晶体光学与光性矿物学 实习指导 一偏光显微镜的使用及矿物颗粒大小、含量的测定 （一）偏光显微镜的使用与调节 1 熟悉偏光显微镜的构造、装置、使用和维护保养方法 2 调节照明（对光） （1）装上低倍或中倍物镜，打开锁光圈，轻轻推出上偏光镜、勃氏镜及聚光镜 （2）转动反光镜至视域最亮为止。如果总是对不亮，可以轻轻抽出目镜或推入勃氏镜，然后转动反光镜至视域内看到光源为止。此时加上目镜或推出勃氏镜，视域必然最亮。 3 调节焦距（准焦） （1）将一薄片置于载物台上（注意必须使盖玻璃朝上），用弹簧夹夹住。 （2）从侧旁看物镜镜头，转动粗动螺丝，使镜筒下降，至物镜到最低位置（注意切勿压碎薄片）。 （3）从目镜中观察，同时转动粗动螺丝，使镜筒上升，当视域中刚刚出现物象时，改用微动螺丝，使物象清晰为止。 （4）换用高倍物镜，用同法调节焦距。 在调节焦距时，绝不能眼睛看着目镜下降镜筒，因为这样很容易压碎薄片并损坏物镜。在调节高倍物镜焦躁时，尤应注意。因为高倍物镜的焦躁很短，镜
头几乎与薄片接触，若薄片盖玻璃朝下时，不但无法准焦，而且常有压碎薄片，割伤镜头的事故发生。 4 校正中心 在校正中心前，必须检查接物镜位置是否正确，如物镜没有安装在正确位置上，中心不但不能校正，而且往往容易损坏物镜和校正螺丝。校正中心时，如发现螺丝旋转费力，或失效时，应立即报告，请求指导，切勿强力扭动。校正中心的方法，参阅教材的有关部分。 5 视域直径测量 （1）测量中、低倍物镜的视域直径 将带刻度的透明三角板置载物台上，准焦后，观察视域直径为几毫米，分别记录数值，待日后查用。 （2）高倍物镜视域直径的测量： 此时应借助物台测微尺。物台测微尺长1毫米，刻有100小格的显微尺（嵌在玻璃片上），每小格相当于0.01毫米。 测量时将物台测微尺置载物台上，准焦后，观察视域直径等于微尺的几小格。若为20格，则直径等于20×0.01＝0.2毫米。记录所测结果，备日后查用。 （二）矿物颗粒大小及含量的测量 1 确定目镜微尺格值（每格代表的长度） a 将物台微尺置物台上，准焦； b 转动物台微尺与目镜微尺平行，并移动物台微尺与目镜微尺零点对齐。 C 找出二尺刻线重合处，数此段各自的刻度数。 d 应用物台微尺格数/目镜微尺格数×0.01毫米（物台微尺每一小格长度）即可求出目镜每一小格所代表的长度。 2 测量矿物颗粒大小 a 将欲测矿物置视域中心，转动物台使长轴方向与目镜微尺平行；
第一章 1、为什么一轴晶光率体所有椭圆切面上都有No？二轴晶光率体任意切面上是否都有Nm？在哪些切面上才有Nm？（P15） 答：一轴晶光率体是以Ne轴为旋转轴的旋转椭球体，所有斜交光轴的切面都与圆切面相交，因此，所有斜交光轴的椭圆切面的长、短半径中必有一个是主轴No。 否。（1）垂直光轴OA切面（2）垂直锐角等分线Bxa切面（3）垂直钝角等分线Bxo切面（4）垂直光轴面NgNp的斜交切面 2、怎样定义一轴晶光率体的光性符号？(P14)怎样定义二轴晶光率体的光性符号？(P20) 答：一轴晶光率体只要比较出Ne′、No的相对大小即可确定出矿物的光性符号。因为一轴正晶Ne＞Ne′＞No，一轴负晶Ne＜Ne′＜No，即只要确定出No＜Ne′，则矿物光性符号为正，No＞Ne′则矿物光性符号为负。二轴晶光率体必须确定Bxa方向是Ng轴还是Np轴：若Bxa=Ng（Bxo=Np），则光性符号为正；若Bxa=Np（Bxo=Ng），则光性符号为负。 3、什么叫光轴角（2V），写出光轴角公式。(P19) 答：两光轴相交的锐角称为光轴角。光轴角公式： tan2α=Ng2（Nm+Np）（Nm-Np）/Np2（Ng+Nm）（Ng-Nm）此式分子中的Ng2大于分母中的Np2，但分子中的（Nm+Np）小于分母中的（Ng+Nm），可以近似认为Ng2（Nm+Np）∕Np2（Ng+Nm）=1，这样可简化为：tan2α=（Nm-Np）/（Ng-Nm）。 4、画出一轴晶正光性光率体和一轴晶负光性光率体垂直OA、平行OA、斜交OA切面的形态，指出各切面的双折射率。（详见P15） 5、画出二轴晶光率体垂直OA、垂直Bxa、垂直Bxo、平行OAP切面的形态，指出各切面的双折射率，并在二轴负晶平行OAP切面上标出全部光率体要素。（见P22） 6、一轴晶正光性光率体放倒了是否能成为负光性光率体？反之，一轴负光性光率体竖直了是否能成为正光性光率体？为什么？ 不能。一轴晶光率体的光轴与结晶轴c轴方向一致，正、负光率体的倒放的同时改变了其光轴方向，所以错误。 7、当Ne趋近于No时，光率体有什么变化？ 答：最大双折率越来越小，趋近于均质体的光率体，即趋近于圆球体。 8、当Nm趋近于Np或Nm趋近于Ng时，光率体有什么变化？当Nm=Np或Nm=Ng时，分别是几轴晶、什么光性符号？ 答：当Nm趋近于Np或Nm趋近于Ng时，光率体趋近于二轴椭球体。当Nm=Np时是一轴晶，正光性。当Nm=Ng时是一轴晶，负光性。 9、指出中级晶族、斜方晶系、单斜晶系、三斜晶系矿物的光性方位。