名词解释
1. 光轴角（2V）：两光轴相交的锐角
2. 贝克线：在偏光显微镜下观察矿物切面光线较集中的一方沿矿物边缘形成的一条亮带。
3. 洛多奇尼科夫色散效应：当两种介质折射率相差很小时，贝克线发生变化，在折射率较低的
矿物一边出现橙黄色细线，在折射率较高的矿物一边出现浅蓝色细线的现象。
4. 糙面：是在偏光显微镜下所见矿物粗糙的表面，是光线通过矿片后产生的一种光学效应。
5. 闪突起：是旋转物台时，矿物切面的突起时高时低，发生闪动变化的现象。
6. 矿物的颜色：是矿物在单偏光镜下的色泽。
7. 多色性：是非均质体矿物颜色色彩发生改变呈多种色彩的现象。
8. 糙面：偏光显微镜下所见的矿物的粗糙表面，是光线通过矿片后产生的一种光学效应。
9. 吸收性：矿物颜色深浅发生改变的现象。
10. 消光：正交偏光镜下透明矿物矿片呈现黑暗的现象。
11. 消光位：在正交偏光镜下处于消光时的位置。
12. 全消光：旋转物台 360 度，矿片始终保持黑暗的现象。
13. 干涉色：正交显微镜下用白光观察时，非均质体矿片呈现的各种颜色。
14. 补色法则：在正交偏光镜间，两个非均质体任意方向的切片（除垂直光轴外的），在 45 度位
置重叠时，两矿片光率体椭圆半径同名半径平行，总光程差等于原来两矿片光程差之和，表现为干涉色升高。异名半径平行时，总光程差等于原来两矿片光程差之差，其干涉色降低。
15. 消色：当光率体椭圆异名半径平行时，总光程差R=0 时，矿片黑暗的现象。
16. 延性：矿物晶体沿着一个或两个光率体椭圆半径方向延长的习性。
17. 正延性：切面延长方向与其光率体椭圆长半径平行或交角小于45 度。
18. 负延性：切面延长方向与其光率体椭圆短半径平行或交角小于45 度。
19. 单偏光：垂直光波传播方向的某一个固定方向上振动的光波。
20. 自然光：垂直光波传播方向的平面内各个方向上都有等振幅的光振动的光波。
21. 双折射率：光波进入非均质体分解为两种偏光后，这两种偏光折射率的差值。
22. 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。
23. 光性方位：是指光率体在晶体中的定向，以光率体主轴与晶体结晶轴之间的相互关系表示。
24. 解理：是指矿物受外力作用后延一定结晶学方向裂成光滑平面的性质。
25. 平行消光：矿片在消光位时，矿物的解理纹
26. 均质体：光学性质在各个方向上都是相同的矿物。
27. 光性非均质体：光学性质随方向不同而异的矿物。
28. Bxa：两光轴所夹锐角的平分线。
29. Bxo: 两光轴所夹钝角的平分线。
填空
1. 单偏光镜下观察晶体的晶形、解理、突起、颜色这几种光学性质。
2. 正交偏光镜下观察晶体的最高干涉色、最大双折射率、消光类型及消光角、延性符号、双晶
这几种光学性质。
3. 单偏光镜下观察晶体的干涉图、轴性、光性符号、光轴角这几种光学性质。
4. 下降物台贝克线向折射率大的介质一方移动。
5. 下降载物台，贝克线向树胶移动，矿物为负突起；贝克线向矿物移动，矿物为正突起
6. 具有闪突起的矿物一般最大双折率较大，而且最大最小折射率分别属于两个不同等级的折射率
范围
7. 平行OA 或平行OAP 的切面闪突起最明显。
8. 解理纹的可见度与矿物的解理性质、矿物的切面方向、N 矿与N 胶的差值等因素有关。
9. 消光类型分为平行消光、对称消光和斜消光
10. 均质体任意切面和非均质体垂直OA 的切面可以形成全消光。
11. 矿物的颜色与矿物的化学成分、晶体的结构特点、晶体缺陷、杂质及超显微包裹等因素
有关
12. 云母试板多用于干涉色为II 级黄以上的矿片观察，石膏试板多用于干涉色为II 级黄以下
的矿片观察
13. 观察干涉图时，换用高倍物镜的作用在于能接纳较大范围的倾斜入射光波以观察到范围较大、
波形较完整的干涉图。
14. 定向切面种类有一轴晶垂直OA 切面、一轴晶平行OA 切面、二轴晶垂直Bxa 切面、二轴
晶垂直Bxo 切面、二轴晶直OA 切面、二轴晶平行OAP 切面、二轴晶平行一个光率体主轴的切面、垂直解理面的切面、垂直c 轴切面、平行解理面的切面
15. 糙面明显程度主要取决于矿物折射率与树胶折射率的差值
16. 云母试板光程差147mm ，干涉色一级亮灰，石膏试板光程差550mm，干涉色一级紫红。
17. 干涉色高低取决于光程差、矿片的性质、矿片的切面方向、矿片的厚度
三．判断改错
1. 二轴晶光率体任意切面上都有Nm 错二轴晶光率体的垂直光轴 OA 切面、垂直锐角等分线 Bxa 切面、垂直钝角等分线 Bxo 切面、垂直光轴面 NgNp 的斜交切面上有 Nm
2. 一轴晶正光性光率体放倒了是否能成为负光性光率体错
正、负光率体的倒放的同时改变了其光轴方向，所以错误。
3. 正突起是否向上突起？负突起是否向下凹陷？错
此处“正负”是指矿物折射率“大于”还是“小于”树胶的折射率，并不是指突起向上还是向下。
4. 具有闪突起的晶体无论在任何切面都能见到闪突起错垂直光轴切面无闪突起
5. 多色性明显和吸收性强有必然的联系错
