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1、晶体光学复习思考题参考答案教学内容晶体光学课后复习思考题参考答案（若有部分错误，请谅解）第一章1.研究透明矿物的晶体光学性质应用哪种光？为什么？参考答案：根据实验的需要；不同的晶体光学性质需要用不同的光来鉴定。2.矿物折射率的大小与哪些因素有关？参考答案：矿物自身构造3.光波在均质体和非均质体中的传播特点有何不同？为什么？参考答案：光波射入均质体中，发生单折射现象，基本不改变入射光波振动特点和振动方向。 P5；光波沿光轴方向射入非均质体中时，不发生双折射，基本不改变入射光波的振动特点和振动方向。光波沿非光轴方向射入非均质体中时，入射光波会发生双折射而分解形成两种偏光。P5； 由于均质体的光学性

2、质各个方向相同，而非均质体的光学性质随方向的不同而不同。4.光波在非均质体中传播时，其传播速度及相应折射率大小是取决于光波的传播方向还是取决于光波的振动方向？为什么？参考答案：取决于光波的振动方向P6；根据电磁波理论，组成物质的原子或离子受电磁波扰动将极化成偶极子，可见光波在吴志忠的传播主要就是通过偶极子的感应振动来进行的。在晶体中使振动偶极子回复到平衡位置的回复力强度控制光波的传播速度。因此，光波在非均质体中的传播速度取决于光波的振动方向。P65.绘出一轴晶负光性光率体的三种主要切面，并注明每一个切面的半径名称。 垂直光轴切面 斜交光轴切面 平行光轴切面 P96.解释下列名词：光率体、一轴晶

3、、二轴晶、光轴、常光、非常光、光学主轴、主轴面、光轴面、光轴角、Bxo、Bxa、双折射率。光 率 体：表示光波在晶体中传播时，光波的振动方向与相应折射率之间关系的光学立 体图形。P6一 轴 晶：只有一个光轴的非均质体称一轴晶。P5二 轴 晶：有两个光轴的非均质体成为二轴晶。P5光 轴 ：在非均质体中，不发生双折射的特殊方向成为光轴（Z轴、OA）P5常 光 ：当光波射入一轴晶时，发生双折射形成两种偏光，其中振动方向垂直Z晶 轴，其传播速度及其相应折射率值不变的偏光称为常光，以符号”o”表示。 P5非 常 光：当光波射入一轴晶时，发生双折射形成两种偏光，其中振动方向平行Z晶轴 与光波传播方向所构成

4、的平面，其传播速度及相应折射率值随振动方向不用 而改变的偏光称为非常光。以符号”e”表示。P5-P6光学主轴：简称主轴。一轴晶有两个相互垂直的Ne和No主轴。二轴晶有三个相互垂 直的Ng、Nm和Np轴。P11主 轴 面：一轴晶平行光轴的切面为主轴面。P9 二轴晶中包含两个主轴的面称为主轴 面。P11光 轴 面：二轴晶光率体中包括两个光轴的面称为光轴面。P12光 轴 角：二轴晶光率体中两个光轴之间的锐角称为光轴角。P12B x o ：二轴晶光率体中连个光轴之间的钝角平分线称为钝角等分线，以符号”Bxo” 表示。P12 B x a：二轴晶光率体中连个光轴之间的锐角平分线称为钝角等分线，以符号”Bx

5、a” 表示。P12双折射率：两种偏光的折射率值之差称为双折射率。P57.试从形态、主轴（主折射率）、光轴、主要切面、光性符号规定等对比一轴晶与二轴晶光率体的特征。形态主轴光轴主要切面光性符号规定一轴晶光率体以Z轴为旋转轴的椭球体P72个1个3个P9当NeNo时为正光性;当NeNo时为负光性。P8二轴晶光率体三轴不等椭球体P103个2个5个P13-P15当Bxa方向为Ng轴时为正光性；当Bxa方向为Np时为负光性。P128.绘出下列切面，并轴名（主折射率）及双折射率的相对大小（以正光性为例）。哪种切面双折射率最大？（1）AP （2）AP的斜交切面（3）OA（一轴晶）（4）OA（二轴晶）（5）Bx

