中级晶族(包括三方晶系、四方晶系和六方晶系)晶体的水平结晶轴轴单位相等(即a=b≠c)，水平方向上(垂直Z晶轴)的光学性质相同。光波在这类晶体中传播时，当光波的振动方向垂直Z晶轴时(即沿水平方向振动)，相应的折射率值相等，此为常光的折射率值，以符号“No”表示。当光波的振动方向平行Z晶轴时，相应的折射率值与No相差最大，为非常光的折射率值，以符号“Ne”表示。光波的振动方向与Z晶轴斜交时，相应的折射率值递变于No与Ne之间，亦为非常光的折射率，以符号“Ne'”表示。Ne'值的大小随光波振动方向与Z晶轴之间夹角大小的变化而变化。当光波的振动方向与Z晶轴夹角很小时，Ne'值接近于Ne值;随着光波的振动方向与Z晶轴夹角的逐渐加大，Ne'值逐渐向No值靠近(两者夹角为90°时，Ne'与No值相等)。显然，一轴晶光率体是一个以Z晶轴为旋转轴的旋转椭球体。
(一)光率体的构成
一轴晶光率体的构成可以用石英和方解石两种矿物的光率体为例来加以说明。
(1)当光波平行石英Z晶轴入射时(图1－8A)，不发生双折射，垂直该入射光波的各个振动方向的折射率值均为1.544(即No为1.544)。以此数值为半径，可以构成一个垂直入射光波(即垂直Z晶轴)的圆切面。
图1-8 一轴晶正光性晶体(石英)光率体的构成
当光波垂直石英的Z晶轴射入晶体时(图1－8B)，发生双折射，分解形成两种偏光。其一振动方向垂直Z晶轴(常光)，相应的折射率值(No)为1.544;另一种偏光的振动方向平行Z晶轴(非常光之一)，相应的折射率值(Ne)为1.553。在Z晶轴方向上，从中心向两边按一定比例截取Ne值(1.553);在垂直Z晶轴的方向上，从中心向两边截取No值(1.544)。以此两个线段为长、短半径，可以构成垂直入射光波(平行Z晶轴)的椭圆切面。
将上述两个切面按其空间位置联系起来，便构成了以石英Z晶轴为旋转轴的一个长形旋转椭球体(图1－8C)。此即石英的光率体，其旋转轴为光轴(Ne轴或Z晶轴)。
(2)当光波平行方解石Z晶轴射入晶体时(图1－9A)，不发生双折射，垂直入射光波的各个振动方向的折射率值均为1.658(即No为1.658)。以No值为半径可以构成垂直入射光波(垂直Z晶轴)的一个圆切面。
当光波垂直方解石Z晶轴射入晶体时(图1－9B)，发生双折射，分解形成两种偏光。其一振动方向垂直Z晶轴(常光)，相应的折射率值(No)为1.658;另一种偏光振动方向平行Z晶轴(非常光之一)，相应的折射率值(Ne)为1.486。在Z晶轴方向上，从中心向两边按比例截取Ne值(1.486)，在垂直Z晶轴的方向上，从中心向两边截取No值(1.658)，以此两个线段为长、短半径，可以构成垂直入射光波(平行Z晶轴)的椭圆切面。
同样，将上述两个切面按其空间位置联系起来，便构成了以方解石Z晶轴为旋转轴的一个扁形旋转椭球体(图1－9C)。此即方解石的光率体，其旋转轴仍为光轴(Ne轴或Z晶轴)。
图1-9 一轴晶负光性晶体(方解石)光率体的构成
(二)光性正负的规定
如前所述，一轴晶光率体是一个旋转椭球体。其中，长形旋转椭球体的旋转轴为长轴(图1－8C及图1－10A)，其Ne＞No(即Ne为大折射率Ng，No为小折射率Np)。凡具这种特点的光率体称为一轴晶正光性光率体，相应的矿物称一轴晶正光性矿物;扁形旋转椭球体的旋转轴为短轴(图1－9C及图1－10B)，其Ne＜No(即Ne为小折射率Np，No为大折射率Ng)。凡具这种特点的光率体称为一轴晶负光性光率体，相应的矿物称一轴晶负光性矿物。