有的矿物多色性很明显，吸收性也很强，如普通角闪石；有的矿物多色性明显，但吸收
性不强，紫苏辉石；有的矿物多色性不是很明显，但吸收性很强，如黑云母。
四．实验操作
1. 非均质体矿片上光率体椭圆半径方位和名称的测定步骤。
①将选好的矿片移至视域中心，转物台使矿片消光。此时矿片光率体椭圆半径方向与目镜十字丝方向一致
②转物台45°，使矿片干涉色最亮。此时矿片光率体椭圆半径方向与十字丝成45°交角，即与将插入的试板光率体椭圆半径方向一致
③插入试板，确定干涉色是升高还是降低。若干涉色降低，说明矿片与试板光率体椭圆异名半径平行：平行试板边长方向的矿片光率体椭圆半径为长半径，另一方向为短半径④插入试板后，若干涉色升高，说明矿片与试板光率体椭圆同名半径平行：平行试板边长方向的矿片光率体椭圆半径为短半径，另一方向为长半径
2. 楔形边法测定矿物最高干涉色级序的步骤。
①选择切面。一轴晶应为平行 OA 切面，二轴晶应为平行 OAP 切面，若为有色矿物，此类切面多色行最明显。总的原则是：首先要选择边缘色圈较多者，其次要选择切面主体表面干涉色较高者。若矿物的族名、光性方位已知，自行程度，则切面形态、解理纹方向也可作为选切面的依据
②将选定的切面移至视域中心，从消光位转物台
45°，观察切面主体干涉色彩
③选择切面边缘干涉色色圈带较宽的区域，查明其中红色条带的数量，若为 n 条，则其干涉色级别为（ n+1）级。当干涉色带较窄时，可用高倍
物镜进行观察
④干涉色的级数加上切面主体干涉色即为切面干涉色级序
⑤为了确保测定准确，重复①至④步骤，多测几个切面，从中选取最高的干涉色作为矿物的最高干涉色
3. 用云母试板、石膏试板测定矿物最高干涉色级序的步骤。
①选择切面。切面的种类及其特征如楔形边法中所述②将选好的切面移至视域中心，先后在
+45°位和—45°位分别加入石膏试板和云母试板，观察矿物干涉色的升降变化，对照表，确定矿片的干涉色级序。若两种试板判别结果一致，矿片干涉色测定结果正确。
③重复①、②步，多观察几个切面，选取其中最高的干涉色作为矿物的最高干涉色
4. 以普通角闪石为例，试述消光角的测定步骤。
①选择符合要求的切面，将切面移至视域中心，在单偏光镜下使已知结晶方向平行纵丝
（或横丝）记录物台读数 x1
②旋转物台使矿片消光，则切面光率体
椭圆半径与十字丝方向一致，记录物台读数 x2，算出α= |x1—x2|。并作素描图，标出光率体椭圆半径方及其与结晶方向的夹角α
③旋转物台45°，矿片干涉色最亮。从试板孔中插入试板，根据干涉色升降确定光率体椭圆
半径名称。
④写出消光角公式。
5. 以黑电气石为例，试述一轴晶多色性公式和吸收性公式的测定步骤？
（1）选择切面。选择平行 OA 切面，该切面光率体椭圆半径分别为No、 Ne.平行 OA 切面有以下特征：单色光镜下多色性变化最明显正交偏光镜下干涉色最高锥偏光镜下干涉图为闪图
（2）将选好的切面置于视域中心，测定切面光率体椭圆半径的方位和名称：正光性矿物，长半
径为 Ne，短半径为 No ；负光性下矿物长半径为 No 短半径为 Ne （ 3）将 Ne//PP（正交偏光镜下消光），单偏光镜下观察矿片颜色，记录Ne=xx 色
（4）使 No//PP（即从 Ne//PP 的位置上转物台 90?，正交偏光镜下消光），单偏光镜下观察矿片颜色 ,记录 No=XX 色
（5）对比 No、Ne 颜色深浅程度，写出多色性吸收公式
6. 以普通角闪石为例，简述二轴晶多色性公式和吸收性公式的测定步骤？
（ 1）选择垂直 OA 切面，该切面为圆切面，半径为 Nm 。该切面的特点：单色光下无多色性正交偏光镜下全消光锥偏光镜下为二轴晶垂直 OA 干涉图
（ 2）将垂直 OA 切面移至视域中心，单色光镜下观察矿片颜色，记录Nm=XX 色
（ 3）选择平行 OAP 切面，该切面的光率体椭圆半径分别为Ng、Np。该切面像其他有
色非均质体的平行 OAP 切面一样，其特征是：单偏光镜下多色性最明显正交偏光镜下干涉色最高锥偏光镜下干涉图为闪图
（ 4）将平行 OAP 切面移至视域中心，测定切面光率体椭圆半径的方向和名称，并绘制切面形态素描图，标以光率体椭圆半径方位和名称
（5）使 Ng//PP（正交偏光镜下消光），单偏光镜下观察矿片颜色，记录 Ng=XX 色
（6）使 Np//PP（从 Np//PP 的位置上转物台 90?，光镜下消光），单偏光镜下观察矿片颜色，记录 Np=XX 色
（7）对比 Np、 Nm、Ng 颜色深浅程度，写出多色性吸收公式
五．问答题
1. 突起一般划为几级？各个等级的折射率范围和镜下鉴定特征是什么？突起级别折射率糙面及边缘
特征实例负高突起 <1.48 糙面及边缘显著，下降物台，贝克线移向树胶萤石负低突起 1.48－ 1.54 表面光滑，边缘不显著，下降物台，贝克线移向树胶。正长石、白榴石正低突起 1.54－ 1.60 表面光滑，边缘不显著，下降物台，贝克线移向矿物。石英（偏低），白云母（偏高）正中突起 1.60－ 1.66 糙面较显著，边缘较粗，下降物台，贝克线移向矿物黑云母、磷灰石、透闪石正高突起 1.66－ 1.78 糙面显著，边缘明显且较宽，下降物台，贝克线移向矿物辉石、橄榄石正极高突起 >1.78 糙面显著，边缘很宽很黑，下降物台，贝克线移向矿物榍石、石榴石