6、a（6）OA（一轴晶）（7）斜角OA（一轴晶）（1）AP N=Ng-Np（2）AP的斜交切面 N=Ng-Nm N=Nm-Np（3）OA（一轴晶） N=0（4）OA（二轴晶） N=0(5）Bxa N=Nm-Np（6）OA（一轴晶） N=Ne-No（7）斜角OA（一轴晶） N=Ne-No一轴晶N最大是（6）；二轴晶N最大是（1）9.写出下列切面的轴性、光性、切面方向和双折射率大小。轴 性：二轴晶光 性：负光性 切面方向：平行光轴面 N ：N=Ng-Np轴 性：一轴晶光 性：负光性 切面方向：平行光轴切面 N ：N=No-Ne轴 性：一轴晶光 性：负光性 切面方向：斜交OA N ：N=No-Ne轴

7、性：二轴晶光 性：正光性 切面方向：平行光轴面 N ：N=Ng-Np10.当入射光波为偏光，如果其振动方向平行于垂直入射光波的光率体椭圆切面长短半径之一时，光波进入矿片后的情况如何？如果入射偏光的振动方向与光率体椭圆长短半径斜交时，光波进入矿片后的情况又如何？参考答案：光波进入矿片后不改变原来的振动方向。P33；光波进入矿片后，发生双折射，分解形成两种偏光，其振动方向分别平行矿片上光率体椭圆切面长短半径的方向。P3311.何谓光性方位？单斜晶系矿物的光性方位有何特点？举例说明之。参考答案：光率体主轴与警惕结晶轴之间的关系称光性方位。P15单斜晶系晶体光学方位：Y晶轴与光率体三个主轴之一重合，其

8、余两个主轴则与另外两个结晶轴斜交，究竟是哪一个主轴与Y轴一致，以及其余二主轴与二结晶斜交的角度，因矿物的种类不同而不同。P16举例：透闪石 Nm=Y轴，NgZ=15P1612.假设普通角闪石的Ng、Nm和Np分别为1.701、1.691和1.665，且其光性方位是Nm=Y,NgZ=30，=106。试确定普通角闪石的光性符号，并绘出普通角闪石的光性方位图以及（001）、（010）和（100）面上的光率体椭圆切面及其长短半径与110解理缝之间的关系。参考答案：不知道，不过老师说不需掌握第三章1.单偏光镜的装置有何特点？如何确定下偏光镜的振动方向？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

9、案：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；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；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。P342.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P3

10、4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-P364.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。P365.角闪石具有两组完全解理（夹角为56

11、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。P376.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？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：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；不能。显微镜下观察矿物的解理时，切不可凭个

12、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。P367.什么是矿物的颜色？矿物的颜色与那些因素有关？任何有色矿物在单偏光镜下都有颜色吗？参考答案：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；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；不一定。8.什么叫多色性？多色性明显程度的划分及其影响因素如何？为何有的矿物有颜色，而又的矿物无颜色?是否有色矿物都具有多色性？为什么？参考答案：由于光波在晶

13、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；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，还与切面方向及矿片厚度有关，同一矿物，切面方向不同，多色性明显程度不同。P40；在单偏光镜下，矿物薄片呈现的颜色是矿片对白光中各单色光波选择性吸收的结果P38；不是；均质体的光学性质各方向一致，对白光的选择性吸收和吸收总强度不因光波在晶体中振动方向不同而发生改变，因此，均质体矿片的颜色深浅不因光波在晶体中的振动方向不同而发生改变，所以不具多色性。P38-P399.何谓吸收性？霓石具反吸收，其三个主要方向

14、的颜色分别为黄色、深绿色和浅绿色，其多色性和吸收性公式如何？参考答案：在多色性现象下，矿物薄片颜色深浅发生改变的现象称为吸收性。P39；不知道，不过老师说不需掌握。10.在常见造岩矿物中，具极明显多色性、明显多色性和弱多色性的矿物分别有哪些？多色性极明显：黑云母。多色性明显：普通角闪石。多色性不太明显：紫苏辉石和霓辉石 P4011.矿物的多色性在什么方向切面上最明显？为什么？测定一轴晶和二轴晶矿物的多色性公式，需要选择什么方向的切面？参考答案：在平行光轴（一轴晶）或平行光轴面（二轴晶）的切面多色性最明显。P40；因为此切面的双折射率最大，颜色变化最明显。P40；选择平行光轴（一轴晶）或平行光轴

