明清老水晶鉴别（183.水晶的双折射）

水晶能使一束光线（从入射点开始）分解成两条速度不等的折射光线，即水晶具有双折射性。这两束折射光和入射点形成一个夹角，水晶越厚，两束光之间的距离越大。所以做实验必须用直径大的水晶球。

实验：把直径4厘米以上的水晶球，放在白纸上的头发丝或细线方格纸的正上方，转动球体360度，同时观察，球体下的头发或线条会有4次为单线、4次为双线，这说明它确实是水晶球，具有光学双折射性。但是不能说明它是天然水晶球，还是合成水晶球。天然水晶与合成水晶都具有双折射性。这种方法只能鉴别是水晶球还是玻璃球。水晶球体要干净通透，否则实验效果不好。

为什么水晶具有双折射性？这是因为水晶是晶质体，玻璃是非晶质体；水晶是非均质体，玻璃是均质体。

这个实验，当光线沿水晶光轴方向射入水晶时，即从水晶球的垂直光轴的方向观察，它像玻璃一样，头发丝没有变化是单线。（以下括号内文字较为专业，可以省略不读。晶体光轴是指光束射入晶体时不发生双折射的特殊方向。在光轴方向上，o寻常光和e非寻常光都遵守折射定律；它们是重合。）

转动球体避开垂直光轴的方向，进行观察，即光线不是沿水晶垂直方向射入水晶晶体，头发丝就有了双折射。（双折射的两束折射光，一束遵循折射定律，叫o寻常光；一束不遵循折射定律，叫e非寻常光。）我的理解是，寻常光看到的是实物，清晰；非寻常光看到的是实物的幻影，有点模糊。（折射定律：光线从空气进入晶体时，入射角大于折射角；入射光线和折射光线与法线同在一个平面。法线是过入射点的垂直线。）

从直径4厘米的水晶球看到的头发丝双线，两线之间的距离很近，大体上也就是隔着一两个头发丝。这就是为什么要用头发丝做实验的原因。

（蓝色心车20210229学习笔记）图片选自网络