2. 写出I —III 级干涉色色序名称。第一级序：暗灰—灰白—浅黄—亮黄—橙—紫红第二级序：
蓝—蓝绿—绿—黄—橙—紫红第三级序：蓝绿—绿—黄—橙—红
3. 简述I、II 、III 级干涉是的特点。第 I 级：色调灰暗，有独特的灰色、灰白色，缺少蓝色、绿
色。第 II 级：色调鲜艳、较纯，各色带之间的界线较清晰，蓝色带宽，使后面与绿色带的过渡带变为蓝绿色。
第 III 级：色调浅淡，各色带之间的界线不清晰，绿色带宽，影响到前面的蓝色带，是蓝色带变为蓝绿色，并使后面的黄色变为黄绿色。
4. 各种消光类型的特点是什么？
平行消光：矿片在消光位时，矿物的解理纹、双晶纹、晶面纹等与目镜十字丝之一平行。对称消光：矿片在消光位时，切面上的两组解理纹，或两组双晶纹，或两个方向的晶面纹的夹角等分线与十字丝方向一致斜消光：矿片在消光位时，矿物的解理纹、双晶纹、晶面纹等与目镜十字丝斜交
5. 简明描述普通角闪石的光学性质？
手标本上多呈暗绿色、暗褐—黑色，薄片中呈绿色，褐色。单斜晶系晶体多呈长柱状，多色性为 Ng=深绿，蓝绿， Ng=绿，黄绿， Np=淡绿，淡黄绿。吸收性为 Ng>Nm>Np。正中—正高突起。 Np=1.638 ～ 1.701,Nm=1.630 ～ 1.691,Ng=1.638～ 1.701,Ng-Np=0.018 ～ 0.020.最高干涉色为 I 级橙红——Ⅱ级蓝，单斜角闪石消光类型， Ng∧c=12 °～24°，但通常在20°左右。简单双晶和聚片双晶常见。二轴（—），2V=52°～89°, 但多数为66°～ 85 °。解理（ 110）和（ 001）两组，夹角 54 度。延性符号：沿晶体延长和解理方向为正延性。
6. 为什么有的矿物（如橄榄石）边缘明显，有的矿物（如石英）轮廓看不清楚？薄片中矿物边缘的
明显程度取决于矿物折射率与树胶折射率的差值。差值越大，边缘越粗黑，形态越明显；差值越小，边缘越淡细，轮廓模糊不清。
7. 偏光显微镜下如何确定一轴晶垂直OA 切面、平行OA 切面和二轴晶垂直OA 切面、平行OAP
切面？
一轴晶：垂直 OA 切面在单偏光镜下无多色性和吸收性；在正交偏光镜下全消光；在锥偏光镜下干涉图像由黑十字和同心圆干涉色圈组成，黑十字交点位于十字丝中心，转动物台
360°,干涉图不发生变化。
平行 OA 切面在单偏光镜下多色性、吸收性最明显；在正交偏光镜下显示最高干涉色；二轴晶：垂直 OA 切面在单偏光镜下无多色性和吸收性；在正交偏光镜下全消光；在锥偏光镜下的干涉图像，当光轴面与上下偏光镜振动方向之一平行时，干涉图由一条直的黑带和卵形干涉色圈组成。转动载物台，黑带发生弯曲。
平行 OAP 切面在但偏光镜下多色性吸、吸收性最明显；在正交偏光镜下显示最高干涉色；在锥偏光镜下干涉图像与一轴晶垂直 OA 干涉图像类似。
8. 一轴晶垂直OA 切面干涉图图像特征及其应用。
图像特点：
①由黑十字和同心圆干涉色圈组成，黑十字交点位于十字丝中心。
②干涉色圈以黑十字交点为中心，成同心环状。干涉色圈的多少，取决于矿物双折率的大
小及矿片厚度。
③转动物台360°,干涉图不发生变化。
应用：①确定轴性和切面方向，根据图像特点,可确定为一轴晶垂直光轴的切面
②测定光性符号
9. 一轴晶平行OA 切面干涉图图像特征及其应用。
特征：平行光轴切面的干涉图：当光轴方向与上下偏光镜振动方向之一平行时，为一粗大的模糊的黑十字，转动载物台，粗大黑十字从中心分裂，并讯速沿光轴方向退出视域。干涉图位闪图
应用：确定切面方位，确定光性符号
10. 一轴晶任意切面（斜交OA 切面）干涉图图像特征及其应用。
特征：图像相当于垂直光轴的一部分，可分为近于垂直 OA 切面，近于平行 OA 切面，
与 OA 交角较小的切面。
第一类，干涉图中 OA 的出露点与十字丝交点不重合，但仍在视域内，其干涉图是一个不对称的垂直 OA 切面干涉图。旋转物台时，黑十字交点绕十字丝交点做圆周运动，干涉色圈随之转动；
第二类，干涉图仍为闪图，但闪图速度较慢；
第三类， OA 出露点不在视域内，视域内见不到黑十字交点，最多只能见到一个闪带，旋转物台，黑十字交点之外的四段黑带轮流在视域内上下、左右平行移动，干涉圈随之转动‘ 应用：第一类，可用于确定矿物的轴性和光性符号，但不能准确定向切面方位；第二类，不能确定轴性，若轴性已知，仍能利用此图确定矿物的光性符号，但不能在此切面上测定矿物最大折射率和最高干涉色；第三类，不能准确判定切面方位，但仍可用于判定矿物的轴性和光性符号。
11. 二轴晶垂直OA 切面干涉图图像特征及其应用。
特征：①图像特点相当于垂直锐角等分线(⊥ Bxa)切面的干涉图的一半。②当光轴面与上下偏光镜振动方向之一平行时，干涉图由一条直的黑带和卵形干涉色圈组成。
③转动载物台，黑带发生弯曲，这是与一轴晶垂
直光轴切面干涉图的区别之一。应用：①确定轴性和切面方向。根据图像特点,可确定为二轴晶垂直一个光轴的切面 .
