消光和消光现象

透明矿物薄片，在正交偏光镜下呈现黑暗的现象，称为消光（Extinction）；矿片在消光位时所处的位置，称消光位（Extinction position），即矿物的两个主折射率之一与偏光镜振动方向一致时的位置。

矿物有三种消光现象：全消光、四次消光和不消光。

一、全消光

均质体和非均质体垂直光轴的切片，在正交偏光镜下，旋转物台360°，视域始终保持黑暗，这种现象称为全消光（图5-1B）。因为这两种矿片的光率体切面均为圆切面。光波通过时不发生双折射，并保持与下偏光镜的振动方向（PP）一致，当沿下偏光镜的振动方向（PP）的偏光达到上偏光镜时因为与上偏光镜的振动方向（AA）垂直，而无法通过，因此视域呈现黑暗。

二、四次消光

非均质体除垂直光轴以外的任何切片，在正交偏光镜下旋转物台360°时，有四次黑暗四次明亮的现象，称为四次消光。产生四次消光的原因，是因为这种切面的光率体为椭圆，当平行PP方向的偏光射入矿片时，如果矿片光率体椭圆切面的长、短半径与上、下偏光镜的振动方向PP一致时（图5-1C），光波可以通过矿片而不改变原来的振动方向，但到达上偏光镜时，因为上偏光镜振动方向垂直而透不过去，产生消光。当转动载物台360°时，矿片的光率体椭圆半径与上、下偏光镜振动方向有四次平行的机会，故出现四次消光。偏离消光位置，来自下偏光镜的偏光进入矿片后发生双折射所形成的两种偏光的振动方向与AA斜交，一部分光透出上偏光镜，视域变亮。因此，旋转物台360°，非均质体的斜交光轴切面会出现四明四暗的现象。

在正交偏光镜下呈现全消光的矿片，可能是均质体矿物也可能是非均质体矿物垂直光轴的切片，而四次消光的矿片，则一定是非均质体矿物。

综上所述，正交偏光镜下矿物的消光与干涉原理，是指光率体椭圆半径与上、下偏光镜振动方向（AA、PP）一致时，则消光，视域黑暗（图5-2A，C）；光率体椭圆半径与上、下偏光镜振动方向（AA、PP）斜交时，则发生干涉作用，视域明亮（图5-2B，D）。

图5-2 消光与干涉原理

三、不消光

非均质体矿物的集合体，如多晶质的翡翠、软玉、玛瑙等，它们在正交偏光镜下有的矿物颗粒的光率体椭圆半径与PP、AA一致，而大部分矿物颗粒的光率体椭圆半径与PP、AA斜交，因此视域明亮而不消光。

宝石检测用的偏光镜就是应用消光、干涉原理制成的。它是由两个偏光片和一个装灯的铸件组成（图5-3），在检测宝石时，首先使上、下偏光镜处于正交位置（视域黑暗），然后在两偏光镜之间转动宝石进行观察，如水晶为四明四暗，玻璃为全消光。

图5-3 偏光镜结构图

图5-4 二色镜的偏振片振动的方向

可以利用偏光镜来区别均质体、非均质体及集合体，具体情况如表5-1。

鉴定宝石用的二色镜原理：光进入非均质体后，会分解成振动方向互相垂直的两种偏光，由于不同振动方向对偏光吸收不同，所以呈现不同颜色。如将正交偏光的上偏光镜振动方向与下偏光镜振动方向放在同一平面时便可以看到宝石的二色性（图5-4）。

表5-1 用偏光镜观察均质体、非均质体、集合体情况