晶体光学课后题

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)

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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。

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

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(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。 2、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)

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。 3、试述偏光显微镜校正中心的步骤。(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.

4、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)

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。

5、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a’移至偏心圆圆心o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

1、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。

2、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？（P47）

(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。 3、什么叫贝克线？贝克线的移动规律是什么？（P48）

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。

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移动规律：下降物台贝克线向折射率大的介质一方移动。

4、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)

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。 5、在岩石薄片中如何确定矿物是自形晶、半自形晶、他形晶？(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。

6、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) 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。

7、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)

（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 8、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) 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 9、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) 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

10、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 \\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 垂直光轴切面无闪 突起 ，平行OA或平行OAP的切面闪突起最明显。 11、什么叫糙面？糙面明显程度与哪些因素有关？如何表征糙面？(P53)

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糙面是偏光显微镜下所见矿物粗糙的表面，使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。

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，差值越大，糙面越显著。矿物表面光洁度对糙面也有影响;视域的亮度对糙面观察也 有影响，有色矿物会使糙面显著程度提高。

糙面的显著程度一般用 很显著、显著、不显著或很粗糙、粗糙、光滑来表征

12、合成金红石No=2.616，Ne=2.903，问平行OA切面能否见到闪突起？为什么？

不能，金红石的双折率虽然很大，但是其最大最小折射率属于同一突起等级的折射率范围，故没有明显的等级差别，故不会出线闪突起

13、铁黑云母Np=1.630，Ng=1.690，Np=黄红色，Ng=暗红棕色，问平行OAP切面能否看到闪突起？为什么？(P57)

不能，它的最大双折率很大，最大最小折射率又属于不同突起等级，但黑云母颜色、吸收性变化大，掩盖了闪突起现象，使闪突起现象乃以察 觉出来。 14、解理纹的可见度与哪些因素有关？(P57)

（1） 矿物的解理性质（2）矿物的切面方向（3）N矿与N胶的差值

15、辉石和斜长石都有两组完全解理，在薄片中为什么辉石的解理纹容易看到，而斜长石的解理纹却难见到？(P58)

（1）辉石的α临大于斜长石的α临。（2）辉石的折射率与树胶的折射率差值较大，解理纹较粗黑而显目；而斜长石的折射率与树胶的折射率 接近，解理纹细淡而不易被觉察出来 16、角闪石的两组解理夹角为56°和124°，为什么有的切面上两个方向解理纹，有的切面只有一个方向解理纹，而有的切面见不到解理纹？测 量解理夹角应在什么切面上进行？

解理纹的可见度与矿物的切面方向有关，切面方向不同，解理纹的清晰程度、宽度、组数都有可能不同。当其切面法线与解理纹的交角即α 大于解理纹可见临界角时，就看不到解理纹。 必须选择同时垂直两组解理面的切面进行测量。 17、在一片含黑云母的的矿片中，见到大部分黑云母颗粒不具有解理纹，能说这种黑云母不具解理吗？为什么？

不能，矿片的切面都是任意的，黑云母的解理纹可见临界角不大，矿片中大部分黑云母的切片法线与解理面的夹角α都大于临界角度，即使有 解理纹在偏光镜下也不多见，所以不能说这种黑云母不具解理。

18、什么叫矿物的颜色？矿物的颜色与哪些因素有关？(P61) 矿物的颜色是矿物在单偏光镜下的色泽

取决于矿物的化学成分，晶体的结构特点，晶体缺陷、杂质及超显微包裹等

19、什么叫多色性？为什么矿物具有多色性？多色性明显程度与哪些因素有关？(P62) 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。

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，因此，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。

因素：与矿物本性有关；与切片方向有关，平行光轴或光轴面的切面的多色性最明显垂直光轴的切面不具多色性；此外与薄片厚度、视域亮度 等因素也有关系。 20、什么叫吸收性和吸收性公式？？(P-63)

吸收性是矿物颜色深浅发生改变的现象 表明矿物吸收性的形如No＜（或＞）Ne（一轴晶）和Ng＜（或＞）Nm＜（或＞） Np（二轴晶）的公式。

21、多色性明显和吸收性强是否有必然的联系，举例说明。(不详)