②测定光性符号。
⑶估计光轴角的大小。当光轴面与上下偏光镜振动方向成45°夹角时，黑带的弯曲程度
与光轴角大小成反比，光轴角愈大，黑带的弯曲程度愈小。
12. 二轴晶垂直Bxa 切面干涉图图像特征及其应用。特征：①当光轴面与上下偏光镜振动方向之一
平行时，干涉图由黑十字和“∞干”涉色圈组成，干涉色圈的多少，取决于矿物双折率的大小及矿片厚度。
②转动载物台，黑十字从中心分裂形成两个弯曲的黑带，当光轴面与上下偏光镜振动方向成
45°夹角时，两个弯曲的黑带顶点之间距离最远。
③转动载物台90°时，弯曲黑带又合成黑十字，但其粗细黑带已更换了位置。应用：①确定轴
性和切面方向。根据图像特点,可确定为二轴晶垂直锐角等分线( ⊥ Bxa)的切面 .
②测定光性符号。 Bxa =Ng 正光性 Bxa =Np 负光性
13. 二轴晶垂直OA 切面干涉图与一轴晶斜交OA 切面干涉图异同点是什么？
一轴晶斜交 OA 切面干涉图与二轴晶垂直 OA 切面干涉图虽然有些位置相似，但后者是不同的黑带在视域内轮换平行移动，而且黑带要退出视域；而前者是同一黑带在视域内伸直、弯曲、旋转变化，不退出视域。
14. 二轴晶垂直Bxa 切面干涉图与一轴晶垂直OA 切面干涉图异同点是什么？①有些位置上干涉图
均是由黑十字和干涉色圈组成，黑十字交点位于十字丝中心；且干涉圈多少均取决于矿物双折率的大小及矿片厚度。但后者干涉色圈以黑十字交点为中心，成同心环状。干涉色圈的多少，前者干涉图由黑十字和“∞干”涉色圈组成。②后者转动物台360°,干涉图不发生变化；前者转动载物台，黑十字从中心分裂形成两个弯曲的黑带，当光轴面与上下偏光镜振动方向成45°夹角时，两个弯曲的黑带顶点
之间距离最远。
③转动载物台90°时，弯曲黑带又合成黑十字，但其粗细黑带已更换了位置
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
《光学》期末考试试卷 一、（23分）填空和判断（在括号内，对的打√，错的打3）。 1．（5分）偏振光可以具有不同的偏振太，这些偏振态包括_____、______、_______、______、______、______。 2．（4分）波长为１?的伦琴射线被碳散射，在散射角为90°方向上进行观察，则康普顿位移△λ=_________。 3．费马原理是指。 4．光在真空中传播速度只有一个，即光速C，而电子可以有ｖC的任何速度；电子有静止质量，而光子的静止质量为。 5．对光具组来说，物方焦点和象方焦点是一对共轭点。（） 6．棱镜光谱仪的色分辨本领与棱镜底面的宽度成正比；光栅光谱仪的色分辨本领与光栅的狭缝总数成正比。（） 7．平板厚度增加时，等倾干涉条纹变疏，且往里移动。（） 8．在夫琅和费圆孔衍射中，当圆孔变小时，中央亮斑的直径增大；当光源的波长减小时，中央亮斑的直径减小。（） 9．同一种光在不同介质中有不同的波长，因而同一种光在不同介质中观察有不同的颜色。（） 二、（27分）选择题（将对的答案编号写在括号内） 1．将扬氏双缝干涉实验装置放入折射率为Ｎ的介质中，其条纹间隔是空气中的（）A．倍B．倍C．倍D．n倍 2．在菲湟耳圆屏衍射的几何阴影中心处（） A．永远是个亮点，其强度只与入射光强有关 B．永远是个亮点，其强度随着圆屏的大小而变 C．有时是亮点，有时是暗点 3．光具组的入射光瞳、有效光阑，出射光瞳之间的关系一般为（） A．入射光瞳和有效光阑对整个光具组共轭 B．出射光瞳和有效光阑对整个光具组共轭 C．入射光瞳和出射光瞳对整个光具组共轭 4．一束平面偏振光以布儒斯特角入射到两个介质的界面，其振动面与入射面平行，此时反射光为（） A．振动方向垂直于入射面的平面偏振光 B．振动方向平行于入射面的平面偏振光 C．无反射光 5．通过一块二表面平行的玻璃板去看一个点光源，则这个点光源显得离观察者（） A．远了B．近了C．原来位置 6．使一条不平行主轴的光线，无偏折（即传播方向不变）的通过厚透镜，满足的条件是入射光线必须通过（） A．光心B．物方焦点C．物方节点D．象方焦点 7．（5分）用迈克耳逊干涉仪观察单色光的干涉，当反射镜M1移动0.1mm时，瞄准点的干涉条纹移过了400条，那么所用波长为（） A．5000? B．4987? C．2500? D．三个数据都不对 8．（5分）一波长为5000?的单色平行光，垂直射到0.02cm宽的狭缝上，在夫琅禾费衍射
<光学>期终试卷(一) 班级学号姓名成绩 一.选择题(每小题分,共25分每小题只有一个正确答案) 1.下列说法正确的是 A.薄的凸透镜对入射光线一定是会聚的; B.薄的凹透镜对入射光线一定是发散的 C.入射光的发散或会聚程度对厚凸、凹透镜的光焦度有影响 D.厚凸、凹透镜对入射光线可能是会聚的,也可能是发散的 2.光从一种介质进入另一种介质时,不发生变化的是 A.频率; B.波长 C.速度; D.传播方向 3.在菲涅尔双面镜干涉实验中,减少条纹间距的方法有 A.增大入射光的波长; B.增大接收屏与镜的距离 C.增大两平面镜的夹角; D.减小光源与双面镜交线的距离 4.白光正入射到空气中的一个厚度为3800埃的肥皂水膜上,水膜正面呈现什么颜 色(肥皂水的折射率为 A.红色 B.紫红色 C.绿色 D.青色 5.光栅光谱谱线的半角宽度Δθ与下列哪项无关? A.谱线的衍射角 B.光谱的级次 C.光栅常数 D.光栅的总缝数 6.光是由量子组成的,如光电效应所显示的那样,已发现光电流依赖一于 A.入射光的颜色 B.入射光的频率 C. 仅仅入射光的强度 D,入射光的强度与颜色 7.球面波自由传播时,整个波面上各次波源在空间某P点的合振动之振幅等于第一 个半波带在P点产生的振动之振幅的