(P24) 答：中级晶族（一轴晶）矿物的光率体形态是旋转椭球体，其旋转轴是晶体的对称轴； 斜方晶系矿物的光性方位是光率体的三个主轴（Ng、Nm、Np）与三个结晶轴（a、b、c）分别一致；单斜晶系矿物的光性方位是光率体三个主轴中有一个主轴与b轴一致（或平行），其余两主轴在ac平面内分别与a、c轴斜交； 三斜晶系矿物的光性方位是光率体的三个主轴与结晶轴均斜交，斜交的方向和角度则因矿物种属不同而异。 11、什么是折射率色散、双折射率色散、光率体色散？(P26) 答：透明矿物的折射率随入射光波的不同而发生改变的现象称为折射率色散; 非均质体矿物斜交OA切面的双折射率一般随入射光波波长的改变而改变的现象称为双折射率色散；由于非均质体的折射率色散强度随方向不同而不同，则随着入射光波长的改变，其光率体的大小、形态发生改变的现象称为光率体色散。 12、二轴晶正光性光率体，当2V增大到90°时，光性符号有什么变化？(P20)
晶体光学-必备知识点 以上是吉林大学鸽子楼老师多年课件总结经典内容。 第一章晶体光学基础 晶体光学涉及某些重要的物理光学原理和结晶矿物学基础知识，本章要求学生重点掌握光的偏振现象、折射及折射率、光在晶体中的传播特性、晶体中的双折射现象、光率体和光性方位。其中重点是晶体中的双折射现象和光率体的构成；难点是光性方位。 一、光的基本性质及有关术语 ·光具有“波粒”两相性。晶体光学主要利用的是光的波动理论。 ·光波是一种横波。光的传播方向与振动方向互相垂直。晶体中许多光学现象与此有关。·可见光：电磁波谱中波长范围390—770nm的一个区段，由波长不同的七色光组成。 ·自然光：在垂直光波传播方向的断面内，光波作任意方向的振动，且振幅相等。 ·偏振光：在垂直光波传播方向的断面内，光波只在某一固定方向上振动。自然光转化为偏振光的过程称偏振化。 ·折射定律：Sin i（入射角）/ Sin a（折射角）= V i（入射速度）/ V a（折射速度）=N i-a N i-a为介质a对介质i的相对折射律。当介质i为真空时，N i-a称介质的(绝对)折射律，以N表示。N是介质微观特征的宏观反映，是物质的固有属性之一，因此它是鉴定矿物的重要光学常数之一。 ·全反射临界角和全反射：当光波从光密介质入射到光疏介质时，入射角i总是小于折射角a ，当a = 90 °时，i =φ，此时入射角φ称为全反射临界角。当入射角i> φ时，折射光波不再进入折射介质而全部返回到入射介质，这种能量的突变称为全反射。 二、光在晶体中的传播 根据光在物质中的传播特点，可以把自然界的物质分为光性均质体和光性非均质体。性均质体：指光学性质各方向相同的晶体。包括等轴晶系的矿物和非晶质物质。 ·光波在均质体中的传播特点：光的传播速度不因光的振动方向不同而发生改变（各向同性），联系折射定律可知，均质体的折射率只有一个。 ·光性非均质体：光性非均质体的光学性质因方向不同而改变（各向异性）。包括中级晶族(一轴晶)和低级晶族(二轴晶)的矿物。 ·光波在非均质体中的传播特点：光的传播速度因光波在晶体中的振动方向不同而发生改变。因而非均质体的折射率也因光波在晶体中的振动方向不同而改变。 ·有关术语介绍：双折射、双折射率、光轴、一轴晶矿物、二轴晶矿物。 （1）双折射：光波射入非均质体，除特殊方向外，将分解成振动方向互相垂直，传播速度不同，折射率不等的两种偏光，这种现象称为双折射。（2）双折射率：两种偏光的折射率值之差称为双折射率。许多晶体光学现象与此有关。 （3）光轴：光波沿非均质体的特殊方向入射时，不发生双折射，这种特殊的方向称为光轴。 中级晶族具有一个这样的特殊方向，称为一轴晶矿物；低级晶族具有两个这样的特殊方向，称为二轴晶矿物。 三、光率体
单选题 1. 最大双折射率是_____.(6分) (A) Ne-No (B) No-Ne (C) Ng-Np (D) 非均质体最大折射率与最小折射率的差值 参考答案：D 2. 二轴晶是_____。(6分) (A) 具有两个光轴的晶体 (B) 两轴不等的椭球体 (C) 光性非均质体 (D) 具有两个高次对称轴的晶体 参考答案：A 3. 光性方位是_____。(6分) (A) 晶体的定向 (B) 晶体光率体主轴与晶轴之间的关系 (C) 晶体的延长方向与光率体主轴之间的关系 (D) 晶体延长方向与高次对称轴之间的关系 参考答案：B 4. 中级晶轴的光性方位是_____。(6分) (A) Ne与高次对称轴一致 (B) Ne与C轴一致 (C) Ne与晶体的高次对称轴、C轴一致 (D) Ne与光率体长轴一致 参考答案：C 5. 斜方晶系的光性方位是_____。(6分) (A) (B) (C) (D) 参考答案：D 6. 单斜晶系的光性方位是_____。(5分) (A)