15、面（二轴晶）的切面。P4012.如何利用黑云母确定下偏光镜的振动方向？参考答案：首先找一块解理和清晰的黑云母，移至目镜十字丝中心，推出上偏光镜，转动载物台一周，观察黑云母颜色的变化，因为黑云母对解理方向的振动光吸收最强，所以使黑云母颜色达到最深时，解理缝的方向就是下偏光镜的振动方向。13.什么叫矿物的边缘、糙面？边缘的粗细和糙面的明显程度与哪些因素有关？为什么有的矿物（如橄榄石）边缘明显、糙面显著，而又的矿物（如石英）轮廓则看不清楚、表面也较光滑?参考答案：岩石薄片中在两个折射率不同的矿物（或矿物和加拿大树胶）接触处，可以看到一条比较黑暗的界限，称矿物的边缘。P40；矿片表面光滑程度不同的现象

16、称为糙面P42；边缘的粗细和黑暗程度取决于两种物质折射率的差值大小，差值愈大边缘愈粗愈黑暗。P41；糙面的明显程度取决于矿物折射率和加拿大树胶折射率的差值及矿物表面的光滑程度。P42；由矿物双折率与树胶双折率的差值决定，差值过小，看不到轮廓，表面也较光滑。只有具有一定差值才会边缘明显、糙面显著。14.什么叫贝克线？贝克线的移动规律是什么？参考答案：在边缘的邻近还可见到一条比较明亮的细线，称为贝克线或亮带。P40下降物台（或提升镜筒），贝克线向折射率大的物质移动；提升物台（或下降镜筒），贝克线向折射率小的物质移动。P4115.什么叫突起?岩石薄片中矿物的突起高低取决于什么因素？为什么在偏光显微镜

17、下同一岩石薄片中的不同矿物颗粒给人一种突起高低不同的感觉？矿物的突起越高，糙面愈显著，是否其折射率值就一定越大？参考答案：在岩石薄片中，各种不同的矿物表面好像高低不太相同，某些矿物表面显得高一些，某些矿物表面则显得低平一些，这种现象称为矿物的突起。P42；矿物突起（边缘、糙面明显程度）的高低最终取决于矿物折射率与加拿大树胶折射率的差值大小，差值愈大，矿物的突起愈高。P43；由于矿物折射率与加拿大树胶折射率不同，光波通过两者之间界面发生折射、全反射作用形成的边缘和糙面。边缘和糙面的综合反映，给予人们以矿物表面突起的感觉。P43；不是，是其折射率差值大。16.如何规定突起的正负？正突起是否就是向上

18、突起？负突起是否就是向下凹陷？在岩石薄片中怎样确定矿物的突起正负？参考答案：折射率大于1.54的矿物称为正突起，折射率小于1.54的矿物则称为负突起。P43；不是，无论矿物是正突起还是负突起，其表面都是突起来的。P43；根据贝克线的移动规律来确定正负突起。P4317.矿物突起划分为哪几个等级？各个等级的折射率范围如何？试举例说明之。突起等级折射率实 例负高突起1.78榍石、石榴子石P4318.什么是闪突起？在常见造岩矿物中，哪些矿物具有闪突起?具有闪突起的矿物是否在任意切面上都能见到闪突起？什么样的切面闪突起最明显？参考答案：在单偏光镜下转动物台，非均质体矿物的突起高低（矿物边缘、糙面的明显程

19、度）会发生显著的改变，这种现象称为闪突起。P44；方解石、碳酸盐矿物（如白云石、铁白云石、菱镁矿和菱铁矿等）、白云母。P46；不是；平行光轴（一轴晶）或光轴面（二轴晶）切面的平面。P4419.试根据贝克线的移动规律判别下图中相邻三种矿物折射率值的相对大小及其正负。图中箭头表示提升物台或下降镜筒时贝克线的移动方向。加拿大树胶QtzBtPy;都是正突起。20.下图示某二轴晶矿物不同方向切片的接触关系。当下降物台或提升镜筒时，贝克线如何移动？试用箭头表示在图上。贝克线始终会向双折率大的一方移动，上述图，前两个双折率大，第三个为零。如果矿物双折率大于树胶，前两图会向矿物移动,三图会向树胶移动（远离矿物

