爱华网2. 光的吸收
一束光线照射到物质的表面，一部分光线被反射，另一部分光线透过（透明材料），还有一部分光线要被物质所吸收。光的吸收主要是光的波动能转换为热能等其他形式的结果。
当光射入吸收性物质后，光的振幅随着透入深度的增大而不断减小，图2.4绘出了这种减弱情况。兰伯特（J.H.Lambert）吸收指数定律则给出了光吸收的数学表达式：
式中，Ix为透过厚度为x的光强，I为入射光强，x为透入深度，α为比例常数。
3. 光的反射
根据反射的基本定律，以反射表面法线为基准的入射角和反射角是相等的，入射光线、反射光线和反射表面法线处于同一平面上。
在精抛光平表面上可获得单向反射（表面不平整度小于光波长），而在粗糙表面上则呈漫反射。反射光的强度和波长取决于表面的本性和反射介质的光学性质。通常具有不定域电子的导电体或半导体材料是不透明的，并且呈现很好的反射率。而以离子或共价键特征为主的材料是透明的，但有时是有色的。这是由于流动的电子会吸收任何波长的光，而键合电子只与个别波长的光相互作用。
物质对投射在它的表面或磨光面上光线的反射能力称为反射力。表示反射力大小的数值称为反射率：
式中：R为反射率，Ir为反射光的强度，Ii为入射光的强度。 如果物质表面对白光中七种色光等量反射，则物质没有反射色，只是根据反射率的大小而呈现为白色或程度不等的灰色；反射率大的物质呈白色，反射率小的物质呈灰色。如果物质对七种色光选择反射，使某些色光反射多一些，则物质会呈现反射色。所以反射色专指物质表面选择反射色光而产生的颜色，又称表色，是由于物质表面选择反射作用的结果，即物质对不同波长的色光的反射力不同而形成的。许多金属材料有很显著的特征反射色，如黄铁矿为黄色反射色，赤铁矿为无色或者蓝灰色反射色。因此，反射色是鉴定不透明物质的重要特征。
有些晶体材料在不同方向上具有不同的折射率，在材料表面的反射力也不相同，而呈现双反射现象。用一束偏振光以不同方位照射这些晶体材料，会产生明显的反射多色性。
一束白光射到矿物表面后，除了一部分光线被反射外，另一部分光线被折射透入矿物内部，若遇到矿物内部的解理、裂隙、空洞及包裹体等不同介质的分界面时，光线会被反射出来，这叫做矿物的内反射作用（图2.5）。由于内反射作用所产生的颜色称内反射色，又称之为矿物的体色。
物质的颜色、反射色和内反射色三者有着不同的概念，应将它们区别开来。物质的颜色是指肉眼下所见到的颜色，它是物质对白光中七色波选择性吸收的结果。反射色是指物质的光滑表面或磨光面上，因选择性反射作用所造成的颜色，为表色。内反射色是物质内部反射作用（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，在不同的物质上呈现不同的特征。在同一个矿物上，其肉眼观察的颜色（手标本上的颜色）与光片上的颜色以及薄片中的颜色都不一定相同。它们之间又有相互的关系： ① 反射率R>40％的矿物，由于对入射光的吸收太强烈，一般条件下没有内反射作用，即见不到内反射色，这些矿物（所谓不透明矿物）的颜色与反射色是一致的，它们的颜色主要决定于表色。
② 反射率在40％-30％之间的矿物，其少数具有内反射，矿物的颜色多数仍决定于表色。
③ 反射率在30％-20％之间的矿物，具有一定的透明度，它们可以反射出一部分光，又可以透出一部分光，而且普遍具有内反射，它们的内反射与颜色一致，与反射色互为补色。
④ 反射率R<20％的矿物，绝大多数为透明矿物，因此都有内反射，内反射色为无色、灰白色或由于白光的分解和干涉作用产生的彩色，与矿物的颜色一致。
（三）光在晶体中的传播
晶体是具有格子构造的固体，拥有独特的对称性和各向异性。光在不同晶体中传播时也表现出不同的特点。自然光和偏振光在晶体中的传播也不尽相同。根据光在晶体中不同的传播特点，可以把透明物质分为光性均质体和光性非均质体两大类。
1. 光性均质体
光波在各向同性介质中传播时，其传播速度不因振动方向而发生改变。也就是说，介质的折射率不因光波在介质中的振动方向不同而发生改变，其折射率值只有一个，此类介质属光性均质体（简称均质体）。光波射入均质体中发生单折射现象，不改变光波的振动特点和振动方向(如图2.6)。也就是说，自然光射入均质体后仍为自然光。偏光射入均质体后仍为偏光，且其振动方向不改变。
