晶体光学复习资料
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 =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。
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：
Ne>No 正光性光率体（石英，长行旋转椭球体）
Ne 20．一轴晶光率体三种切面： 1）垂直光轴切面：圆切面。半径为No，光波垂直该切面入射不发生双折射。 2）平行光轴切面：椭圆切面。长短半径分别为Ne或No，光波垂直该切面入射发生双折射，双折射率等于Ne与No的差的绝对值，为一轴晶晶体的最大双折射率。 3）斜交光轴切面：椭圆切面。长短半径分别为Ne’或No，双折射率等于Ne’与 No的差的绝对值，介于零与最大值之间。 21．二轴晶光率体：二轴晶光率体是一个三轴不等的椭球体。 22．二轴晶光率体形状(三轴不等椭球体） 23．两根光轴(OA): 光波沿着垂直于上述两个圆切面的方向人射不发生双折射，也不改变入射光波的振动特点和振动方向，所以这两个圆切面的法线方向就是二轴晶光率体的两个光轴 光轴面（AP）； 光轴角(2V)； 绝大多数二轴晶两个光轴相交成一个锐角和一个钝角。两光轴相交的锐角称为光轴角，以符号“2V”表示。 锐角等分线(Bxa)； 两光轴所夹锐角的平分线称为锐角等分线，以符号“Bxa”表示。锐角等分线必与主轴Ng或Np一致。 钝角等分线(Bxo)； 两光轴所夹钝角的平分线称为钝角等分线,以符号“Bxo”表示。钝角等分线必与主轴Ng或Np 24．二轴晶光率体光性正负： 根据Ng—Nm与Nm—Np的相对大小确定二轴晶的光性符号的，表述为Ng—Nm＞Nm —Np为正光性符号，Ng—Nm＜Nm—Np为负光性符号.。 25．二轴晶光率体的五种主要切面： 1）垂直一根光轴切面（OA）：圆切面。半径为Nm，光波垂直该切面入射不发生双折射。 2）平行光轴面切面（AP）：椭圆切面。长半径为Ng，短半径为Np，光波垂直该切面入3）垂直Bxa切面：椭圆切面。对于正光性，长半径为Nm，短半径为Np，双折射率等于Nm-Np；对于负光性，长半径为Ng，短半径为Nm，双折射率等于Ng-Nm。 4）垂直Bxo切面：椭圆切面。正光性和负光性的长短半径的特点与垂直Bxa切面相反。 5）斜交切面：椭圆切面。长短半径分别为Ng’和Np’（Ng’大小介于Ng与Nm之间； Np’大小介于Nm与Np之间），双折射率等于Ng’- Np’。 26．光性方位：指光率体在晶体中的位置，即光率体主轴（No、Ne轴或Ng、Nm、Np轴）与结晶轴（a、b、c轴）之间的相互关系。对低级晶族（二轴晶）矿物具有重要的鉴定意义。 第三章单偏光镜下的晶体光学性质 1．单偏光镜下载物台上放置矿片时视域的光学特点； （1）放置均质体矿片 当物台上放置均质体矿(物)片时，透出矿片的偏光振动方向仍然平行偏光振动方向，矿片显示偏光透过矿片时的光学性质。由于均质体光性各向同性，旋转物台时光学性质不变。（2）放置非均质体矿片； ①非均质体垂直光轴切面的矿片（除矿物形态，旋转载物台矿物光学性质没有变化）； ②非均质体斜交光轴切面的矿片（除矿物形态，旋转载物台矿物光学性质有变化）； 2．矿物形态 矿物的形态是几何特征，不属于光学性质。显微镜下观察到的矿物形态与矿物本身的结晶习性与切片方向有关，确定一种矿物的整体外形，必须考虑不同的切片方向的形状及综合手标本上矿物的形态。（切面形态，单体形态，集合体形态）。 3．解理：矿物受外力作用后沿一定结晶学方向裂成光滑平面的性质，是鉴定矿物的特征之一。在显微镜下见到的不是解理面本身，而是解理面与薄片平面的交线，这些交线一般为明 显的黑线，称为解理缝。 4．.解理的完善程度分为三级： （1）.极完全解理：解理缝细，密，长，贯穿整个晶体；如云母类的解理 （2）.完全解理：解理缝之间间距较宽，不完全连续；如角闪石和辉石类的解理 （3）.不完全解理：解理缝断断续续，有时仅见解理缝痕迹；如橄榄石 5．