没有必然联系，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。

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22、一轴晶，二轴晶的多色性和吸收性如何表征？(P63)

一轴晶：多色性No=某某色 Ne=某某色 吸收性No ＜（或＞）Ne

二轴晶：多色性Ng=某某色 Nm=某某色 Np=某某色 吸收性Ng＜Nm＜Np或Ng＞Nm＞Np

23、有色一轴晶矿物垂直OA切面，平行OA切面，斜交OA切面的多色性吸收性有何区别？(P63) 当垂直OA切面时，观察到No方向的颜色，无多色性。

当平行OA切面时，Ne与PP平行，在Ne 方向上振动的光波振幅最大，光强度最强，矿片上显示的是吸收Ne方向振动的光波之后的颜色。同理当 No//PP时，Ne方向的振幅为零，矿片显示的是吸收No方向振动的光波之后的颜色；

当斜交OA切面则时矿片显示上述两种颜色之间的过渡颜色。

24、有色二轴晶矿物垂直OA切面、平行OAP切面、垂直Bxa切面多色性和吸收性有何特征？(P64) 在垂直OA的切面上，观察到的是Nm的颜色，无多色性。

在平行OAP切面上，多色性强：当Ng//PP时，显示Ng方向的颜色；当Np//PP时，显示Np方向的颜色，当Np、Ng与PP斜交时显示Np、 Ng两种颜色 之间的过渡色。 在垂直Bxa切面上，多色性取决于Ng、Nm与PP夹角。

25、一方解石切面，在单偏光镜下旋转物台，有时清楚的看见两组解理纹有时候解理纹消失，为什么会出现这种现象？

非均质体矿物对光波的吸收性随方向的不同而改变，因此旋转物台时矿片的暗视域也变亮了，明暗对比不明显，解理纹变淡，不易观察。

27、某辉石Ng–Nm=0.003， Nm-Np=0.010，Np//b，Ng=浅绿色，Nm=红棕色，Np=红黄色。试求（1）晶系与光性符号；（2）光轴面的结 晶学方位和最大双折率；（3）垂直Bxa切面的结晶学方位及其多色性；（4）要看到红黄色应找何切面？该切面能看到几个方向的解理纹？

斜方晶系，Ng–Nm

1、当入射光波为偏光，如果其振动方向与光率体椭圆切面半径斜交，光波进入晶体后是如何传播的？如果其振动方向与光率体椭圆切面半径之 一平行，光波进入晶体后又是如何传播的？

斜交时，偏光入射矿片后会发生双折射，分解成振动方向分别平行矿片光率体椭圆两半经方向的两束偏光，两束偏光的振幅随光率体椭圆半径 与PP的交角不同而不同。 平行时，只有振动方向平行该半径方向的偏光才能透出矿片。 2、什么叫消光？什么叫消光位？(P66 ) 消光：矿物在正交偏光镜间呈现黑暗的现象

消光位：非均质除垂直光轴以外的切片，在正交偏光镜间处于消光时的位置。 3、什么叫全消光？那些类型的切面可以成全消光？(P66 ) 全消光：转动物台360°,矿片的消光现象不改变。 均质体任意切面和非均质体垂直OA的切面。

4、用黑云母确定下偏光振动方向时，当黑云母颜色最深时，但难以看清解理纹是否平行十字横丝时，如何用正交偏光镜确定PP?（不详）

黑云母颜色最深时其吸收性最强，故在正交偏光镜下，转动下偏光镜，当黑云母处于全消光时，再通过比较干涉色降低或升高来判断PP（AA） 方向平行十字横丝。 5、什么叫干涉色？简述干涉色的成因。(P 70)

干涉色：正交偏光下用白光观察时，非均质体矿片呈现的各种颜色。

透出下偏光镜的偏光，进入光率体椭圆半径与PP、AA斜交的非均质体矿物切面时，发生双折射，分解形成振动放向分别平行N1、N2方向的偏光 。由于N1>N2，即透出矿片后，两平面偏光必然产生光程差R，由于它们符合相干光的条件，必然发生干涉作用。白光主要是由七种不同波长的色光组成，

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