(B) (C) (D) 参考答案：D 7. 糙面的粗糙程度主要决定于_____。(5分) (A) 矿物折射率与树胶折射率的差值 (B) 矿物折射率与树胶折射率的差值，也决定于矿片表面的磨制光洁度，视域的亮度 (C) 矿物表面真实的物理粗糙程度 (D) 矿物折射率的大小 参考答案：B 8. 突起高低决定于_____。(5分) (A) 矿物折射率的高低，折射率高突起高 (B) 矿物边缘的粗黑程度和糙面的显著程度 (C) 矿物颜色的深浅 (D) 矿物表面光洁程度 参考答案：B 9. 影响解理纹粗黑程度的因素有_____。(5分) (A) 解理的完善程度 (B) 解理面与切面的夹角 (C) 解理的完善程度、解理面与切面的夹角、矿物折射率与树胶的差值 (D) 解理的完善程度、解理面与切面的夹角、矿物折射率的大小 参考答案：C 填空题 10. 介质的折射率大小取决于介质的性质和光波的______ 。(5分) (1). 参考答案: 波长 11. 一轴晶光率体的形态为______ 。(5分) (1). 参考答案: 旋转椭球体 12. 二轴晶光率体的形态为______ 。(5分) (1). 参考答案: 三轴椭球体 13. 一轴晶垂直光轴光率体切面的形态为______ ，光率体半径名称为______ 。(5分) (1). 参考答案: 圆 (2). 参考答案: No 14. 一轴晶Ne>No，光性符号为______ ，Ne 2010晶体光学试题答案 1、要测定矿物的轴性和光性符号，应该选择在正交偏光下干涉色最高的切面。（×） 2、在同一岩石薄片中，同种矿物不同方向的切面上，其干涉色不同。（√） 3、对于一轴晶矿物来说，其延性和光性总是一致的。（√） 4、两非均质体矿片在正交镜间的45°位重迭，当异名半径平行时，因总光程差为零而使矿片变黑暗的现象，称为消色。（√） 5、贝克线的移动规律是下降物台，贝克线总是向折射率大的物质移动。（√） 6、二轴晶光率体，当Np＞Nm＞Ng时，为负光性。（×） 7、矿物的多色性在垂直光轴的切面上最不明显。（√） 8、一轴晶光率体的旋转轴永远是Ne轴。（√） 9、某矿物的最高干涉色为Ⅱ级紫红，因此该矿物的某些切面可能出现Ⅰ级紫红。（√） 10、一轴晶平行光轴切面的干涉图与二轴晶平行光轴面切面的干涉图特点完全一样，在轴性明确的情况下也不能用作光性正负的测定。（×） 11、两非均质矿片在正交镜间的45°位置重叠，当异名半径平行时，总光程差等于两矿片光程差之差。（√） 12、在单偏光镜下，黑云母颜色最深时的解理缝方向可以代表下偏光的振动方向。（√） 13、同一岩石薄片中，同一种矿物的干涉色相同，不同种矿物的干涉色不同。（×） 14、某矿物的干涉色为二级绿，在45°位加云母试板，如同名半径平行，干涉色升高为二级蓝，如异名半径平行，干涉色降低为二级黄。（×） 15、角闪石的多色性只有在垂直Bxa的切面上观察才最明显。（×） 16、当非均质体矿片上的光率体椭圆半径与上、下偏光的振动方向平行时，矿片就会变黑而消色。（×） 17、在岩石薄片中透明矿物所呈现的颜色是矿片对白光中各单色光波折射和散射的结果。（×） 18、矿片干涉色的高低取决于矿物性质和矿片厚度，在标准厚度下则受切面双折射率的影响。（√） 19、二轴晶垂直光轴切面的干涉图用途有：确定轴性、光性、切面方向和估计折射率的大小。（×） 20、矿片糙面的明显程度是受矿物软硬和矿片表面光滑程度的影响。（×） 21、在一轴晶平行光轴切面的干涉图中，从中心到边缘干涉色逐渐升高的方向就是Ne的方向。（×） 22、根据Ng、Nm和Np的相对大小可以确定二轴晶矿物的光性正负，当Ng―Nm 晶体光学 1、晶体光学：晶体光学是研究光在单晶体中传播及其伴生现象的分支学科 2、光性矿物学：用透射偏光显微镜研究透明矿物的光学性质的学科。矿物学的一个分支。内容包括晶体光学 3、两者关系：包含与被包含关系 4、折射定律：折射线在入射线与法线组成的平面内；折射线和入射线分别位于法线两侧；两介质一定时，入射角的正弦与折射角的正弦之比为一常数N，N称为折射介质2相对折射介质1的相对折射率，即N=sini/sinr=N2/N1。 5、相对折射率：光在两种不同介质中速度的比值叫做相对折射率。 6、光性均质体简称均质体，其光学性质不随方向发生变化，为各向同性的介质。 7、光性非均质体简称非均质体，各个方向的光学性质不同。 8、一轴晶光率体：垂直切面类型光率体切面为圆，其半径等于No，光波垂直这种切面入射(平行光轴入射)时，不发生双折射，其折射率等于No，双折率 N= 0，一轴晶只有一个这样的圆切面。平行切面类型光率体切面形状为椭圆光波垂直此切面入射，发生双折射,分解成两种偏光，其振动方向必然平行椭圆切面的长短半径，相应地折射率为两个主折射率Ne和No，双折率N=|Ne-No|，是一轴晶矿物的最大双折率。斜交切面为椭圆形光波垂直于此切面入射, 即斜交光轴入射，会发生双折射分解成两种偏光，其振动方向分别平行椭圆切面的长短半径，相应的折射率分别为No和Ne’，且总有一个为No双折率，N=|Ne’-No| < |Ne-No| 正晶时，短半径为No；负晶时，长半径为No 9、二轴晶光率体主要切面特征①垂直光轴切面为圆切面，半径等于Nm，光波垂直这种切面入射时，不发生双折射。折射率为Nm。②平行光轴面切面椭圆切面，半径分别等于Ng与Np，光波垂直这种切面入射时，发生双折射，双折射率等于椭圆半径之差，Ng-Np是二轴晶矿物最大双折率。③其它切面椭圆切面，发生双折射，长、短半径不同。 10、光性方位：光率体主轴与晶体结晶轴之间的关系就是光性方位，表示光率体的主轴N；Ne和No，或者Ng、Nm、Np与晶体的结晶轴a、b、c之间的关系。 