解理缝可见临界角：解理面与切面有交线，理论上会见到解理纹，但由于光学原理，交角增大到某一极限值时，显微镜下就见不到它了，这个极限值就叫做解理纹可见临界角。即当小于临界角时才能见到解理缝。解理缝纹可见临界角取决于N矿与N胶的差值，差值愈大，临界角愈大；差值愈小，临界角愈小。 6．解理夹角的测定：解理夹角即两个解理面的夹角。定解理夹角，必须选择同时垂直两组解理面的切面，在此切面上测量两组解理纹的夹角。 测量解理夹角的操作步骤如下： (1)选择同时垂直两组解理面的切面，其特征是：两组解理纹同时最细、最清晰，且两组解理纹宽度、清晰度相同，升降镜筒，两组解理纹都不平行移动； (2)将选好的切面置于视域中心，并使其中的任意两条解理纹的交点(最好靠矿物中心)与十字丝交点重合； (3)旋转物台，使一条解理纹与纵丝(或横丝)一致，记录物台读数量； (4)旋转物台，使另一条解理纹与纵丝(或横丝)一致，记录物台读数； (5)计算解理夹角＝以上读数之差。 7．多色性和吸收性 均质体矿物，光性上表现为各向同性，对光波的选择性吸收不随方向的改变而改变。因此，旋转物台，均质体矿物的颜色色彩和浓度不会发生改变。 非均质体矿物，光性上表现为各向异性，对光波的选择性吸收随方向的不同而改变。在显微镜下旋转物台时，非均质体矿物的颜色色彩和浓度一般情况下都会发生改变。非均质体矿物颜色色彩发生改变、呈现多种色彩的现象称为多色性，颜色深浅发生改变的现象称为吸收性。非均质体矿物，若在偏光显微镜下能见到颜色，一般都能观察到多色性和吸收性，只是多色性和吸收性的明显程度不同而己。 8．矿物的边缘和贝克线的概念 边缘：岩石薄片中，在两个折射率不同的物质接触处，可以看到一条比较黑暗的边缘，称矿物的边缘。 贝克线：在边缘的邻近不可见到一条比较明亮的细线，成为贝克线 9．贝克线的移动规律： 下降物台(或提升镜筒)，贝克线相对边缘向折射率大的介质一方移动；提升物台(或下降镜筒)，贝克线相对向折射率小的一方移动；即“下降物台，贝克线向折射率大的介质一方移动”。 10．假贝克线：若矿物折射率比树胶折射率大得多时，观察矿物的贝克线，发现提升镜筒贝克线不是移向矿物一方，而是移向树胶一方；有时又发现有两条亮带，提升镜筒，一条向矿物一方移动，另一条向树胶一方移动。这些移动规律异常的“贝克线”，称为“假贝克线”。产生假贝克线的原因：主要与两介质折射率差值太大和接触面不规整有关。 排除产生假贝克线方法：放弃对这一部位的观察，而改选其他合适的部位进行观察，或改用中心明暗法和斜照法比较折射率相对大小。 中心明暗法：下降物台，矿物中心变亮，范围变小、变清晰，则矿物折射率大于树胶折射率；下降物台，矿物中心变暗，范围变小、变模糊，则矿物折射率小于树胶折射率。11．矿物糙面：即偏光显微镜下所见矿物的粗糙表面，是光线通过矿片后产生的一种光学效 应，是人对矿片表面粗糙程度的一种视觉，并不代表矿片真实的物理粗糙程度。 12．矿物糙面的成因：磨制的矿片表面，一般总不同程度地有显微凹凸不平。当覆盖其上的树胶折射率与矿物折射率存在差异时，该表面即是一个光学界面，光线通过该界面时要发生折射，使光线发生聚卒呻分散。光线聚敛的区域变亮，光线分散的区域变暗，矿片表面明暗不均，给人一种粗糙的感觉 13．突起：矿物表面“高出”薄片平面，类似于“正地形”的现象。突起就是矿物这种“高低不平”的现象的。突起也是光线通过矿片后产生的一种光学效应，是人对矿物边缘和糙面的一种综合视觉，并不代表矿物表面的实际高低。 因为边缘和糙面的显著程度取决于N矿和N胶的差值，所以实际上突起的高低主要取决于N矿与N胶的差值，差值愈大，突起愈高；差值愈小，突起愈低。 14．突起正负及等级的划分（突起正负是以加拿大树胶的折射率为标准） 根据N矿、N胶的相对大小，突起分为正突起和负突起：N矿＞N胶，为正突起；N 矿＜N胶，为负突起。即负突起矿物，折射率小于1．54；正突起矿物，折射率大于1．54。“正、负”是指矿物折射率是“大于”还是“小于”树胶的折射率，并不是指突起是向上还是向下。 突起分为6个等级。 15．闪突起：在单偏光镜下，转动载物台，非均质体矿物的边缘、糙面及突起高低发生明显改变的现象称为闪突起。 