对于一轴晶光率体来说，无论是正光性或是负光性，其旋转轴(直立轴)均是Ne轴(光轴)，水平轴则为No轴(图1－10)。也就是说，Ne和No之间的相对大小不定，但它们在光率体中的位置却是固定不变的。Ne与No代表一轴晶矿物折射率的最大值与最小值，称为主折射率，二者的差值为一轴晶矿物的最大双折率。
Ne与No的相对大小决定一轴晶矿物的光性符号(图1－10)。当Ne＞No时，为正光性，可简单记为“(+)”，如石英;当Ne＜No时，为负光性，可简单记为“(－)”，如方解石。在实际鉴定工作中，可以依据Ne'与No的相对大小来确定矿物的光性符号。由于Ne'的折射率值递变于Ne与No之间，如果Ne'＞No，也就是Ne＞No，即为正光性;反之，如果Ne'＜No，也就是Ne＜No，即为负光性。
图1-10 一轴晶正光性光率体(A)和负光性光率体(B)的对比
(三)主要切面的类型
在偏光显微镜下鉴定透明矿物时，所研究的对象都是矿物晶体不同方向的切面(即不同方向的光率体切面)。一轴晶光率体的主要切面有以下三种类型。
1.垂直光轴的切面(图1－11A)
垂直光轴的切面为一圆切面，其半径等于No。光波垂直这种切面入射(即光波平行光轴入射)时，不发生双折射，并且基本不改变入射光波的振动特点和振动方向，其相应的折射率值等于No，双折率也就等于零。一轴晶光率体只有一个这样的圆切面。
2.平行光轴的切面(图1－11B)
平行光轴的切面为一椭圆切面，其长短半径分别为No和Ne(正光性:长半径为Ne，短半径为No;负光性:长半径为No，短半径为Ne)。光波垂直这种切面入射(即光波垂直光轴入射)时，要发生双折射而分解形成两种偏光。两种偏光的振动方向一定分别平行椭圆切面的长短半径，其相应的折射率也就分别等于椭圆切面的长短半径(Ne与No)，其双折率等于椭圆切面长短半径之差，这是一轴晶矿物的最大双折率。一轴晶平行光轴的切面是一轴晶光率体的主轴面。
3.斜交光轴的切面(图1－11C)
斜交光轴的切面仍为椭圆切面，但其长短半径分别为No与Ne'(正光性:长半径为Ne'，短半径为No;负光性:长半径为No，短半径为Ne')。光波垂直这种切面入射时(即光波斜交光轴入射)，要发生双折射而分解形成两种偏光。两种偏光的振动方向一定分别平行椭圆切面的长短半径，其相应的折射率也就分别等于椭圆切面长短半径(No与Ne')，其双折率等于椭圆切面长短半径之差，大小递变于零与最大双折率之间。在一轴晶光率体中，所有斜交光轴的椭圆切面的长短半径中，始终有一个是No(正光性:短半径为No;负光性:长半径为No)。
图1-11 一轴晶正光性光率体的主要切面
应用光率体可以确定光波在晶体中的传播方向(波法线方向)、振动方向及相应折射率值的大小。光波沿光轴方向射入晶体时，垂直入射光波的光率体切面为圆切面，不发生双折射，基本不改变入射光波的振动特点及振动方向，其双折率等于零。光波沿其他任何方向射入晶体时，垂直入射光波的光率体切面均为椭圆切面，其长短半径方向分别代表入射光波发生双折射分解形成的两种偏光的振动方向，半径的长短则代表两种偏光折射率值的大小，长短半径之差就是双折率值大小。在一轴晶矿物中，垂直光轴切面的双折率为零，平行光轴切面的双折率最大，其他方向切面的双折率大小递变于零与最大值之间。