩介質的分界面上將產生反射和折射現像。反射光將按照反射定律反射回原介質中。而折射光將從一種介質傳播到另一種介質中。

  光從一種介質進入到顯微鏡另一種介質而發生折射時,入射線、折射線和兩種介質分界面的法線同在一個平面內。入射線a與折射面AB法線N的夾角稱入射角i,折射線b與法線N的夾角稱折射角r。入射角的正弦與折射角的正弦之比等於光波在入射介質中的波速與折射介質中的波速之比,此比值稱為折射介質對入射介質的相對折射率,如圖2。3所示,稱為折射定律。

  折射定律可以借惠更斯波前原理證明並可用下列公式表示:

  式中:Vi為光在入射介質中的速度;Vr為光在折射介質中的速度;N稱為折射介質對入射介質的相對折射率(又稱折光率)。

  如果入射介質為真空,則N稱為折射介質的絕對折射率,簡稱折射率。

  從上式可以看出,介質中光傳播的速度愈大,則該介質的折射率愈望遠鏡小;相反,如介質中光傳播的速度愈小,則該介質的折射率愈大。即介質的折射率與光在介質中的傳播速度成反比(Vi/Vr=Nr/Ni)。

  光在真空中的傳播速度最大,而光在空氣中的傳播速度與光在真空中的傳播速度幾乎相等。因此通常也可將空氣的折射率視為1(嚴格說空氣的折射率應為1。003)。在其它各種液體和固體中,光的傳播速度總是小於真空中光的傳播速度,故它的折射率總天文望遠鏡是大於1。

  同一介質的折射率因所用光波的波長而異,這種性質稱為折射率色散。對於同一介質,光波的波長與折射率成反比。在可見光譜中,紫光波長最短,紅光波長最長。因此同一介質在紫光中測定的折射率最大,而在紅光中測定的折射率最小,用其它色光測得的折射率值介於兩者之間。

  晶體的折射率色散能力,是指晶體在兩種波長光波中測定的折射率的差值。差值越大,色散能力越強,反之則越弱。如螢石的色散能力很小,N紫-N紅=0。00868;而金剛石的色散能力很強,N紫-N紅=0。05741。此外,不同物態的介質,色散能力也有差異。一般來講液體的色散能力較固體強,這對於用油浸法測定晶體的折射率很重要。為了不受色散的影響,測定折射率時,宜在單色光中進行,通常就是利用黃色光,即用鈉光燈作光源(波長在金相顯微鏡可見光譜的中部)。在一般文獻中列出的礦物折射率值,

 

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