第四章正交偏光镜间的晶体光学性质 1．消光现象：矿片在正交偏光镜间呈现黑暗的现象。 2．全消光(永久消光)：旋转物台一周，均质体或非均质体垂直光轴切片的消光现象（黑暗）不改变。 *所有均质体任意方向的切片、非均质体垂直光轴的切片 3．四次消光：旋转物台一周，非均质体晶体非垂直光轴切片的光率体椭圆半径有四次与下偏光镜平行的机会，故出现四次黑暗（消光）现象。 *非均质体除垂直光轴外其它方向的切片，当椭圆切面的长短半径平行上、下偏光镜振动方向时消光，当椭圆切面的长短半径斜交上、下偏光镜振动方向时明亮 4．消光位：非均质体非垂直光轴切片在正交偏光镜间处于消光现象时的位置记为消光位。*非均质体除垂直光轴外其它方向的切片，处于消光位时一定是椭圆切面的长短半径与上下偏光镜的振动方向平行。 ＊矿片不消光时，发生干涉现象。 5．光程与光程差 光程差R = d·△：d为矿片厚度；△为矿物的双折射率：N1－N2。 6．干涉现象及干涉色 （1）干涉现象：非均质体晶体非垂直光轴的矿片，其光率体椭圆半径与上、下偏光镜振动方向斜交（即矿片不在消光）时，透过晶体分解的两束光波，频率相等，具有固定的光程差且在同一平面内振动（上偏光镜振动面），因此必然发生干涉现象。 （2）干涉色及其成因：如果光源为单色光，随着光程差的逐渐增大，将依次出现明亮相间的干涉条带。改变光程差的方法是利用石英楔。 如果光源为白光,干涉结果就是一系列复杂彩色条带的组合，即干涉色。 7．干涉色级序 用白光做光源，在正交偏光镜间450缓慢推入石英楔，随着石英楔的慢慢推入，光程差连续地增大，视域内出现的干涉色由低到高有规律的变化，这种规律性变化叫做干涉色色序。 通常可以划分为四-五个级序（干涉色色谱表）0－550nm;550-1100nm;1100-1650nm;1650nm- 。当光程差非常大时，将出现一种与珍珠表面类似的亮白色，称高级白干涉色。 8．消色：若RI＝R2，则当光率体椭圆异名半径平行时，总光程差为0，矿片黑暗，这种现象称为消色。 9．消光和消色的区别：消色和消光虽然都是表现为黑暗，但它们的成因不同。消光是由于矿片光率体椭圆半径与PP一致，没有光透出上偏光镜而使矿片呈现黑暗；而消色是由于两矿片产生的干涉色正好抵消而使矿片呈现黑暗。消光说明矿片光率体椭圆半径与PP、AA 一致；消色说明两矿片光程差相等，而且它们的光率体椭圆异名半径平行。 10．消光角的测定 （1）选定待测的切面（单斜晶系一般选择平行（010）方向的切面，三斜晶系选择垂直（010）切面或同时垂直（010）与（001）切面）； （2）将待测矿片移至视域中心，转动物台，使矿片上的解理缝或双晶缝或晶面迹线平行目镜十字丝，并记下载物台上的读数a； （3）顺时针转动物台至消光位，记下台物读数b； （4）测定消光位时十字丝纵丝的光率体椭圆切面的半径名称（利用前面所学的知识）（5）计算a、b间的夹角，并记录消光角。 11．晶体延性符号的测定，其测定方法如下： （1）．将欲测矿片置视域中心，使矿片的延长方向平行目镜十字丝纵丝，此时矿片消光(因系平行消光)，矿片上光率体椭圆半径与目镜十字丝平行。 （2）．转动物台450 ，使矿片延长方向与目镜十字丝成450 夹角，此时矿片干涉色最亮。（3）．加入试板，观察干涉色的变化，当干涉色级序降低(图69B)，试板与矿片的光率体椭圆切面的异名半径平行，证明正延性；当干涉色级序升高，试板与矿片的光串体椭圆切面的同名半径平行，证明负延性。 第五章锥光镜下的晶体光学性质 1．锥光镜的装置 在正交偏光镜基础上，于下偏光镜之上，载物台之下，加上一个聚光镜，换用高倍物镜(45×或63)，加入勃氏镜或去掉目镜，便完成了锥光镜的装置。 2．干涉图的概念：如在锥偏光镜下就能同时观察到不同方向切面的消光和干涉现象。这些方向不同，且方向连续过渡变化的所有切面的消光和干涉现象形成的整体图形就称为干涉图。 换用高倍物镜就是为了接纳较大范围的锥形光波，以观察到范围较大、图形较完整的干涉图。 3．