20、）。第四章1.如何检查AA、PP是否正交？若AA、PP不正交，如何调节？参考答案：在正交偏光镜下不放任何矿片时，视域应该是完全黑暗的。P49；调节上偏光镜使其正交。P492.正交偏光镜下可观察测定透明矿物的哪些光学性质？参考答案：消光和干涉。P493.什么叫消光？什么叫消光位？什么是全消光？什么是四次消光？哪些类型的切面可以呈现全消光或四次消光？非均质体矿片在正交偏光镜下为何有的呈现全消光，有的则显四次消光？参考答案：矿片在正交偏光镜下变黑暗的现象称为消光。P49；矿片处于消光时的位置称为消光位。P49；转动物台360矿片始终保持黑暗，这种现象为全消光。P50；转到物台360矿片呈现四次黑暗，

21、这种现象称为四次消光。P50；全消光：均质体或非均质体垂直光轴的矿片。P49；四次消光：非均质体除垂直光轴以外的其他方向矿片P50；因为矿物的切面方向不同。4.非均质体任意方向的切片，在消光位时，其光率体切面的光学主轴与AA、PP的振动方向是何关系？参考答案：平行。P505.消光类型有哪几种？各种消光类型的特点是什么？试比较斜方晶系、单斜晶系和三斜晶系矿物的消光特点。参考答案：平行消光：矿片在消光位时，矿片的解理缝、双晶缝或晶面迹线与目镜十字丝之一平行，即矿片上的光率体椭圆半径之一与其解理缝、双晶缝或晶面迹线平行。P51对称消光：矿片在消光位时，目镜十字丝是两组解理缝或两个晶面迹线夹角的平分线

22、，即矿片上光率体椭圆半径是两组解理缝或两个晶面迹线夹角的平分线。P51斜消光：矿片在消光位时，矿片上的解理缝、双晶缝或晶面迹线等与目镜十字丝斜交，即矿片上光率体椭圆半径与解理缝、双晶缝或晶面迹线斜交。P51斜方晶系：具轴面解理的矿物，其出现平行消光切面的几率通常高于具柱面解理的矿物。并且，具轴面解理矿物即使有消光的切面，其消光角一般也不大。P52单斜晶系：其消光类型随切面方向的不同而有所变化。虽然消光类型都有可能存在，但以斜消光为主。P53三斜晶系：这类矿物的绝大多数切面为斜消光，并且其消光角大小随切面方向不同而不同。P536.非均质体矿物斜交OA的切面在正交偏光镜下为什么会出现干涉现象？参考

23、答案：在正交偏光镜下，光线通过矿片最终分解成K1和K2两种偏光。（1）K1和K2由同一偏光束经过两次分解而成，其频率相同。（2）K1和k2之间有固定的光程差。（3）k1和k2在同一平面内振动，因此k1和K2两种偏光具备了光波发生干涉作用的条件，必然会发生干涉。P547.什么叫干涉色？干涉色与颜色的区别是什么？干涉色是如何产生的？矿物切片干涉色的高低受哪些因素的影响？为什么同种矿物有不同的干涉色而不同种矿物却有相同的干涉色？参考答案：不同程度加强的单色光波混合起来，构成与该光程差相应的混合颜色，这种颜色是由白光通过正交偏光镜下的非均质体矿片后，经干涉作用形成的，故称为干涉色。P58；前者是仪器通

24、过光线的折射干涉而成，后者为肉眼观察而得；干涉色的高低由光程差决定，即由矿片厚度和双折率决定；光源为白光，白光由七种不同波长的单色光波组成，经过矿片后，某一定的光程差只可能相当或接近于部分单色光波半波长的偶数倍而使这一部分单色光波抵消或减弱，同时该光程差又可能或接近另一部分单色光波半波长的奇数倍而使另一部分单色光波不同程度的加强出现干涉色。P58；光程差；同种矿片不同方向切面光程差可能不同，不同种矿物的切面光程差可能相同。8.在岩石薄片中，矿物干涉色的高低取决于哪些因素？同一薄片的同一矿物，什么类型的切面干涉色最高？什么样的干涉色具有鉴定意义？应在哪种切面上测定这种干涉色？参考答案：矿片显示的