11、光性方位（Optical orientation）：光率体主轴与晶体结晶轴之间的关系。中级晶簇光性方位：Z晶轴与Ne一致。低级晶簇光性方位：斜方晶系：三个主轴与三个结晶轴一致。如黄玉。单斜晶系：Y晶轴与光率体三个主轴之一重合，其余斜交。如透闪石。三斜晶系：光率体三个主轴与三个结晶轴斜交。如斜长石。 12、若在载物台上放置均质体或非均质体垂直光轴的矿片时，这类矿片的光率体切面为圆切面，由下偏光镜透出的振动方向平行PP的偏光，进入矿片后，沿任一圆半径方向振动通过矿片，不改变原来的振动方向 13、单偏光镜下观察矿物的外表特征——形态、解理，矿物对光波吸收强弱的性质，如颜色、多色性等，矿物折射率相对大小有关的光学性质，如突起、糙面、边缘、贝克线色散效应等。 14、校正中心：(1)在视城内，寻找任一小物点，把它移到十字丝中心。(2)转动载物台．如中心不正．则该物点必偏离十字丝中心；该物点随载物台旋转一周后，回到十字丝中心。此时，通过物镜(或载物台)校正螺丝将该物点所作圆周运动的 1.①单偏光镜的装置有何特点？②如何确定下偏光镜的振动方向？③单偏光镜下可观察和测定透明矿物的哪些光学性质？参考答案：①单偏光镜就是只使用下偏光镜（起偏镜）来观察、测定矿片的晶体光学性质。 P33；②当黑云母解理与下偏光镜的振动方向平行时对黑云母吸收性最强，此时呈现深棕色，当解理与起偏振镜的振动方向垂直时，黑云母吸收性微弱，此时晶体呈现淡黄色，因此可通过观察黑云母不同颜色下的解理缝方向确定下偏光镜振动方向；③单偏光镜下观察和测定矿物晶体的光学性质包括矿物的外表特征（如形态、解理）、与矿物对光波选择吸收有关的光学性质（如颜色、多色性、吸收性）以及与矿物折射率值大小有关的光学性质（如边缘、贝克线、糙面、突起、色散效应）等。 P34 2.试描述下列矿物的形态、解理组数及其完善程度。 橄榄石 黑云母 角闪石 辉石矿物的形态P34 解理组数 完善程度P36 橄榄石他形1组不完全解理黑云母半自形1组极完全解理角闪石自形2组完全解理辉石半自形1组完全解理 3.解理缝的可见度与哪些因素有关？参考答案：矿片中解理缝的宽度、清楚程度，除与矿物本身的解理性质有关外，还与切面方向有密切联系。P35-P36 4.辉石和长石都具有两组完全解理。在岩石薄片中，为什么辉石具解理缝的切面多于长石且解理缝很清楚？而长石的解理缝却不易找到？参考答案：辉石类和长石类 矿物都具有两组完全解理，由于辉石类的解理缝可见临界角大于长石类矿物，在岩石薄片中辉石类矿物见到解理缝的颗粒比较多，而长石类矿物见到解理缝的颗粒比较少。P36 5.角闪石具有两组完全解理（夹角为56°或124°）。在岩石薄片中，为什么有的切面上可以见到两个方向的解理缝，有的切面只能见到一个方向的解理缝，而有的切面上却见不到解理缝呢？测量解理夹角应在什么切面上进行？参考答案：同一矿物不同方向切面上解理缝的可见性、清晰程度、宽度及组数不完全相同。P36；垂直两组解理面的切面上。P37 6.①在含有黑云母的岩石薄片中，为什么有的黑云母切面上看不见解理缝，并且多色性不明显？②见不到解理缝的黑云母切面，能说这种黑云母不具解理吗？为什么？参考答案：①其切面解理面倾斜角大雨解理缝可见临界角，看不到解理缝。P36其切面是垂直光轴或接近垂直光轴切面，所以多色性不明显。P40；②不能。显微镜下观察矿物的解理时，切不可凭个别或少数切面判断解理的有无和解理的组数。必须多观察一些切面，然后综合判断。P36 7.①什么是矿物的颜色？②矿物的颜色与那些因素有关？③任何有色矿物在单偏光镜下都有颜色吗？ 参考答案：①矿物在薄片中呈现的颜色与手标本上的颜色不用，前者是矿物不同方向切片在透射光下所呈现的颜色，而后者则是矿物在反射光、散射光下所呈现的颜色。晶体光学研究的是矿物薄片的颜色。 P37-P38；②矿物在薄片中呈现的颜色，主要取决于矿物的化学成分也取决于晶体的原子排列状态。 P38；③不一定。8.①什么叫多色性？②多色性明显程度的划分及其影响因素如何？③为何有的矿物有颜色，而又的矿物无颜色?④是否有色矿物都具有多色性？为什么？参考答案：①由于光波在晶体中的振动方向不同而使矿片颜色发生改变的现象称多色性。 P39；②多色性明显程度分为多色性及明显、多色性明显和多色性不太明显。 P40；影响因素：矿物在薄片中多色性的明显程度除与矿物本身性质有关之外，还与切面方 第一章 1.当入射光波射入一轴晶矿物时，发生双折射和偏光化，分解为两种振动方向相互垂直且传播速度不等的偏光，其中一种偏光无论入射光方向如何改变，其振动方向总是垂直于c轴的，相应折射率No 也始终保持不变。所以一轴晶光率体所有椭圆切面上都有No。 不是。（1）垂直光轴（OA）的切面（2）垂直锐角等分线（Bxa）的切面 （3）垂直钝角等分线（Bxo）的切面 2.一轴晶：Ne＞No，光性符号为正；Ne＜No，光性符号为负 二轴晶：确定Bxa方向是Ng轴还是Np轴，若Bxa=Ng（Bxo=Np），则光性符号为正；若bxa=Np(Bxo=Ng),则光性符号为负。 3.二轴晶两光轴相交的锐角称为光轴角以符号“2V”表示。 