По отношению к поляризованному свету минералы делятся на две группы: оптически изотропные, обладающие одинаковыми оптическими свойствами по всем направлениям, и оптически анизотропные, свойства которых меняются в зависимости от направления. К первым относятся кристаллы кубической сингонии и минералы аморфного строения. Характерной особенностью изотропных минералов является то, что в скрещенных николях (при включенном анализаторе), они становятся темными, почти черными и не просветляются при повороте столика микроскопа.
Иначе выглядят анизотропные минералы, к которым относятся кристаллы средней и низшей сингонии. Луч света, входя в анизотропный кристалл, раздваивается и каждая из образовавшихся световых волн распространяется в кристалле со свойственной ей скоростью. В результате один луч обгоняет другой и между ними возникает разность хода.
Величина разности хода измеряется в миллимикронах и прямо пропорциональна длине пути, пройденного в анизотропной среде, т. е. толщине кристаллической пластинки (шлифа) и силе двупреломления данного кристалла.
Свойство анизотропного кристалла разлагать входящий в него луч света на два луча с разными показателями преломления, распространяющихся с разными скоростями и колеблющиеся во взаимно перпендикулярных плоскостях, называется двойным лучепреломлением (двупреломлением). Силой двупреломления называется величина, показывающая насколько показатель преломления одного луча отличается от показателя преломления другого.
При прохождении световых лучей через анализатор наличие между ними той или иной разности хода обуславливает их интерференцию. В результате зерна минералов при изучении их в белом свете под микроскопом в скрещенных николях приобретают интерференционные окраски. Каждому значению разности хода соответсствует своя интерференционная окраска.
Шкалу интерференционных цветов можно наблюдать, постепенно вводя в тубус микроскопа при скрещенных николях кварцевый клин. Клин вырезается из кристалла кварца параллельно (или под некоторым углом) его оптической оси. От тонкой части клина к толстой из-за неодинаковой разности хода наблюдается смена интерференционных цветов I, II, III и IV порядков, границей между которыми является красный цвет.
Таким образом, интерференционную окраску можно использовать для приближенной оценки величины двупреломления минерала:
- серые и серовато-желтые цвета интерференции (I п.) соответствуют низким значениям двупреломления (0,002-0,013);
- желто-красные и зеленые (II п.) – средним значениям двупреломления (0,014-0,023);
- красно-бурые и сине-лиловые (III п.) – высоким значениям двупреломления (0,024-0,04);
- перламутровые (IV п.) – очень высоким значениям двупреломления (0,05-0,17).