25、干涉色级序取决于矿物性质，切面方向及矿片厚度。P59；平行光轴或平行光轴面的定向切面上测干涉色级序。P59；最高干涉色。P59；平行光轴或平行光轴面的定向切面。P599.简述干涉色色谱表上每一级干涉色的特征。一级干涉色与二级以上干涉色有什么区别？参考答案：第一级序：光程差范围为0550nm。具灰暗、灰白色而无蓝、绿色。P58第二级序：光程差范围为5501100nm。色调浓而纯，比较鲜艳，干涉色条带间的界限 不如第二级序清楚。P59第三级序：光程差范围为11001650nm。干涉色色调比第二级序要浅。干涉色条带间的 界限不如第二级序清楚。P59第四级序及更高级序的干涉色：干涉色级序愈高，其色调愈

26、不纯，干涉色条带间的界限 也愈模糊不清，形成一种与珍珠表面相似的亮白色，称 为高级白干涉色。P59第一级序干涉色上无蓝、绿色。P5910.已知某矿物最高干涉色为二级蓝，若薄片厚度为0.03mm，则此矿物的最大双折射率值是多少？参考答案：N=R/d=570/30000=0.01911.什么叫补色法则？什么叫消色？消色和消光有何本质区别？非均质体任意方向的切片，在45位置加入石英楔达到消色时，其光率体椭圆切面的长短半径与试板轴名为何关系？参考答案：两个非均质体除垂直光轴以外的任意切面，在正交偏光镜45位置重叠时，光波通过这两个矿片后总光程差的增减法则称为补色法则。P61；若RIR2，则当光率体椭圆

27、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；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；两非均质体矿片非垂直光轴方向切面重叠时，总光程差为0，此时矿片消色而变黑暗，就是消色。异名平行。P6212.写出云母试板、石膏试板的光程差、干涉色及光率体椭圆半径的方位和名称。当矿片在正交偏光镜下处于消光位时，加入石膏试板或云母试板后，矿片有何变化？为什么同

28、一薄片、同种矿物的不同方向切面，在加入试板后有的干涉色升高，有的干涉色降低？参考答案：试板光程差干涉色光率体椭圆半径的方位和名称云母试板P62147nm一级灰白慢光平行于短边方向石膏试板P63550nm一级紫红慢光平行于短边方向无变化；两个非均质体任意方向矿片在正交偏光镜下45位置重叠时，当两个矿片的同名半径平行时，总光程差等于两个矿片光程差之和，表现为干涉色级序升高。当两个矿片异名半径平行时，总光程差等于两个矿片光程差之差，其干涉色级序比原来干涉色高的矿片降低，但比原来干涉色低的矿片不一定降低。P6213.如果用石英平行光轴切面制作云母试板（光程差为150nm）和石膏试板（光程差为550nm

29、），应分别磨制多厚的矿片？（提示：石英双折射率为0.009）参考答案：云母：d=R/N=150/0.009=0.0167mm ; 石膏：d=R/N=550/0.009=0.0611mm14.某矿物的干涉色为二级蓝，加入云母试板后，升高成什么干涉色？降低又变成什么干涉色？为什么？对于一级灰干涉色的矿片，加入石膏试板后，为什么变黄是干涉色降低了？变蓝是干涉色升高了？参考答案：二级蓝升级为蓝绿色，降低为紫红色。P66；云母试板光程差为147nm为一个色序，二级蓝升高一个色序为蓝绿色，降低一个色序为紫红色。P66；一级灰干涉色的矿片加入石膏试板后，同名半径平行时，总光程差为700nm（R=550+15

30、0）左右，矿片干涉色由一级灰变为二级蓝；异名半径平行时，总光程差400nm（R=550-150）左右，矿片的干涉色由一级灰变为一级橙黄。P6215.高级白干涉色与一级灰干涉色有什么不同？如何鉴别？参考答案：高级白干涉色与一级白干涉色的区别方法是加入试板后高级白干涉色基本无变化。若薄片呈现高级白干涉色，则说明该矿物具有很高的双折射率。16.具高级白干涉色的矿片，加入石膏试板或云母试板后，为什么矿片的干涉色无明显变化？参考答案：矿物具有很高的双折射率。17.简述非均质体矿片上光率体椭圆半径方位和名称的测定步骤。参考答案：（1）将预测矿片置于视域中心，转动物台使矿片消光（消光位），此时矿片上光率体椭圆半径方向与上、下偏光镜振动方向相平行。（2）再转动（顺时针或逆时针均可）物台45，矿片干涉色最亮，此时矿片上光率体椭圆半径与目镜十字丝45夹角。（3）从试板孔（45位置）插入试板，观察干涉色级序的升降变化，如