一轴晶干涉图及光性正负的测定 （1）、垂直光轴切面的干涉图 （a）、图像特点（黑十字和同心干涉色色圈，且黑十字的黑臂平行上下偏光镜的振动方向，交点位于AA、PP的交点，该点为光轴出露点）。载物台旋转一周，图像不变。 （b）成因：波向图即是以不同方向入射晶体的光波所分解的两束偏光的振动方向在水平面上的投影图。一轴晶垂直0A切面波向图由同心圆和放射线组成，同心圆线与放射线的交点为锥形光束在矿片的出露点，放射线方向为Ne光振动方向，同心圆线的切线方向为No光振动方向，圆心为0A出露点。 （2）垂直光轴切面干涉图的应用: (a)．确定轴性和切面方向 根据干涉图的图像特点，可确定为一轴晶垂直光轴切面。一轴晶其它方向切面及二轴晶矿物不具这种特征的干涉图。 (b)．测定光性符号 (c).确定切面方向 (3) 斜交光轴切面的干涉图 图像特点:在斜交光轴的切片中，光轴在矿片中的位置是倾斜的。轴在矿片平面上的出露点，即黑十字交点不在视域中心。所以斜交光轴切面的干涉图是由不完整的黑十字和不完整的干涉色圈组成。 (4) 斜交光轴切面干涉图的应用 (a) 当光轴倾角不很大时，可以确定轴性及切面方向。 (b) 测定光性符号。 (c) 测定光轴角大小。 4．二轴晶干涉图及光性正负的测定 （1）垂直锐角等分线（Bxa）切面的干涉图 （a）图像特点:0度位时，干涉图由黑十字和“∞”形干涉色圈组成。黑十字交点与十字丝交点重合，并代表Bxa出露点。黑十字两个黑带一粗一细。当光轴角较小(2V＜45度)时，在10×40倍的偏光镜下，两个0A出露点位于视域内，并位于较细的黑带上，且OA出露点处更细。当矿物最大双折射率较大时，干涉色分别以两个OA出露点为中心呈圈层状分布。由于干涉色圈向外较密，向内较疏，色圈呈椭圆状，外层干涉色圈相连呈“∞”字形，“∞”字形的走向与细黑带走向平行。旋转物台，黑十字从中心开始分裂成两个弯曲的黑带。“∞”字形色圈随之旋转。45度位时，两个黑带呈对称的双曲线，相距最远，两条黑带的顶点即为两OA的出露点，黑带凸向Bxa出露点(十字丝交点)。90度位时干涉图与0度位干涉图相似135度位干涉图与45度位相似，180度位干涉图与0度位相似. （2）垂直锐角等分线（Bxa）切面的干涉图应用 （a）确定轴性和切面方向 干涉图的特殊性。 (b)测定光性正负 加入试板，根据视域中部干涉色出现升降，判断Nm是光率体椭圆的长半径还是短半径，随之矿物光性符号即可确定。如果Nm是光率体椭圆的长半径，垂直切面的主轴为Ng，矿物光性符号为正。如果Nm是光率体椭圆的短半径，则垂直Nm方向为长半径Ng，矿物光性符号为负。 (3)垂直一个光轴切面的干涉图应用 (a)确定轴性和切面方向 (b)测定光性正负 (c)测定2V角的大小 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） 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） 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 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 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 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 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。 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 晶体光学实验指导书 赖健清编 （地质工程专业A方向适用） 中南大学地球科学与信息物理学院 录 实验一偏光显微镜的调节和校正；解理的观察 (1) 一.目的要求 (1) 二.实验内容 (1) 实验二突起等级和多色性的观察 (3) 一.目的要求 (3) 二.实验内容 (3) 实验一、二报告内容： (3) 实验三干涉色级序特征的观察，矿片上光率体椭圆半径方向及名称的测定 (4) 一．