2倍倍倍倍 8.天文望远镜物镜的直径很大,其目的不是为了 A.提高入射光的光强 B.提高分辨本领 C.能看到更大的像 D.能看到更清晰的像 9.使用检偏器观察一束光时,强度有一最大但无消光位置,在检偏器前置一1/4波片,使其光轴与上述强度最大的位置平行,通过检偏器观察时有一消光位置,这束光是: A.平面偏振光 B.椭圆偏振光 C.部分偏振光 D.圆偏振光和平面偏振光的混合 10.关于单轴晶体,下列哪种描述是正确的? A.负晶体,V 0> V e ,n
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；
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
《光 学》期末考试试卷 一、（23分）填空和判断（在括号内，对的打√，错的打3）。 1．（5分）偏振光可以具有不同的偏振太，这些偏振态包括_____、______、_______、______、______、______。 2．（4分）波长为１?的伦琴射线被碳散射，在散射角为90°方向上进行观察，则康普顿位移△λ=_________。 3．费马原理是指 。 4．光在真空中传播速度只有一个，即光速C ，而电子可以有ｖ C 的任何速度；电子有静止质量，而光子的静止质量为 。 5．对光具组来说，物方焦点和象方焦点是一对共轭点。（ ） 6．棱镜光谱仪的色分辨本领与棱镜底面的宽度成正比；光栅光谱仪的色分辨本领与光栅的狭缝总数成正比。（ ） 7．平板厚度增加时，等倾干涉条纹变疏，且往里移动。 （ ） 8．在夫琅和费圆孔衍射中，当圆孔变小时，中央亮斑的直径增大；当光源的波长减小时，中央亮斑的直径减小。（ ） 9．同一种光在不同介质中有不同的波长，因而同一种光在不同介质中观察有不同的颜色。（ ） 二、（27分）选择题（将对的答案编号写在括号内） 1．将扬氏双缝干涉实验装置放入折射率为Ｎ的介质中，其条纹间隔是空气中的（ ） A ．n 1倍 B ．n 倍 C ． n 1倍 D ．n 倍 2．在菲湟耳圆屏衍射的几何阴影中心处（ ） A ．永远是个亮点，其强度只与入射光强有关 B ．永远是个亮点，其强度随着圆屏的大小而变 C ．有时是亮点，有时是暗点
3．光具组的入射光瞳、有效光阑，出射光瞳之间的关系一般为（） A．入射光瞳和有效光阑对整个光具组共轭 B．出射光瞳和有效光阑对整个光具组共轭 C．入射光瞳和出射光瞳对整个光具组共轭 4．一束平面偏振光以布儒斯特角入射到两个介质的界面，其振动面与入射面平行，此时反射光为（） A．振动方向垂直于入射面的平面偏振光 B．振动方向平行于入射面的平面偏振光 C．无反射光 5．通过一块二表面平行的玻璃板去看一个点光源，则这个点光源显得离观察者（）A．远了B．近了C．原来位置 6．使一条不平行主轴的光线，无偏折（即传播方向不变）的通过厚透镜，满足的条件是入射光线必须通过（） A．光心B．物方焦点C．物方节点D．象方焦点 7．（5分）用迈克耳逊干涉仪观察单色光的干涉，当反射镜M1移动0.1mm时，瞄准点的干涉条纹移过了400条，那么所用波长为（） A．5000? B．4987? C．2500? D．三个数据都不对 8．（5分）一波长为5000?的单色平行光，垂直射到0.02cm宽的狭缝上，在夫琅禾费衍射花样中心两旁第二条暗纹之间的距离为3mm，则所用透镜的焦距为（） A．60mm B．60cm C．30mm D．30cm 9．（5分）用单色光观察牛顿环，测得某一亮环直径为3mm，在它外边第5个亮环直径为4.6mm，用平凸透镜的凸面曲率半径为1.0m，则此单色光的波长为（） A．5903 ? B．6080 ? C．7600 ? D．三个数据都不对 注：以上不标明分数的题均为2分。
一．名词解释 1.光轴角（2V）： 两光轴相交的锐角 2.xx线： 在偏光显微镜下观察矿物切面光线较集中的一方沿矿物边缘形成的一条亮带。 3.洛多奇xx色散效应： 当两种介质折射率相差很小时，贝克线发生变化，在折射率较低的矿物一边出现橙黄色细线，在折射率较高的矿物一边出现浅蓝色细线的现象。 4.糙面： 是在偏光显微镜下所见矿物粗糙的表面，是光线通过矿片后产生的一种光学效应。 5.闪突起： 是旋转物台时，矿物切面的突起时高时低，发生闪动变化的现象。 6.矿物的颜色： 是矿物在单偏光镜下的色泽。 7.多色性： 是非均质体矿物颜色色彩发生改变呈多种色彩的现象。 8.糙面： 偏光显微镜下所见的矿物的粗糙表面，是光线通过矿片后产生的一种光学效应。 9.吸收性：
矿物颜色深浅发生改变的现象。 10.消光： 正交偏光镜下透明矿物矿片呈现黑暗的现象。 11.消光位： 在正交偏光镜下处于消光时的位置。 12.全消光： 旋转物台360度，矿片始终保持黑暗的现象。 13.干涉色： 正交显微镜下用白光观察时，非均质体矿片呈现的各种颜色。 14.补色法则： 在正交偏光镜间，两个非均质体任意方向的切片（除垂直光轴外的），在45度位置重叠时，两矿片光率体椭圆半径同名半径平行，总光程差等于原来两矿片光程差之和，表现为干涉色升高。异名半径平行时，总光程差等于原来两矿片光程差之差，其干涉色降低。 15.消色： 当光率体椭圆异名半径平行时，总光程差R=0时，矿片黑暗的现象。 16.延性： 矿物晶体沿着一个或两个光率体椭圆半径方向延长的习性。 17.正延性： 切面延长方向与其光率体椭圆长半径平行或交角小于45度。 18.负延性： 切面延长方向与其光率体椭圆短半径平行或交角小于45度。
