晶体光学课后习题答案

1第一章1、为什么一轴晶光率体所有椭圆切面上都有NoNoNoNo？二轴晶光率体任意切面上是否都有NmNmNmNm？在哪些切面上才有NmNmNmNm？（P15P15P15P15）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2222、怎样定义一轴晶光率体的光性符号？(P14)(P14)(P14)(P14)怎样定义二轴晶光率体的光性符号？(P20)(P20)(P20)(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。3333、什么叫光轴角（2V2V2V2V），写出光轴角公式。(P19)(P19)(P19)(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）。2、、画出一轴晶正光性光率体和一轴晶负光性光率体垂直OAOAOAOA、平行OAOAOAOA、斜交OAOAOAOA切面的形态，指出各切面的双折射率。（详见P15P15P15P15）5555、画出二轴晶光率体垂直OAOAOAOA、垂直BxaBxaBxaBxa、垂直BxoBxoBxoBxo、平行OAPOAPOAPOAP切面的形态，指出各切面的双折射率，并在二轴负晶平行OAOAOAOAPPPP切面上标出全部光率体要素。（见P22P22P22P22）6666、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。7777、当NeNeNeNe趋近于NoNoNoNo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。8888、当NmNmNmNm趋近于NpNpNpNp或NmNmNmNm趋近于NgNgNgNg时，光率体有什么变化？当Nm=NpNm=NpNm=NpNm=Np或Nm=NgNm=NgNm=NgNm=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。、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)(P24)(P24)(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。11111111、什么是折射率色散、双折射率色散、光率体色散？(P26)(P26)(P26)(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。12121212、二轴晶正光性光率体，当2V2V2V2V增大到90909090°°°°时，光性符号有什么变化？(P20)(P20)(P20)(P20)答:若两光轴所夹的角恰好等于90°，则光率体的光性符号不分正负，也称为中性光率体。13、二轴晶光率体，当2V减少到0°时，光率体有何变化？答：此时Nm=Np，光率体变为一轴晶光率体。15151515.（1）单斜（2）负（4）长轴Ng，短轴Nm（6）1.701-1.69117.17.17.17.一轴晶，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。第二章第二章第二章第二章1111、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(P31)(P31)(P31)(P31)？（1）它与普通生物显微镜的区别：它有两个偏光镜，一个位于物台的下面，称下偏光镜，又称起偏镜；另一个位于物镜上方，称上偏光镜，又称分析镜或检偏镜。（2）它与反射偏光镜的区别：它是在透射光下观察，而反射偏光镜是在反射光下观察。2222、将岩石薄片放置在物台上进行晶体光学鉴定时，为什么要盖玻片朝上？(P38)(P38)(P38)(P38)薄片的盖玻片必须朝上，否则移动薄片时会损伤盖玻片，且使用高倍物镜时不能准焦。3333、试述偏光显微镜校正中心的步骤。(P39)(P39)(P39)(P39)（1）准焦后，在薄片中选一质点a位于视域中心（即目镜十字丝交点处）。（2）固定薄片，旋转物台，若物镜中轴与镜筒中轴、物台旋转轴不重合，则质点a围绕某一中心做圆周运动，其圆心o点为物台旋转轴出露点。（3）旋转物台180度，使质点a由十字丝交点移至a’处.（4）同时调整物台上的两个中心校正螺丝,使质点由a’处移至aa’线段的中点(即偏心圆的圆心o点)处.（5）移动薄片,使质点a移至十字丝交点.旋转物台检查,如果质点a不动,则中心已校好;若仍有偏心,则重复上述步骤,直至完全校正好为止.（6）如果中心偏差很大,转动物台,质点a由十字丝交点转出视域之外,此时来回转动物台,根据质点a运动的圆弧轨迹判断偏心圆圆2心o点所在方向.同时调整物台的两个中心校正螺丝,使视域内所有质点向偏心圆圆心相反方向移动.并不时旋转物台判断偏心圆圆心是否进入视域.若偏心圆圆心已在视域内,再按前述步骤校正.4444、怎样利用黑云母确定下偏光振动方向????怎样确定上偏光振动方向?(P39)?