目的要求 (4) 二．实验内容 (4) 实验四干涉色级序及双折率的测定和双晶的观察 (5) 一．目的要求 (5) 二．实验内容 (5) 实验三、四实验报告内容 (5) 实验五一轴晶干涉图、二轴晶干涉图 (6) 一．目的要求 (6) 二．锥光镜下观察的操作程序 (6) 三．实验内容 (6) 实验六斜长石的牌码测定 (6) 一、目的要求 (6) 二、实验内容 (6) 实验五报告内容 (9) 实验六斜长石牌号的测定 (9) 实验七主要造岩矿物的光性鉴定(一) (10) 一．目的要求 (10) 二．实验内容 (10) 实验八主要造岩矿物的光性鉴定(二) (10) 一、目的要求 (10) 二、实验内容 (10) 实验七、八主要造岩矿物的光性鉴定 (10) 附：常见透明矿物光学性质（一） (12) 常见透明矿物光学性质（二） (13) 偏光显微镜的调节和校正；解理的观察 一.目的要求 1．了解偏光显微镜的主要构造，装置，使用和保养方法。 2．学会偏光显微镜的一般调节和校正。 3．认识解理等级，测定解理夹角。 二.实验内容 1．打开光源 为了延长光源灯泡寿命，打开光源及关闭光源之前，务必确认光源强度调至 ．．．．．． 最小 ．．．．．．．．．．．。临时离开不必关闭光源开关，只需将光源．．。永远不要把光源强度开至最大 强度调至最小。 2．偏光显微镜的调节与校正 1）调节照明 2）调节焦距 必须记住：通过下降物台来对焦 ．．．．．．．．．。 3）校正中心 4）下偏光镜振动方向的确定和校正 在单偏光镜下，找一具极完全解理的黑云母（12号薄片），置于视域中心。转动物台，黑云母颜色最深时，黑云母解理缝方向为下偏光镜振动方向。 如黑云母颜色最深时，解理缝方向与十字丝横丝不平行，表明横丝未与下偏光镜振动方向一致。转动物台，使黑云母解理缝平行横丝，然后转动下偏光镜，直至黑云母颜色最深。此时，十字丝横丝与下偏光振动方向一致。 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 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 晶体光学基础（判断对错/简答） 1．除真空以外的任何介质的折射率总是大于1（） 2．折射定律表达为折射率为入射角与折射角的正弦之比,所以入射角越大,折射率越大；入射角越小,折射率越小( ) 3．某介质绝对折射率为光在空气中传播速度与在该介质中速度之比,即N=C O/V（） 4．光在某介质中传播速度愈快,折射率愈大( ) 5．光由光疏介质射入光密介质,永远不会发生全反射() 6．光由光密介质射入光疏介质,一定发生全反射() 7．均质体有无数个相同的Ｎ或只有一个Ｎ（） 8．非均质体有几个不同的Ｎ（） 9．自然光射入均质体中，基本仍为自然光，偏光射入仍为偏光，不放生双折射（） 10．自然光射入非均质体中一般发生双折射形成两种偏光；偏光射入非均质体中，按入射偏光传播，不发生双折射（） 11．光在晶体中传播方向一致，则Ｎ一样（） 12．光在晶体中振动方向一致，则Ｎ一样（） 光率体基础 1.一轴晶有N e 、N o两个折射率，二轴晶有N g 、N m、N p三个折射率( ) 2.一轴晶N e >N o , 二轴晶N g >N m>N p ( ) 3.一轴晶正光性N e >N o；负光性N e 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 1.900，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1.650，a轴方向折射率为1.675，问电气石的光性正负？ 