晶體光學課后題

晶體光學課后題第一章1、為什么一軸晶光率體所有橢圓切面上都有No？二軸晶光率體任意切面上是否都有Nm？在哪些切面上才有Nm？（P15）答：一軸晶光率體是以Ne軸為旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)橢球體，所有斜交光軸的切面都與圓切面相交，因此，所有斜交光軸的橢圓切面的長、短半徑中必有一個是主軸No。否。（1）垂直光軸OA切面（2）垂直銳角等分線B某a切面（3）垂直鈍角等分線B某o切面（4）垂直光軸面NgNp的斜交切面2、怎樣定義一軸晶光率體的光性符號？(P14)怎樣定義二軸晶光率體的光性符號？(P20)答：一軸晶光率體只要比較出Ne′、No的相對大小即可確定出礦物的光性符號。因為一軸正晶Ne＞Ne′＞No，一軸負晶Ne＜Ne′＜No，即只要確定出No＜Ne′，則礦物光性符號為正，No＞Ne′則礦物光性符號為負。二軸晶光率體必須確定B某a方向是Ng軸還是Np軸：若B某a=Ng（B某o=Np），則光性符號為正；若B某a=Np（B某o=Ng），則光性符號為負。3、什么叫光軸角（2V），寫出光軸角公式。(P19)答：兩光軸相交的銳角稱為光軸角。光軸角公式：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），可以近似認為Ng2（Nm+Np）∕Np2（Ng+Nm）=1，這樣可簡化為：tan2α=（Nm-Np）/（Ng-Nm）。4、畫出一軸晶正光性光率體和一軸晶負光性光率體垂直O(jiān)A、平行OA、斜交OA切面的形態(tài)，指出各切面的雙折射率。（詳見P15）5、畫出二軸晶光率體垂直O(jiān)A、垂直B某a、垂直B某o、平行OAP切面的形態(tài)，指出各切面的雙折射率，并在二軸負晶平行OAP切面上標出全部光率體要素。（見P22）6、一軸晶正光性光率體放倒了是否能成為負光性光率體？反之，一軸負光性光率體豎直了是否能成為正光性光率體？為什么？不能。一軸晶光率體的光軸與結晶軸c軸方向一致，正、負光率體的倒放的同時改變了其光軸方向，所以錯誤。7、當Ne趨近于No時，光率體有什么變化？答：最大雙折率越來越小，趨近于均質(zhì)體的光率體，即趨近于圓球體。8、當Nm趨近于Np或Nm趨近于Ng時，光率體有什么變化？當Nm=Np或Nm=Ng時，分別是幾軸晶、什么光性符號？答：當Nm趨近于Np或Nm趨近于Ng時，光率體趨近于二軸橢球體。當Nm=Np時是一軸晶，正光性。當Nm=Ng時是一軸晶，負光性。9、指出中級晶族、斜方晶系、單斜晶系、三斜晶系礦物的光性方位。(P24)答：中級晶族（一軸晶）礦物的光率體形態(tài)是旋轉(zhuǎn)橢球體，其旋轉(zhuǎn)軸是晶體的對稱軸；斜方晶系礦物的光性方位是光率體的三個主軸（Ng、Nm、Np）與三個結晶軸（a、b、c）分別一致；單斜晶系礦物的光性方位是光率體三個主軸中有一個主軸與b軸一致（或平行），其余兩主軸在ac平面內(nèi)分別與a、c軸斜交；三斜晶系礦物的光性方位是光率體的三個主軸與結晶軸均斜交，斜交的方向和角度則因礦物種屬不同而異。11、什么是折射率色散、雙折射率色散、光率體色散？(P26)答：透明礦物的折射率隨入射光波的不同而發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為折射率色散;非均質(zhì)體礦物斜交OA切面的雙折射率一般隨入射光波波長的改變而改變的現(xiàn)象稱為雙折射率色散；由于非均質(zhì)體的折射率色散強度隨方向不同而不同，則隨著入射光波長的改變，其光率體的大小、形態(tài)發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為光率體色散。