公式为tan2α= 4.P15图1-14，P16图1-15 （1）垂直光轴切面：双折射率为零（2）平行光轴切面：一轴正晶最大双折射率为Ne-No，一轴负晶最大双折射率为No-Ne （3）斜交光轴切面：一轴正晶Ne＞Ne＇＞No，一轴负晶Ne＜Ne＇＜No。5.P22图1-21 （1）垂直光轴（OA）的切面：双折射率为零（2）平行光轴面（OAP）的切面：最大双折射率Ng-Np （3）垂直锐角等分线（Bxa）的切面：二轴正晶Nm-Np，二轴负晶Ng-Nm （4）垂直钝角等分线（Bxo）的切面：二轴正晶Ng-Nm，二轴负晶Nm-Np 6.均不能。光率体是表示在晶体中传播的光波振动方向与晶体对该光波的折射率之间关系的立体几何图形。光性正负取决于Ne与No的相对大小，当Ne＞No时为正光性，Ne＜No时为负光性。无论正光性还是负光性其光率体直立旋转轴必定是Ne，水平旋转轴是No，放倒不能改变其光性正负。 7.由旋转椭球体逐渐变为圆球体。 8.光率体形状由三轴椭球体逐渐变为旋转椭球体。 Nm=Np时为一轴晶，光性符号为（+） Nm=Ng时为一轴晶，光性符号为（—） 9.中级晶族：三方晶系、四方晶系、六方晶系中，无论光性符号正、负，Ne轴总是与晶体的高次对称轴L3、L4、L6一致（或说平行）。 斜方晶系：其光性方位是光率体的三个主轴（Ng、Nm、Np）与三个结晶轴（a、b、c）分别一致（或说平行）。 单斜晶系：其光性方位是光率体三个主轴中有一个主轴与b轴一致（或平行），其余两主轴在ac平面内分别与a、c轴斜交。 三斜晶系：其光性方位是光率体的三个主轴与三个结晶轴均斜交，斜交的方向和角度则因矿物种属不同而异。 10.绿光下，Ne=No，为均质体；红光白光下，Ne＞No，为一轴正晶；紫光下，Ne＜No，为一轴负晶。 11.折射率色散：透明物质的折射率随入射光波长的不同而发生改变的现象。 双折射率色散：非均质体矿物斜交OA切面的双折射率一般随入射光波波长的改变而改变的现象。 光率体色散：由于非均质体的折射率色散强度随方向不同而不同，则随着入射光波长的改变，其光率体的大小、形态发生改变的现象。 12.变为均质体。 13.变为一轴晶。 15.（1）单斜（2）负（4）长轴Ng，短轴Nm （6）1.701-1.691 17.一轴晶，正光性。三组切面均有一相同值且其他两值均大于这一相同值。 第二章透明造岩矿物及宝石晶体光学鉴定常用仪器 1 透射偏光显微镜与生物显微镜和反射偏光显微镜的主要区别是什么？（31） 填空： 1、单偏光下晶体光学性质的研究内容有、、和等四种。 （参考答案：矿物的形态、解理、颜色、突起） 2、突起正否确定的依据是。（参考答案：提升镜筒或下降镜筒时，贝克线的移动方向） 3、正交偏光下晶体光学性质的研究内容有和。（参考答案：消光和干涉现象） 4、斜长石按An值可分为、和等三类。其中，具有卡钠联晶和聚片双晶的斜长石为。 （参考答案：基性斜长石、中性斜长石、酸性斜长石。基性斜长石） 5、一轴晶垂直光轴的切面，是切面，其半径为，在正交镜下具的特点。 （参考答案：圆、No、全消光） 6、要准确测定普通辉石的消光角（Ng∧Z），必须选择的切面，这种切面在正交镜下的特征是具有。 （参考答案：平行光轴面、最高干涉色） 7、某二轴晶矿物的Y晶轴与光率体主轴Ng一致，其最大双折率为0.009，薄片厚度为0.03mm，在平行（010）的切 面上具有垂直Bxa切面的干涉图，此矿物应为光性，光轴面上的干涉色为。 （参考答案：正光性、I级灰白色） 8、在正交偏光镜下，矿片处于45°位加入石膏试板干涉色应当增加或减少；如果加入云母试板时，干涉 色应增加或减少。（参考答案：一个级序、一个色序） 9、岩石薄片由，和组成，连接它们的是，薄片的标准厚度 为，判别厚度的方法是。 （参考答案：载玻璃、矿片、盖玻璃、加拿大树胶、0.03 mm、石英的干涉色） 10、二轴晶垂直光轴切面干涉图的用途有，和。 （参考答案：确定轴性和切面方向、测定光性符号、估计光轴角大小） 11、矿物在薄片中的突起高低取决于，愈大，突起，愈小，突起。 （参考答案：矿物折射率与加拿大树胶折射率的差值大小、差值、愈高、差值、愈低） 12、二轴晶光率体有，，，和等主要切面。 （参考答案：垂直一根光轴、平行光轴面、垂直Bxa、垂直Bxo，斜交切面） 13、非均质矿物垂直光轴的切面在正交镜间为消光，而其他方向的切面则会出现消光。（参考答案：全消光、 四次消光） 14、判别下图矿物的轴性，光性正负和切面方向。并在图上出其光率体椭园切面半径的名称。 未加试板前干涉色为一级灰白。（参考答案：一轴晶、斜交光轴、负光性） 轴晶 方向的切面 光性 15、判别下图矿物的轴性，光性正负和切面方向。并在图上填出其光率体椭园切面的 半径名称。未加试板前干涉色为二级绿。（参考答案：二轴晶、垂直一根光轴、正光性） 晶体光学试题 判断题 1、要测定矿物的轴性和光性符号，应该选择在正交偏光下干涉色最高的切面。 2、在同一岩石薄片中，同种矿物不同方向的切面上，其干涉色不同。 3、对于一轴晶矿物来说，其延性和光性总是一致的。 4、两非均质体矿片在正交镜间的45°位重迭，当异名半径平行时，因总光程差为零而使矿片变黑暗的现象，称为消色。 