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 物电学院2013~2014学年（一）学期《光学》期末考试 A 卷 专业 班级 姓名 学号 温馨提示： 1、请按照要求把答案写在答题本上； 2、试卷和答题本都要上交！ 一.单项选择题(2×10=20分)。 1. 在杨氏双缝干涉实验中，如果在上面的缝中，插入一个折射率为n ，厚度为d 的玻璃片，那么相应的干涉光的光程差将改变 A. nd ； B. d n )1(-； C. d n )1(+； D.d 。 2. 下面对薄膜干涉的描述，正确的是 A. 薄膜厚度相等的是等厚干涉，厚度不等的是等倾干涉； B. 无论等厚干涉还是等倾干涉，干涉光之间都有半波损失； C. 为了更好的观测效果，实验中必须使用点光源； D. 等倾干涉图样中，越靠近圆心处条纹的级数越高。 3. 在多缝干涉实验中，如果缝的个数N 个，则下面说法正确的是 A. 有N 个主极大值 ； B. 在两个主极大值之间有N 个极小值； C. 各个主最大值光强相等； D. 在两个主极大值之间有N-1个次最大值。 4. 如果圆孔具有一定大小的半径使得对于某位置只有波面上前3个半波带露出，那么它的光强和不用光阑时该位置的光强之比为 A. 1； B. 2； C. 4； D. 8。 5. 在夫琅和费单缝衍射实验中，若减小缝宽，其他条件不变，则中央明条纹 A. 宽度变小； B. 宽度变大； C. 宽度不变，强度不变； D. 宽度不变，强度变小。 6. 下面两列光波()?? ???? ??? ??--+-=2cos cos 01πωωkz t kz t A y x 和()????? ???? ??+-+-=2sin sin 02πωωkz t kz t A y x 的偏振态为 A. 左旋圆偏振光，右旋圆偏振光； B. 左旋圆偏振光，左旋圆偏振光； C. 右旋圆偏振光，左旋圆偏振光； D. 右旋圆偏振光，右旋圆偏振光。 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） 《光 学》期末考试试卷 一、（ 分）填空和判断（在括号内，对的打√，错的打×）。 ．（ 分）偏振光可以具有不同的偏振太，这些偏振态包括 、 、 、 、 、 。 ．（ 分）波长为１ 的伦琴射线被碳散射，在散射角为 °方向上进行观察，则康普顿位移△λ 。 ．费马原理是指。 ．光在真空中传播速度只有一个，即光速 ，而电子可以有ｖ 的任何速度；电子有静止质量，而光子的静止质量为。 ．对光具组来说，物方焦点和象方焦点是一对共轭点。（） ．棱镜光谱仪的色分辨本领与棱镜底面的宽度成正比；光栅光谱仪的色分辨本领与光栅的狭缝总数成正比。（） ．平板厚度增加时，等倾干涉条纹变疏，且往里移动。 （ ） ．在夫琅和费圆孔衍射中，当圆孔变小时，中央亮斑的直径增大；当光源的波长减小时，中央亮斑的直径减小。（） ．同一种光在不同介质中有不同的波长，因而同一种光在不同介质中观察有不同的颜色。（） 二、（ 分）选择题（将对的答案编号写在括号内） ．将扬氏双缝干涉实验装置放入折射率为Ｎ的介质中，其条纹间隔是空气中的（） ．倍 ．倍 ．倍 ． 倍 ．在菲湟耳圆屏衍射的几何阴影中心处（） ．永远是个亮点，其强度只与入射光强有关 ．永远是个亮点，其强度随着圆屏的大小而变 ．有时是亮点，有时是暗点 ．光具组的入射光瞳、有效光阑，出射光瞳之间的关系一般为（） ．入射光瞳和有效光阑对整个光具组共轭 ．出射光瞳和有效光阑对整个光具组共轭 ．入射光瞳和出射光瞳对整个光具组共轭 ．一束平面偏振光以布儒斯特角入射到两个介质的界面，其振动面与入射面平行，此时反射光为（ ） ．振动方向垂直于入射面的平面偏振光 ．振动方向平行于入射面的平面偏振光 ．无反射光 ．通过一块二表面平行的玻璃板去看一个点光源，则这个点光源显得离观察者（ ） ．远了 ．近了 ．原来位置 ．使一条不平行主轴的光线，无偏折（即传播方向不变）的通过厚透镜，满足的条件是入射光线必须通过（ ） ．光心 ．物方焦点 ．物方节点 ．象方焦点 ．（ 分）用迈克耳逊干涉仪观察单色光的干涉，当反射镜 移动 时，瞄准点的干涉条纹移过了 条，那么所用波长为（ ） ． ． ． ．三个数据都不对 ．（ 分）一波长为 的单色平行光，垂直射到 宽的狭缝上，在夫琅禾费衍射花样中心两旁第二条暗纹之间的距离为 ，则所用透镜的焦距为（ ） 班号学号姓名成绩 2013年北京航空航天大学《工程光学（I）》期中考试试题 一、填空题（本题共20分，每空2分） 1、一个折射率为1.52的双凸薄透镜，其中一个折射面的曲率半径是另一个折 射面的2倍，且其焦距为5cm，则这两个折射面的曲率半径分别是（）cm和（）cm。 2、一个物方、像方折射率相同的折射光学系统对实物成像时，其垂轴放大率 -1<β<0 ，则成（）（正立/倒立）的实像。 3、限制轴上物点成像光束宽度的光阑是（），而（）在此基础上进一步限制轴 外物点的成像光束宽度。 4、为减小测量误差，测量仪器一般采用（）光路。 5、一个透镜紧贴水面使用，如果测得空气端的焦距为100mm，则水面端的焦距 大小为（）mm（设水的折射率为1.33）。 6、厚度为L、折射率为n的玻璃板，其等效空气层的厚度为（）。 7、在组合系统中，光学间隔定义为（）。有时 用它来区分显微镜和望远镜，那么对于望远镜，光学间隔 等于（）。 二、简答题（本题共20分，每题4分）。 1、光线的含义是什么？波面的含义是什么？二者的关系是什么？ 2、请描述马吕斯定律，并说明它的含义是什么，且与折射与反射定律、费马原理的关系。 3、请写出发生全反射的条件，若光从折射率n 1的介质到折射率n 2 的介质界面发 生全反射，请写出全反射临界角公式。 4、在光学系统中，棱镜主要起什么作用，且普通棱镜与屋脊棱镜在结构、作用上的主要区别是什么？ 