晶体光学复习思考题参考答案.doc

1、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质各个方向相同，而非均质体的光学性

2、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、二轴晶、光轴、常光、非常光、光

3、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的平面，其传播速度及

4、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。P12B 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”Bxa”

5、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Ne1.78 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、糙面的明显程度）会发生显著的改变，这种现象称为闪突起。P44；方

6、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） 。第四章1.如何检查 AA、 PP 是否正交？

7、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，这种现象称为四次消光。 P50；

8、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，即矿片上光率体椭圆半

9、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？参考答案：在正交偏光镜

10、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

11、通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

12、的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，

13、其色调愈不纯，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 ，

14、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；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

15、后，矿片有何变化？为什么同一薄片、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 P62 147nm 一级灰白 慢光平行于短边方向石膏试板 P63 550nm 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（

16、光程差为 150nm）和石膏试板（光程差为550nm） ，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

17、后，同名半径平行时，总光程差为 700nm（R=550+150）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

18、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，如果干涉色级序降低，说明试板与矿片的光率体切面是异名半径平行时；如果干涉色级序升高，表明试板与矿片的光率体椭圆切面是同名半径平行。P6418.简述楔形边法测定干涉色级序的步骤。参考答案：如果矿片最边部为一级灰白或一级灰黑，且干涉色自边部向中间逐渐升高而构成细小干涉色色圈或干涉色细色带。那么，如果经过一条红带，则矿片干涉色为

19、二级；经过 n 条红带，矿片干涉色为（n+1）级。P6519.消光角公式如何表示？消光角应在什么样的切面上测定？试举例说明之。参考答案：将选定的矿片置于视域中心并使矿片上的解理缝、双晶缝或晶面迹线与目镜十字丝的纵丝平行，记录物台上的刻度（a） ，转动物台（顺时针、逆时针均可）使矿片达消光位，此时矿片上的光率体椭圆半径与目镜十字丝一致，记录物台上的刻度数（b） ，消光角为（b-a） 。P68；单斜晶系矿的物通常选择平行（010）切面来测定消光角大小，如单斜辉石和单斜角闪石的（010）切面通常与光轴面平行；三斜晶系矿物一般选择某些特殊方向切面测定消光角。如斜长石选择垂直（010）切面或同事垂直（0

20、10）和（001）切面测定其消光角。P6720.测定消光角时，为什么必须测定光率体椭圆半径名称？以普通角闪石为例，绘图说明消光角测定的步骤。参考答案：测定光率体椭圆半径名称，知道光率体长短半轴方向，才能确定消光角是和长轴还是和短轴的夹角，为后面判定矿物延性提供依据；（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，记下物台读数 b；（4）测定消光位时十字丝纵丝的光率体椭圆