5、贝克线的移动规律是下降物台，贝克线总是向折射率大的物质移动。 6、二轴晶光率体，当Np＞Nm＞Ng时，为负光性。 7、矿物的多色性在垂直光轴的切面上最不明显。 8、一轴晶光率体的旋转轴永远是Ne轴。 9、某矿物的最高干涉色为Ⅱ级紫红，因此该矿物的某些切面可能出现Ⅰ级紫红。 10、一轴晶平行光轴切面的干涉图与二轴晶平行光轴面切面的干涉图特点完全一样，在轴性明确的情况下也不能用作光性正负的测定。 11、两非均质矿片在正交镜间的45°位置重叠，当异名半径平行时，总光程差等于两矿片光程差之差。 12、在单偏光镜下，黑云母颜色最深时的解理缝方向可以代表下偏光的振动方向。 13、同一岩石薄片中，同一种矿物的干涉色相同，不同种矿物的干涉色不同。 14、某矿物的干涉色为二级绿，在45°位加云母试板，如同名半径平行，干涉色升高为二级蓝，如异名半径平行，干涉色降低为二级黄。 15、角闪石的多色性只有在垂直Bxa的切面上观察才最明显。 16、当非均质体矿片上的光率体椭圆半径与上、下偏光的振动方向平行时，矿片就会变黑而消色。 17、在岩石薄片中透明矿物所呈现的颜色是矿片对白光中各单色光波折射和散射的结果。 18、矿片干涉色的高低取决于矿物性质和矿片厚度，在标准厚度下则受切面双折射率的影响。 19、二轴晶垂直光轴切面的干涉图用途有：确定轴性、光性、切面方向和估计折射率的大小。 20、矿片糙面的明显程度是受矿物软硬和矿片表面光滑程度的影响。 21、在一轴晶平行光轴切面的干涉图中，从中心到边缘干涉色逐渐升高的方向就是Ne的方向。 22、根据Ng、Nm和Np的相对大小可以确定二轴晶矿物的光性正负，当Ng―Nm 1.①单偏光镜的装置有何特点②如何确定下偏光镜的振动方向③单偏光镜下可观察和测定透明矿物的哪些光学性质参考答案：①单偏光镜就是只使用下偏光镜（起偏镜）来观察、测定矿片的晶体光学性质。 P33；②当黑云母解理与下偏光镜的振动方向平行时对黑云母吸收性最强，此时呈现深棕色，当解理与起偏振镜的振动方向垂直时，黑云母吸收性微弱，此时晶体呈现淡黄色，因此可通过观察黑云母不同颜色下的解理缝方向确定下偏光镜振动方向；③单偏光镜下观察和测定矿物晶体的光学性质包括矿物的外表特征（如形态、解理）、与矿物对光波选择吸收有关的光学性质（如颜色、多色性、吸收性）以及与矿物折射率值大小有关的光学性质（如边缘、贝克线、糙面、突起、色散效应）等。 P34 2.试描述下列矿物的形态、解理组数及其完善程度。 橄榄石 黑云母 角闪石 辉石矿物的形态P34 解理组数 完善程度P36 橄榄石他形1组不完全解理黑云母半自形1组极完全解理角闪石自形2组完全解理辉石半自形1组完全解理 3.解理缝的可见度与哪些因素有关参考答案：矿片中解理缝的宽度、清楚程度，除与矿物本身的解理性质有关外，还与切面方向有密切联系。P35-P36 4.辉石和长石都具有两组完全解理。在岩石薄片中，为什么辉石具解理缝的切面多于长石且解理缝很清楚而长石的解理缝却不易找到参考答案：辉石类和长石类矿物都具有两组完全解理，由于辉石类的解理缝可见临界角大于长石类矿物，在岩石薄片中辉石类矿物见到解理缝的颗粒比较多，而长石类矿物见到解理缝的颗粒比较少。P36 5.角闪石具有两组完全解理（夹角为56°或124°）。在岩石薄片中，为什么有的切面上可以见到两个方向的解理缝，有的切面只能见到一个方向的解理缝，而有的切面上却见不到解理缝呢测量解理夹角应在什么切面上进行参考答案：同一矿物不同方向切面上解理缝的可见性、清晰 晶体光学及光性矿物学(高起专) 填空题 1. 一轴晶垂直光轴光率体切面的形态为___(1)___ ，双折射率为 ___(2)___ 。(4分) (1). 正确答案是: 圆(2). 正确答案是: 0 2. 同一块岩石薄片中，同种矿物的不同颗粒干涉色不同是由于___(3)___ 不同；石英和普通辉石的最高干涉色不同是因为二者的___(4)___ 不同。(4分) (1). 正确答案是: 矿片切面方位(2). 正确答案是: 最大双折射率 3. 二轴晶正光性矿物光率体垂直Bxa切面形态为___(5)___ ，双折射率为___(6)___ ，垂直Bxo切面形态为 ___(7)___ ，双折射率为___(8)___ 。(8分) (1). 正确答案是: 椭圆(2). 正确答案是: Nm-Np (3). 正确答案是: 椭圆(4). 正确答案是: Mg-Nm（+） 4. 一轴晶垂直OA切面干涉图的特征为 ___(9)___ 。(2分) (1). 正确答案是: 由黑十字和同心干涉色圈组成，转物台，干涉图像不变名词解释 5. 双折射和最大双折射率(6分)正确答案是：双折射：光进入非均质体矿物时，除特殊方向外均要分解成振动方向不同互相垂直的两束偏光称双折射。最大双折射率：平行光轴（一轴晶）或平行光轴切面上的双折射率称为最大双折射率。 6. 均质体和非均质体(6分)正确答案是：均质体是各向同性的介质，其光学性质在各个方向都是相同的，包括一切非均质的物质和等轴晶系的矿物；非均质体是各向异性的介质，其光学性质随方向不同而异，包括除等轴晶系以外的其余六个晶系的所有矿物。 7. 