基本介紹
- 中文名：雙反射
- 外文名：bireflective
- 學科：岩礦分析與鑑定
- 實質：非均質礦物特有的現象
定義,形成機理,觀察方法,偏光分束稜鏡,相關套用,
定義
雙反射，也稱反射多色性，是在單偏光下看到的一種光學現象。當轉動台改變物體的方位時，有一些物體的切面可觀察到亮度(反射率)的變化，此即為物體的“雙反射(Bireflectance，Bireflection)”。
形成機理
雙反射的形成機理，一般認為非均質物體雙反射的顯著程度取決於物體的相對雙反射率(ΔR')，而與物體的絕對雙反射率(ΔR )沒有太大的關係。
式中R1和R2分別為物體最大（最高）和最小（最低）的主反射率。
觀察方法
雙反射和反射多色性是隨著非均質物體的方位改變顯示出來的反射率和反射色的變化，故要求在顯微鏡單偏光條件下觀察。
此時不斷轉動物台，觀察欲測物體的單個顆粒或集合體亮度和顏色的變化即可。 觀察集合體時可先在正交偏光下轉動物台看到不同顆粒的輪廓、界線之後再用單偏光觀察雙反射和反射多色性
物體雙反射和反射多色性的視測分級一般可分為特強(單個晶粒特別顯著)、顯著(單個晶粒清楚可見)、清楚(多顆粒集合體清楚可見)、微弱(多顆粒集合體隱若可見)、無(多顆粒集合體在浸油中也不顯示亮度和顏色的差異)五級。
在高質量的礦相顯微鏡下觀察時由於光學成像清晰度高、單偏光偏振化程度高和光源強度大可使微弱的亮度和顏色變化顯示出來並能詳細區分等級。
結合一般教學實驗室的條件(教學用顯微鏡的質量)採用較粗略的兩級視測分級：
I．可見——在空氣中用一般教學用顯微鏡單偏光下轉動物台觀察物體單個晶粒或多顆粒集合體可顯示反射率或反射色變化者屬於本級；
Ⅱ．未見——在上述條件下未顯示亮度和顏色變化者屬於本級。
在實際生產和科研工作中，由於配備有較精密的顯微鏡以及使用浸油，因而雙反射和反射多色性的分級較為複雜(三級、四級或五級分級)。而且還可以定量地測定最大和最小反射率的精確數值以至顏色指數x、y、Rvis、λd、Pe，確切地表示物體的雙反射和反射多色性的特徵。
偏光分束稜鏡
偏光分束鏡是光學技術中常用的重要器件，它的基本功能是將一束光變換成兩束振動方向相互垂直的平面偏振光。根據不同的工作原理，現在人們已經相繼製成功了多種類型的偏光分束鏡，例如基於光在單軸晶體中的雙 折射現象製成的各種稜鏡式偏光分束鏡，基於多層介質膜內干涉效應製成的薄膜偏光分束鏡等。偏光分束稜鏡—複式雙反射偏光分束稜鏡。 它是利用入射光在單軸晶體內全反射時將相 互垂直振動的。0、e光在空間分開，從 而實現起偏分束的。這種偏光分束梭鏡除具有 一般稜鏡式偏光分束鏡的特點外，擇具有分束角大，可以在偏光分束同時實現光束轉向約90°等特點，因此，它在光學技術中將會獲得更廣泛的套用。
結構及原理
下圖是結構簡易圖。它由兩塊單軸晶體組成，因此稱它為複式的。第一塊晶體光軸垂直於入射端面，第二塊晶體光軸在出射端面內，而且與第一塊光軸垂直。稜鏡反射面BA與入射端面夾角為45°。正入射光束進入第一塊晶體後，沿光軸傳播到達稜鏡斜面AB前一直沒有發生雙折射。在BA界面發生全內雙反射,被分解成為o、e兩束平面偏振光。兩偏振光束經分界面BD進入第二晶體，原來的o光變成e光，原來的e光變成。光折射的結果使兩光束的分束角進一步擴大(見圖)，最後經出射端面進入空氣時，兩束光再一次折射偏折，使分束角再次擴大。故入射光束經該稜鏡後被分成具有大分束角的兩束平面偏振光。稜鏡的分束角與設計參數甲、刀的關係由下面的關係式給出。根據菲涅爾定律，o、e兩光束在稜鏡斜面雙反射時應滿足的反射定律為
其中a是反射後e光波的法線與垂直於光軸方向之間的夾角，
是該e光波沿其光波法線方向的折射率。
雙反射偏光分束梭鏡原理結構兩反射光束在分界面BD上發生偏折時應滿足的折射定律的形式為：
最後在出射端面,兩光束進一步偏折，滿足方程：
兩光束分束角,即稜鏡分束角
為：
為獲得較大的分束角，o、e兩光束在出射端面方向必須反向偏折，此時
角必須滿足：
對於給定的設計參數
，即可定出相應的分束角
。
相關套用
此概念還多用於礦物，若轉動物台觀察到礦物反射色有變化時即為該礦物的"反射多色性"。
事實上，若採用現代化精密儀器測量任何等軸晶系以外的礦物，除均質切面以外的任何切面在轉動物台改變礦物方位時其反射率都不相同，其反射色的顏色指數也都會有所差異。但是以觀察者的視覺在礦相顯微鏡下卻只能看到一部分礦物顯示雙反射和反射多色性。
無色類和微弱顏色類礦物只觀察到雙反射，顯著顏色類礦物主要觀察到反射多色性，這是由於觀察者視黨靈敏度不夠高而造成的。礦物的雙反射、反射多色性的差異是礦相鑑定的重要標誌。
一些礦物的雙反射和雙射多色性實例如下表：
礦物 | 普通中間性顏色 | 低主反射率顏色 | 高主反射率顏色 |
銅藍 | 不同程度的藍色 | 深紫藍色 | 藍白色 |
藍硒銅礦 | 綠灰到藍灰色 | 深橄欖綠灰色 | 淺藍灰色 |
輝鉬礦 | 白到灰色 | 白灰色 | 白色 |
輝鐵銻礦 | 鮮明褐灰色 | 粉紅褐色 | 白色 |
輝鉍礦 | 黃白色 | 白灰色 | 黃白色 |
淡紅銀礦 | 藍白到綠白色 | 藍灰色 | 黃白色 |
磁黃鐵礦 | 鮮明褐黃色 | 粉紅褐色 | 褐黃色 |