5、利用解析法来研究物像关系有哪两种公式，请写出关系式并说明每个物理量的含义。 三、作图题（本题共16分，每题4分）。 1、用图解法求下列图中物体的像，并指出像的虚实： 2、用图解法求下列图中物体的像，并指出像的虚实： 3、求物AB的像，并注明系统像方的基点位置和焦距 4、判断光学系统成像的方向 一、选择题 (每题2分，共20分) 1．关于晶体的对称操作，下列说法正确的是（ C ） ①若某方向为6度轴，此方向肯定同时也是3度轴和2度轴； ②不可能有高于6次的旋转反演轴，即只存在6,5,4,3,2次旋转反演轴； ③旋转操作以及旋转反射操作都属于第一类对称操作； ④2次旋转反演操作和垂直于该轴的反射操作的效果是相同的。 A ①②④ B ③④ C ①④ D ①②③④ 2．以y 为轴，逆时针旋转θ角的坐标变换矩阵为（ A ） ????? ??-θθθθcos 0sin 010sin 0cos A ??? ? ? ??-θθθθcos 0sin 010sin 0cos B ??? ?? ??θθθθcos 0sin 010sin 0cos C ???? ? ??--θθθθcos 0sin 010sin 0cos D 3．关于单轴晶体的正常光与反常光，下列说法正确的是（ B ） ① O 光的光波方向与光线方向一致，离散角等于零； ② O 光的光波方向与光线方向不一致，离散角不等于零； ③ e 光的光波方向与光线方向一致，离散角等于零； ④ e 光的光波方向与光线方向不一致，离散角不等于零； A ①③ B ①④ C ②③ D ②④ 4．将坐标系以Z 为轴逆时针转045后，用旧坐标表示新坐标的表达式为（ D ） A ．z z y x y y x x ='+='-=',22 22 ,2222 B ．z z y x y y x x ='-='+=',22 22 ,22 22 C ．z z y x y y x x ='+-='-=',22 22 ,22 22 D ．z z y x y y x x ='+-='+=',22 22 ,22 22 天津大学工程光学（上）期末考试试卷 一．问答题：（共12分，每题3分） 1．摄影物镜的三个重要参数是什么？它们分别决定系统的什么性质？ 2．为了保证测量精度，测量仪器一般采用什么光路？为什么？ 3．显微物镜、望远物镜、照相物镜各应校正什么像差？为什么？ 4．评价像质的方法主要有哪几种？各有什么优缺点？ 二．图解法求像或判断成像方向：（共18分，每题3分） 1．求像A 'B ' 2．求像A 'B ' 3．求物AB 经理想光学系统后所成的像，并注明系统像方的基点位置和焦距 4．判断光学系统的成像方向 5．求入瞳及对无穷远成像时50%渐晕的视场 6．判断棱镜的成像方向 题2-3图 题2-2图 三．填空：（共10分，每题2分） 1．照明系统与成像系统之间的衔接关系为： ①________________________________________________ ②________________________________________________ 2．转像系统分____________________和___________________两大类， 其作用是：_________________________________________ 3．一学生带500度近视镜，则该近视镜的焦距为_________________, 该学生裸眼所能看清的最远距离为_________________。 4．光通过光学系统时能量的损失主要有：________________________, 题2-4图 题2-5图 题2-6图 ________________________和_______________________。 5．激光束聚焦要求用焦距较________的透镜，准直要用焦距较________的透镜。 四．计算题：（共60分） 1．一透镜焦距mm f 30'=，如在其前边放置一个x 6-=Γ的开普勒望远镜，求组合后系统的像方基点位 置和焦距，并画出光路图。（10分） 2．已知mm r 201=，mm r 202-=的双凸透镜，置于空气中。物A 位于第一球面前mm 50处，第二面镀反射膜。该物镜所成实像B 位于第一球面前mm 5，如图所示。若按薄透镜处理，求该透镜的折射率n 。（20分） 3．已知物镜焦距为mm 500，相对孔径101 ，对无穷远物体成像时，由物镜第一面到像平面的距离为 mm 400，物镜最后一面到像平面的距离为mm 300。 （1）按薄透镜处理，求物镜的结构参数；（8分） （2）若用该物镜构成开普勒望远镜，出瞳大小为mm 2，求望远镜的视觉放大率；（4分） （3）求目镜的焦距、放大率；（4分） （4）如果物镜的第一面为孔径光阑，求出瞳距；（6分） （5）望远镜的分辨率；（2分） （6）如果视度调节为折光度，目镜应能移动的距离。（2分） （7）画出光路图。（4分） 工程光学（上）期末考试参考答案 一． 简答题：（共12分，每题3分） 1．摄影物镜的三个重要参数是什么？它们分别决定系统的什么性质？ 答：摄影物镜的三个重要参数是：焦距'f 、相对孔径'/f D 和视场角ω2。焦距影响成像的大小，相对 孔径影响像面的照度和分辨率，视场角影响成像的范围。 2．为了保证测量精度，测量仪器一般采用什么光路？为什么？ 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 工程光学（下）期末考试试卷 一、填空题（每题2分，共20分） 1．在夫琅和费单缝衍射实验中，以钠黄光（波长为589nm ）垂直入射，若缝宽为0.1mm ，则第1极小出现在（ ）弧度的方向上。 