8、某多硅白云母的N g=1.612，N m=1.612，N p=1.571，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=1.694，N m=1.715，N g=1.732，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=1.727，另一 个主折射率为1.711，而在（001）面上的一个主折射率为1.724，另一个主折射 率为1.711，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 1.694，另一个主折 射率为1.671，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1.694，而另一个主轴的折射率为1.672，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1.523和1.519，已知正长石最大双折射率为0.006，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？ 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 桂林理工大学考试试卷 （学年度第学期） 课程名称：晶体光学[A]卷√ 命题者：试卷编号：[B]卷 题号总分 得分 一、名词解释（每小题4分，共20）： 1、光率体 2、多色性 3、斜消光 4、光性方位 5、干涉色 二、填空题（每空0.5分，共16分）： 1、光波在透明矿物中的传播速度愈大，矿物的折射率愈；传播速度愈小，矿物的折射率愈，故矿物中光波的传播速度与其折射率成 反比，矿物的折射率总是 1.00。 2、非均质体一轴晶光率体形态为，垂直光轴OA的切面为 切面，其半径等于；平行光轴的切面为。 3、方解石N o=1.658，N e=1.486，可知方解石为轴晶矿物，光性，双折率为。在单偏光镜下，转动物台时出现现象。当 N o∥pp时，为突起，当N e∥pp时，为突起。 4、石英的干涉色为Ⅰ灰白，插入石膏试板λ后，干涉色由Ⅰ灰白变为Ⅱ兰，表示干涉色，其原因为二矿片光率体椭圆半径为；干涉色由Ⅰ灰白变为Ⅰ黄，表示干涉色，其原因为二矿片光率体椭圆半径 为。 5、石榴石的折射率为N=1.735，在正交偏光镜间出现现象，表明该矿物为体，具有突起。 6、在二辉橄榄岩中，薄片中有不同干涉色的橄榄石颗粒，这是因为 的缘故。一般需测定其干涉色才有鉴定意义。这需要在 切面上测定。全消光的切面，在其光率体上为方位。 7、非均质体折射率随光波在晶体中的不同而发生改变，故非均质 体有个折射率。光波射入非均质体后，除方向外，都要发生，分解形成不同，不同，不同的两种偏光，两种偏光的折射率之差称为。 三、判断题（10分）：（对者打√，错者打×） 1、某矿物的一个切面在正交偏光镜下见干涉色，则该矿物一定为非均质体。（） 2、任何透明矿物所有切面在正交偏光镜间均会出现消光现象。（） 3、一轴晶平行光轴和二轴晶平行光轴的切面都具有最高干涉色。（） 4、某矿物在正交镜间干涉色为Ⅰ紫红，加入石膏试板后，矿片干涉色变为黑色，说明矿 片与试板的光率体椭圆异名半径平行，光程差抵消出现消色。（） 5、某有颜色矿物任何切面均显示颜色，因而在任何切面上都具有多色性。（） 6、二轴晶单斜晶系的矿物，其消光类型均为平行消光。（） 7、折射率高的矿物比折射率低的矿物具有更高的突起，糙面更显着。（） 8、某矿物在正交镜间为全消光，该矿物为均质体。（） 9、黑云母在单偏光镜下为Ⅱ级绿色，推入上偏光镜后，变为Ⅱ级兰色，说明干涉色降低。 （ ） 10、在测定角闪石解理夹角时，只有同时垂直两组解理面的切面上，才是两组解理面真正 的夹角。（）四、电气石为一轴晶，其Ne＝1.63， No＝1.66，在偏光镜下，当纵切面延长方向平行十字丝 纵丝时，矿片呈深蓝色，平行横丝时，表现为浅紫色；在正交镜下，当纵切面延长方向平行纵丝或横丝时，表现为消光。请问（10分）： 1、该电气石突起等级和光性？（2分） 2、该电气石的最大双折射率？（2分） 3、问电气石平行光轴，垂直光轴和斜交光轴切面上各自的多色性特征？（4分） 4、该矿物纵切面的消光类型和延性符号？（2分）晶体光学及光性矿物学复习题
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