等轴晶系矿物的对称特性极高，在各个方向上表现出相同的光学性质，它们和各向同性的非晶质物质一样，属于光性均质体。例如石榴石、萤石、玻璃、树胶等都是均质体。
2. 光性非均质体
光波在各向异性介质中传播时，其传播速度随振动方向不同而发生变化。因而其折射率值也因振动方向不同而改变，即介质的折射率值不止一个，此类介质属光性非均质体（简称非均质体）。光波射入非均质体时，除特殊方向以外，都要发生双折射现象，分解形成振动方向互相垂直、传播速度不同、折射率不等的两种偏光Po、Pe（如图2.7所示）。两种偏光折射率值之差称为双折射率。当入射光为自然光时，非均质体能够改变入射光波的振动特点，当入射光波为偏光时，也可以改变入射光波的振动方向。
中级晶族和低级晶族矿物的光学性质随方向而异，属于光性非均质体，如长石、石英、橄榄石等。绝大多数矿物属于非均质体。
当光波沿非均质体的某些特殊方向传播时(如沿中级晶族晶体的c轴方向)，则不会发生双折射现象，不改变入射光波的振动特点和振动方向。这种不发生双折射的特殊方向称为光轴。中级晶族晶体只有一个光轴方向，称为一轴晶。低级晶族晶体有两个光铀方向，称为二轴晶。
（四） 光率体
透明晶体在偏光显微镜下所显示的一些光学性质，大多与光波在晶体中的振动方向及相应折射率值有密切关系。为了反映光波在晶体中传播时偏光振动方向与相应折射率值之间的关系，有必要使用在物理学中所建立的光率体概念。
光率体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性指示体。其做法是设想自晶体中心起．沿光波的各个振动方向，按比例截取相应的折射率值，再把各个线段的端点联系起来，便构成了光率体。
实际上光率体是利用晶体不同方向上的切片，在折光仪上测出各个光波振动方向上的相应折射率值所作的立体图。
光率体是从晶体的光学现象中抽象得出的立体几何图形，它反映了晶体光学性质中最本质的特点。它形状简单，应用方便．成为解释一切晶体光学现象的基础。用偏光显微镜鉴定晶体矿物也都以光率体在每种矿物中的方位为依据。由于各类晶体的光学性质不同，所构成的光率体形状也各不相同。
1. 均质体光率体
光波在均质体中传播时，光波在任何方向振动，其传播速度不变、相应的折射率都相等。因此，均质体光率体是一个圆球体(图2.8)。通过光率体中心的任意切面均为圆切面，圆的半径代表折射率值。
2. 一轴晶光率体
光波射入一轴晶矿物，发生双折射现象分解成两种偏光(图2.9、10)，一种偏光的振动方向永远与光轴垂直，且各方向折射率相等，称为常光，以符号“o”表示。另一种偏光的振动方向平行于光轴和光波传播方向新构成的平面，其折射率值随振动方向不同而改变，称为非常光，以符号“e”表示。
中级晶族（三方、四方、六方晶系）晶体属一轴晶。该类晶体的水平结晶轴(a、b)单位相等，其水平方向上的光学性质相同。因此，一轴晶光率体是以c轴为旋转轴的旋转椭球体（二轴椭球体），并有正负之分。正—轴晶是一个拉长了的旋转椭球体(图2.9)，负一轴晶是一个压扁了的旋转椭球体(图2.10)。
现以石英和方解石为例分述如下： 当光线垂直石英晶体的C轴方向射入晶体时，发生双折射，产生两个互相垂直振动的偏光。其一为常光，振动方向垂直C轴，折射率为1.544，以No表示；另一为非常光，其振动方向平行于C轴，折射率为1.553，以Ne表示。在平行C轴的方向上截取Ne=1.553，垂直光轴的方向上截取No=1.544，以此二线段为长短半径可构成一个垂直入射光线的椭圆切面(图2.9a)。垂直C轴其他任何方向射入的光线均可构成相同的椭圆切面。将这一系列的椭圆切面联系起来，便构成一个以C轴为旋转轴的长形旋转椭球体，即石英的光率体(图2-9b)。
这种光率体的特点是：其旋转轴为长轴，称为光轴。光沿光轴方向振动的折射率总比垂直于光轴方向振动的折射率大些，即Ne>No，称为—轴晶正光性光率体。
而当光线垂直方解石晶体的C轴方向(光轴)射入时，发生双折射，其No=1.658，Ne=1.486，用 上述方法作出的光率体，则是一个以C轴为旋转轴的扁形旋转椭球体(图2.10)。它的特点与石英光率体相反，旋转轴为短轴（光轴），光沿光轴方向振动的折射率总比垂直光轴方向的折射率要小些。