2．一束准直的单色光正入射到一个直径为1cm 的汇聚透镜，透镜焦距为50cm ，测得透镜焦平面上衍射图样中央亮斑的直径是3 1066.6-?cm ，则光波波长为（ ）nm 。 3．已知闪耀光栅的闪耀角为15o ，光栅常数d=1μm ，平行光垂直于光栅平面入射时在一级光谱处得到最大光强，则入射光的波长为（ ）nm 。 4．晶体的旋光现象是（ ），其规律是（ ）。 5．渥拉斯棱镜的作用（ ），要使它获得较好的作用效果应（ ）。 6．() =?? ? ?????????-??????-??????110 01 01 1111i i 利用此关系可（ ）。 7．波片快轴的定义：（ ）。 8．光源的相干长度与相干时间的关系为（ ）。 相干长度愈长，说明光源的时间相干性（ ）。 9．获得相干光的方法有（ ）和（ ）。 10． 在两块平板玻璃A 和B 之间夹一薄纸片G ，形成空气劈尖。用单色光垂直照射劈尖，如图1所示。当稍稍用力下压玻璃板A 时，干涉条纹间距（ ），条纹向（ ）移动。若使平行单色光倾斜照射玻璃板（入射角01>i ），形成的干涉条纹与垂直照射时相比，条纹间距（ ）。 二、问答题（请选作5题并写明题号，每题6分，共30分） 1． 简要分析如图2所示夫琅和费衍射装置如有以下变动时，衍射图样会发生怎样的变 化？ 1）增大透镜L 2的焦距； 2）减小透镜L 2的口径； 3）衍射屏作垂直于光轴的移动（不超出入射光束照明范围）。 晶体光学考试试题 安徽工业经济职业技术学院 1、单偏光下晶体光学性质的研究内容有、、与等四种。 (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就是。 (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与。 (参考答案: 消光与干涉现象) 4、斜长石按An值可分为、与等三类。其中,具有卡钠联晶与聚片双晶的斜 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,就是切面,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 特征就是具有。 (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, 与组成,连接它们的就 是,薄片的标准厚度为,判别厚度的方法就是。 (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, 与。 (参考答案: 确定轴性与切面方向、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, , , 与等主要切面。 (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,而其她方向的切面则会出现消 晶体光学及光性矿物学中英文对照表 第一章晶体光学基础原理 光波Optical wave 可见光Visible light 单色光Homogeneous light 白光White light 自然光Natural light 偏振光Polarized light 平面偏振光Plane polarized light 偏光化作用Polarization 反射Reflection 折射Refraction 不透明矿物Opaque mineral 薄片Thinned section 透明矿物Transparent mineral 折射率Refractive index 全反射Total reflection 光性均质体Optical isotropic substance 光性非均质体Optical anisotropic substance 双折射Double refraction 双折射率Birefringence 光轴Optic axis 一轴晶Uniaxial crystal 二轴晶Biaxial crystal 常光Ordinary ray 非常光Extraordinary ray 主折射率Principal refraction index 最大双折射率Maximum birefringence 光性指示体Indicatrix 光率体Optic indicatrix 主轴Principal axis 主轴面Principal section 园切面Circular section 光性符号Optical sign 主截面Principal section 主折射率Principal refractive index 光轴面Optic axial plane 光轴角Optic axial angle 锐角等分线Acute bisectrix 钝角等分线Obtuse bisectrix 光轴角公式Optic angle equation 光性方位Optic orientation 色散Dispersion 折射率色散Refractive index dispersion 色散曲线Dispersion curve 双折射率色散Birefringence dispersion 光率体色散Indicatrix dispersion 第二章透明造岩矿物及宝石晶体光学鉴定常用仪器 孔径N*A numerical aperture 尼康NIKON 奥林珀斯OLYMPUS 第三章透明造岩矿物及宝石在单偏光镜下的晶体光学性质边缘Edge光学期末考试试卷
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