消光和消色(6分)正确答案是：消光：矿片在正交偏光镜下呈现黑暗的现象；消色：正交偏光下450位置两矿片叠加时，总光程差为零，视域变黑的现象。 8. Bxa和Bxo(6分)正确答案是：Bxa为光轴角的锐角平分线；Bxo为光轴角的钝角平分线。 9. 闪图和闪突起(6分)正确答案是：⑴单斜晶系、二轴负光性（需写出判断理由）。⑵长半径：Ng，短半径：Np，解理纹与Ng呈30o角。⑶光轴面为Ng-Np面，∥（010），垂直于B轴。⑷双折率为Ng－Nm=0.01。 问答题 10. 一个I级紫红干涉色的橄榄石切面，在物台上，放入一个云母试板，橄榄石旋转物台一周，干涉色如何变化。(1正确答案是：干涉色分别从I级灰白—II级兰—I级灰白—I级黄—I级灰白—II级兰—I级灰白—I级黄—I级灰白（从 I级灰白、II级兰或I级黄开始均可以 11. 当Nm趋近于Np时，光率体有什么变化？当Nm=Np时为几轴晶，什么光性符号？当Nm趋近于Ng时，光率体有什么变化？当Nm=Ng为几轴晶，什么光性符号？(10分) 正确答案是：二轴椭球体变为旋转椭球体，一轴晶（+）二轴椭球体变为旋转椭球体，一轴晶（-）。 12. 简述测定角闪石多色性公式的步骤。(12分) 正确答案是：选择⊥OA和∥OAP的切面，在⊥OA切面上测量Nm的颜色，在∥OAP切面上测量Ng，Np的颜色。1）选垂直OA切面，按单、正、锥偏光镜下特征选。 2）单偏光镜下观察颜色，为绿色，记录Nm=绿色。 3) 选//OAP切面，多色性最明显，干涉色最高，干涉图为闪图。测半径名称，长径=Ng，短径=Np 4）使Ng//PP，单偏光镜下观察颜色，为深绿色，记录Ng=深绿色。 5）使Np//PP，单偏光镜下观察颜色，为浅黄绿色，记录Np=浅黄绿色。6）写出多色性公式：Ng=深绿，Nm=绿， Np=浅黄绿。 《晶体光学及光性矿物学》复习提纲 第一章晶体光学基础 1．光具有波粒二象性。 2．光是一种横波，光的传播方向与振动方向互相垂直。 3．可见光：电磁波谱中波长范围390—770nm的一个区段。 4．折射定律： Sin i（入射角）/ Sin a（折射角）= Vi（入射速度）/ Va（折射速度）= N i-a 5．全反射临界角和全反射: 当光波从光密介质入射到光疏介质时，入射角i 总是小于折射角a ，当a = 90 °时，i = f，此时入射角f 称为全反射临界角。 当入射角i> f时，折射光波不再进入折射介质而全部返回到入射介质，这种能量的突变称为全反射。 6．自然光：在垂直光波传播方向的断面内，光波作任意方向的振动，且振幅相等。 7．偏振光：在垂直光波传播方向的断面内，光波只在某一固定方向上振动。 自然光转化为偏振光的过程称偏振化。 8．光性均质体：指光学性质各方向相同的晶体。包括等轴晶系的矿物和非晶质物质。光波在均质体中的传播特点：光的传播速度不因光的振动方向不同而发生改变（各向同性），由折射定律可知，均质体的折射率只有一个。9．光性非均质体：光性非均质体的光学性质因方向不同而改变（各向异性）。 包括中级晶族(一轴晶)和低级晶族(二轴晶)的矿物光波在非均质体中的传播 特点：光的传播速度因光波在晶体中的振动方向不同而发生改变。因而非均质体的折射率也因光波在晶体中的振动方向不同而改变。 10．双折射：光波射入非均质体，除特殊方向外，将分解成振动方向互相垂直，传播速度不同，折射率不等的两种偏光，这种现象称为双折射。 11．双折射率：两种偏光的折射率值之差称为双折射率。许多晶体光学现象与此有关。 12．光轴：光波沿非均质体的特殊方向入射时，不发生双折射，这种特殊的方向称为光轴。 13．中级晶族具有一个这样的特殊方向，称为一轴晶矿物；低级晶族具有两个这样的特殊方向，称为二轴晶矿物。 14．光率体：是表示光波在晶体中传播时，折射率值随光波振动方向变化的一种立体几何图形或一种光性指示体。其作法是设想自晶体中心起，沿光波振动方向按比例截取相应的折射率值，再把各个线段的端点连接起来便构成了光率体。 15．均质体光率体：其传播速度不因振动方向不同而发生改变，即折射率值各方向相等。 均质体光率体是一个球体，球体的半径代表该晶体的折射率。 16．一轴晶光率体（中级晶族晶体的光率体）：一轴晶光率体是一个以C轴为旋转轴的旋转椭球体。 17．一轴晶光率体形状（以C轴为旋转轴的旋转椭球体）：主折射率（Ne、No），主折射率（Ne、No） 18．一轴晶光率体的光性正负： 晶体光学答案 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988） 1.①单偏光镜的装置有何特点②如何确定下偏光镜的振动方向③单偏光镜下可观察和测定透明矿物的哪些光学性质参考答案：①单偏光镜就是只使用下偏光镜（起偏镜）来观察、测定矿片的晶体光学性质。P33；②当黑云母解理与下偏光镜的振动方向平行时对黑云母吸收性最强，此时呈现深棕色，当解理与起偏振镜的振动方向垂直时，黑云母吸收性微弱，此时晶体呈现淡黄色，因此可通过观察黑云母不同颜色下的解理缝方向确定下偏光镜振动方向；③单偏光镜下观察和测定矿物晶体的光学性质包括矿物的外表特征（如形态、解理）、与矿物对光波选择吸收有关的光学性质（如颜色、多色性、吸收性）以及与矿物折射率值大小有关的光学性质（如边缘、贝克线、糙面、突起、色散效应）等。