12、二軸晶正光性光率體，當2V增大到90°時，光性符號有什么變化？(P20)答:若兩光軸所夾的角恰好等于90°，則光率體的光性符號不分正負，也稱為中性光率體。13、二軸晶光率體，當2V減少到0°時，光率體有何變化？答：此時Nm=Np，光率體變?yōu)橐惠S晶光率體。15.（1）單斜（2）負（4）長軸Ng，短軸Nm（6）1.701-1.69117.一軸晶，正光性。三組切面均有一相同值且其他兩值均大于這一相同值。第二章1、透射偏光顯微鏡與生物顯微鏡和反射偏光顯微鏡的主要區(qū)別是什么(P31)？（1）它與普通生物顯微鏡的區(qū)別：它有兩個偏光鏡，一個位于物臺的下面，稱下偏光鏡，又稱起偏鏡；另一個位于物鏡上方，稱上偏光鏡，又稱分析鏡或檢偏鏡。（2）它與反射偏光鏡的區(qū)別：它是在透射光下觀察，而反射偏光鏡是在反射光下觀察。2、將巖石薄片放置在物臺上進行晶體光學鑒定時，為什么要蓋玻片朝上？(P38)薄片的蓋玻片必須朝上，否則移動薄片時會損傷蓋玻片，且使用高倍物鏡時不能準焦。3、試述偏光顯微鏡校正中心的步驟。(P39)（1）準焦后，在薄片中選一質(zhì)點a位于視域中心（即目鏡十字絲交點處）。（2）固定薄片，旋轉(zhuǎn)物臺，若物鏡中軸與鏡筒中軸、物臺旋轉(zhuǎn)軸不重合，則質(zhì)點a圍繞某一中心做圓周運動，其圓心o點為物臺旋轉(zhuǎn)軸出露點。（3）旋轉(zhuǎn)物臺180度，使質(zhì)點a由十字絲交點移至a‘處.（4）同時調(diào)整物臺上的兩個中心校正螺絲,使質(zhì)點由a‘處移至aa‘線段的中點(即偏心圓的圓心o點)處.（5）移動薄片,使質(zhì)點a移至十字絲交點.旋轉(zhuǎn)物臺檢查,如果質(zhì)點a不動,則中心已校好;若仍有偏心,則重復上述步驟,直至完全校正好為止.（6）如果中心偏差很大,轉(zhuǎn)動物臺,質(zhì)點a由十字絲交點轉(zhuǎn)出視域之外,此時來回轉(zhuǎn)動物臺,根據(jù)質(zhì)點a運動的圓弧軌跡判斷偏心圓圓心o點所在方向.同時調(diào)整物臺的兩個中心校正螺絲,使視域內(nèi)所有質(zhì)點向偏心圓圓心相反方向移動.并不時旋轉(zhuǎn)物臺判斷偏心圓圓心是否進入視域.若偏心圓圓心已在視域內(nèi),再按前述步驟校正.4、怎樣利用黑云母確定下偏光振動方向怎樣確定上偏光振動方向(P39)下:使用中倍物鏡準焦后,在礦片中找一個長條形具有互相平行解理紋的黑云母置于視域中心.轉(zhuǎn)動物臺,使黑云母的顏色變得最深。此時，黑云母解理紋方向代表下偏光振動方向（因為光波沿黑云母解理紋方向振動時，吸收最強，顏色最黑）。上：檢查上、下偏光鏡是否垂直來確定上偏光振動方向！做法為使用中倍物鏡，去掉薄片，調(diào)節(jié)照明使視域最亮，推入上偏光鏡，如果視域完全黑暗，證明上、下偏光振動方向垂直。5、在偏光顯微鏡校正中心時，扭動物鏡或物臺校正螺絲時，為什么只能讓質(zhì)點由a’移至偏心圓圓心o點，而不是移至十字絲交點？因為中心只有一個偏心圓半徑的偏差，移至中點后，每旋轉(zhuǎn)180度。就可能與原中心重合第三章1、單偏光鏡下觀察晶體的哪些光學性質(zhì)？與礦物對透射光波有關的光學性質(zhì)，如顏色、多色性、吸收性等。與礦物折射率有關的光學性質(zhì)，如突起、糙面、邊緣、貝克線、色散效應等。