当光波由一种介质传到另一种介质时,在两各介质的分界面上将产生反射和折射。对折射而言,第一(入射)和第二(折射)介质的特征,可用光波在该二介质中的传播速度之比──相对折射率表征。故折射率是鉴定透明矿物的可靠常数之一。
对晶质矿物来说,折射率是受其对称性控制的。即光波在等轴晶系晶体中传播时,虽然发生折射,但其折射率不因光波的振动方向不同而发生改变;在其他晶系晶体中,其传播速度随振动方向不同而发生变化,因而其折射率也因振动方向不同而改变(沿特殊方向射入者除外)。
利用偏光显微镜的不同偏光组合(单偏光、正交偏光、正交偏光加聚光)及附件(检板等),观察和测定上述折射率和晶体对称性所表现的光学特征和常数,可用来鉴定和研究晶质矿物药。
单偏光镜下观测的特征:在单偏光镜下,观测的是矿物的某些外表特征,如形态、解理、颜色、多色性、突起、糙面等。
正交偏光镜下观测的特征:同时用振动方向互相垂直的两个偏光镜,可观测到消光(视域内矿物呈现黑暗)及消光位、干涉色及色级、双晶特征等。
锥光镜下观测的特征:用正交偏光加上聚光镜的组合来观察干涉图,确定矿物轴性、光性正负;估计光轴角(2V)大小。
偏光显微镜下鉴定矿物药,是利用薄片和碎屑来进行的。用碎屑时将药材的细小颗粒置于载玻片上,盖好盖玻片,并且往载玻片与盖玻片之间滴入水或浸油,即可观察有关光学性质。若利用薄片进行鉴定,就需要专门磨制薄片。
应当注意,由于磨制薄片用的是金刚砂,无论这种金钢砂多细,薄片表面总会磨出许多沟痕,而不是绝对平滑的表面。有的样品,在磨制薄片时,须进行一些特殊处理。例如松散(土状、多孔状等)的样品,须先将样口浸在加拿大树胶中煮过,加以粘结,然后切磨制成薄片。对于那些溶于水的样品(如大青盐),在研磨时不能用水,制片的全部过程中,可用机油或松节油代替水。