(P39)?(P39)?(P39)下:使用中倍物镜准焦后,在矿片中找一个长条形具有互相平行解理纹的黑云母置于视域中心.转动物台,使黑云母的颜色变得最深。此时，黑云母解理纹方向代表下偏光振动方向（因为光波沿黑云母解理纹方向振动时，吸收最强，颜色最黑）。上：检查上、下偏光镜是否垂直来确定上偏光振动方向！做法为使用中倍物镜，去掉薄片，调节照明使视域最亮，推入上偏光镜，如果视域完全黑暗，证明上、下偏光振动方向垂直。5555、在偏光显微镜校正中心时，扭动物镜或物台校正螺丝时，为什么只能让质点由aaaa’’’’移至偏心圆圆心oooo点，而不是移至十字丝交点？因为中心只有一个偏心圆半径的偏差，移至中点后，每旋转180¬度。就可能与原中心重合第三章1111、单偏光镜下观察晶体的哪些光学性质？与矿物对透射光波有关的光学性质，如颜色、多色性、吸收性等。与矿物折射率有关的光学性质，如突起、糙面、边缘、贝克线、色散效应等。2222、为什么镜下能看到晶体的轮廓？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？（P47P47P47P47）(1)矿物的边缘圈闭了矿物的范围，使矿物切面的轮廓在显微镜下显示出来。(2)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。3333、什么叫贝克线？贝克线的移动规律是什么？（P48P48P48P48）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一条亮带，这条亮带叫贝克线。移动规律：下降物台贝克线向折射率大的介质一方移动。4444、偏光显微镜下能否看见矿物的单体形态，偏光显微镜下如何研究矿物的单体形态？(P52)(P52)(P52)(P52)不能，矿物的单体形态是将观察到的切面形态在空间上联系起来所得到的立体图形。对于常见矿物，只要具备矿物学知识，观察少数几个的切片形态，就可得出单形的形态；对于未知矿物，要观察多个方向的切片形态，用丰富的几何想象力，才能构造出单体形态，并在立体镜下观察验证。5555、在岩石薄片中如何确定矿物是自形晶、半自形晶、他形晶？(P52)(P52)(P52)(P52)自形：矿物的边界全为晶面，表现为切面边界平直，所有切面形态均为多边形他形：矿物无完整晶面，所有切面形态均为不规则的曲线多边形。半自形：介于自形与他形之间。6666、岩石薄片中各种矿物颗粒基本一致，为什么在偏光镜下给人一种突起高低不同的感觉？(P55)(P55)(P55)(P55)突起是光线通过矿片后产生的一种光学效应，是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。7777、如何规定（定义）突起的正负？正突起是否向上突起？负突起是否向下凹陷？在薄片上怎样确定正突起和负突起？(P55)(P55)(P55)(P55)（1）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.（2）正突起并不是都向上的突起，负突起并不是都向下凹陷的，“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。（3）下降载物台，贝克线如向树胶移动，矿物为负突起；贝克线如向矿物移动，矿物为正突起8888、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？(P55)(P55)(P55)(P55)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9999、什么叫洛多奇尼科夫色散效应？如何解释洛多奇尼科夫色散效应？该色散效应有何应用意义？(P49)(P49)(P49)(P49)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（观察时注意适当缩小光圈）这种现象称洛多奇尼科夫色散效应解释：洛多奇尼科夫色散效应产生的条件是两相邻的物质折射率相差很小在可见光范围内相等，但对黄光的折射率仍有差异，如图3-5A（课本P50）所示物质1和物质2的折射率在可见光范围内相等但对于黄光N1略大于N2因此物质1的色散曲线较陡；对于蓝光N1更大于N2所以蓝光折向折射率大的物质1对于橙（红）N1＜＜＜N2橙光折向物质2，这样贝克线色散成彩色带，靠近折射率大的一方为蓝色带，折射率小的一方为橙色带意义：洛多奇尼科夫色散效应常用于区分浅色造岩矿物石英，微斜长石，酸性斜长石，这给鉴定花岗岩带来很大方便10101010、什么是闪突起？什么样的矿物具有闪突起？具有闪突起的晶体是否无论在任何切面都能见到闪突起？什么样的切面闪突起最明显？(P56(P56(P56(P56\57)闪突起是旋转物台时，矿物（一般是无色矿物）切面的突起时高时低，发生闪动变化。只有那些最大双折率较大，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的矿物才有可能有闪突起。（2）不是垂直光轴切