P34 2.试描述下列矿物的形态、解理组数及其完善程度。 橄榄石 黑云母 角闪石 辉石矿物的形态P34 解理组数 完善程度P36 橄榄石他形 1组不完全解理黑云母半自形 1组极完全解理角闪石自形 2组完全解理辉石半自形 1组完全解理 3.解理缝的可见度与哪些因素有关参考答案：矿片中解理缝的宽度、清楚程度，除与矿物本身的解理性质有关外，还与切面方向有密切联系。P35-P36 4.辉石和长石都具有两组完全解理。在岩石薄片中，为什么辉石具解理缝的切面多于长石且解理缝很清楚而长石的解理缝却不易找到参考答 案：辉石类和长石类矿物都具有两组完全解理，由于辉石类的解理缝可见临界角大于长石类矿物，在岩石薄片中辉石类矿物见到解理缝的颗粒比较多，而长石类矿物见到解理缝的颗粒比较少。P36 5.角闪石具有两组完全解理（夹角为56°或124°）。在岩石薄片中，为什么有的切面上可以见到两个方向的解理缝，有的切面只能见到一个方向的解理缝，而有的切面上却见不到解理缝呢测量解理夹角应在什么切面上进行参考答案：同一矿物不同方向切面上解理缝的可见性、清晰程度、宽度及组数不完全相同。P36；垂直两组解理面的切面上。P37 6.①在含有黑云母的岩石薄片中，为什么有的黑云母切面上看不见解理缝，并且多色性不明显②见不到解理缝的黑云母切面，能说这种黑云母不具解理吗为什么参考答案：①其切面解理面倾斜角大雨解理缝可见临界角，看不到解理缝。P36其切面是垂直光轴或接近垂直光轴切面，所以多色性不明显。P40；②不能。显微镜下观察矿物的解理时，切不可凭个别或少数切面判断解理的有无和解理的组数。必须多观察一些切面，然后综合判断。P36 7.①什么是矿物的颜色②矿物的颜色与那些因素有关③任何有色矿物在单偏光镜下都有颜色吗 参考答案：①矿物在薄片中呈现的颜色与手标本上的颜色不用，前者是矿物不同方向切片在透射光下所呈现的颜色，而后者则是矿物在反射光、散射光下所呈现的颜色。晶体光学研究的是矿物薄片的颜色。 P37-P38；②矿物在薄片中呈现的颜色，主要取决于矿物的化学成分也取决于晶体的原子排列状态。 晶体光学原理习题 Document number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】 晶 体 光 学 原 理 习 题 第一章 光学基本原理 1、设某介质的折射率为，问光在其中进行的速度（光在真空中进行的速度为1038 ?m/s ） 2、设某介质中光的传播速度为1028 ?m/s ，问该介质的折射率是多少 3、关于界面法线成60°角射入矿片，而以30°浇在矿片中进行，问矿片的折射率是多少 4、在图1中，如再加上一块南北方向振动偏光片；而在图2中加上一块东西方向振动的偏光片，会观察到什么结果 5、一块冰州石沿解理方向平放在画有小黑点的纸上，经双折射后小点的两个成像透出冰州石时相距2mm ，如换另一块厚度比其大一倍的冰州石，两小点透出时的距离应是多少 第二章 折射率面于光率体 1、大多数层状硅酸盐（001）面的法线方向接近N p （即快光振动方 向），试从矿物结构特征进行解析 2、云母类的N g 与 N m 之比较接近，而 N m 与 N p 值相差悬殊，那么这 类矿物应是正光性还是负光性 3、石英类，长石类以及沸石类等矿物，除折射率一般较低外，双折射率也 较低，试从矿物结构进行解析 4、在垂直Bxa及垂直Bxo的二轴晶切面上，都有一个方向是N m，试问这些切面上的N m在什么情况下代表快光的振动方向什么情况下代表慢光的振动方向 5、除开垂直Bxa，垂直Bxo，和垂直光轴的切面外，还有没有切面能够观察N m值，这种切面有多少 6、刚玉为一轴负晶，问平行c轴的切面上，快光的振动方向是N o还是N e斜交c轴切面上，快光振动方向是N o还是N e 7、电气石为一轴晶，c轴方向折射率为，a轴方向折射率为，问电气石的光性正负 8、某多硅白云母的N g=，N m=，N p=，已知其为负光性，问2V角多少 9、贵橄榄石的a∥N g，b∥N p，c∥N m，N p=，N m=，N g=，问他是正光性还是负光性在垂直Bxa，垂直Bxo和垂直N m三种切面上的结晶学方位如何 10、已知紫苏辉石为斜方晶系，在（100）面上一个主折射率=，另一个主 折射率为，而在（001）面上的一个主折射率为，另一个主折射率为，问该紫苏 辉石的光性正负，光轴面在结晶学方位及光性方位 11、在普通辉石平行（010）切面上，一个住折射率为，另一个主折射率 为，在垂直（010）并与c轴成47°相交且位于结晶学β角区的切面上，一个 主轴的折射率为，而另一个主轴的折射率为，问该普通辉石的光性正负，三主 轴面的结晶学方位，光性方位格如何 12、正长石（010）面上N m与N p两主折射率分别为和，已知正长石最大双折射率为，光轴面位于β角范围内，并与a轴相交5°，问正长石的光性 正负与光性方位2011晶体光学试题答案
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