2、為什么鏡下能看到晶體的輪廓？為什么有的礦物（如橄欖石）邊緣明顯，有的礦物（如石英）輪廓看不清楚？（P47）(1)礦物的邊緣圈閉了礦物的范圍，使礦物切面的輪廓在顯微鏡下顯示出來。(2)薄片中礦物邊緣的明顯程度取決于礦物折射率與樹膠折射率的差值。差值越大，邊緣越粗黑，形態(tài)越明顯；差值越小，邊緣越淡細，輪廓模糊不清。3、什么叫貝克線？貝克線的移動規(guī)律是什么？（P48）在偏光顯微鏡下觀察礦物切面光線較集中的一方沿礦物邊緣形成一條亮帶，這條亮帶叫貝克線。2移動規(guī)律：下降物臺貝克線向折射率大的介質(zhì)一方移動。4、偏光顯微鏡下能否看見礦物的單體形態(tài)，偏光顯微鏡下如何研究礦物的單體形態(tài)？(P52)自形：礦物的邊界全為晶面，表現(xiàn)為切面邊界平直，所有切面形態(tài)均為多邊形他形：礦物無完整晶面，所有切面形態(tài)均為不規(guī)則的曲線多邊形。半自形：介于自形與他形之間。6、巖石薄片中各種礦物顆?；疽恢?，為什么在偏光鏡下給人一種突起高低不同的感覺？(P55)突起是光線通過礦片后產(chǎn)生的一種光學效應，是對礦物邊緣和糙面的一種綜合視覺，并不代表礦物表面的實際高低。7、如何規(guī)定（定義）突起的正負？正突起是否向上突起？負突起是否向下凹陷？在薄片上怎樣確定正突起和負突起？(P55)（1）N礦＞N膠，為正突起，N礦＜N膠，為負突起。即負突起礦物折射率小于1.54，正突起礦物折射率大于1.54.（2）正突起并不是都向上的突起，負突起并不是都向下凹陷的，―正負‖是指礦物折射率―大于‖還是―小于‖樹膠的折射率，并不是指突起向上還是向下。（3）下降載物臺，貝克線如向樹膠移動，礦物為負突起；貝克線如向礦物移動，礦物為正突起8、突起一般劃為幾級？各個等級的折射率范圍和鏡下鑒定特征是什么？(P55)突起級別折射率糙面及邊緣特征實例負高突起<1.48糙面及邊緣顯著，下降物臺，貝克線移向樹膠螢石負低突起1.48－1.54表面光滑，邊緣不顯著，下降物臺，貝克線移向樹膠。正長石、白榴石正低突起1.54－1.60表面光滑，邊緣不顯著，下降物臺，貝克線移向礦物。石英（偏低），白云母（偏高）正中突起1.60－1.66糙面較顯著，邊緣較粗，下降物臺，貝克線移向礦物黑云母、磷灰石、透閃石正高突起1.66－1.78糙面顯著，邊緣明顯且較寬，下降物臺，貝克線移向礦物輝石、橄欖石正極高突起>1.78糙面顯著，邊緣很寬很黑，下降物臺，貝克線移向礦物榍石、石榴石9、什么叫洛多奇尼科夫色散效應？如何解釋洛多奇尼科夫色散效應？該色散效應有何應用意義？(P49)當兩種介質(zhì)折射率相差很小時，貝克線發(fā)生變化，在折射率較低的礦物一邊出現(xiàn)橙黃色細線，在折射率較高的礦物一邊出現(xiàn)淺藍色細線（觀察時注意適當縮小光圈）這種現(xiàn)象稱洛多奇尼科夫色散效應解釋：洛多奇尼科夫色散效應產(chǎn)生的條件是兩相鄰的物質(zhì)折射率相差很小在可見光范圍內(nèi)相等，但對黃光的折射率仍有差異，如圖3-5A（課本P50）所示物質(zhì)1和物質(zhì)2的折射率在可見光范圍內(nèi)相等但對于黃光N1略大于N2因此物質(zhì)1的色散曲線較陡；對于藍光N1更大于N2所以藍光折向折射率大的物質(zhì)1對于橙（紅）N1＜＜＜N2橙光折向物質(zhì)2，這樣貝克線色散成彩色帶，靠近折射率大的一方為藍色帶，折射率小的一方為橙色帶意義：洛多奇尼科夫色散效應常用于區(qū)分淺色造巖礦物石英，微斜長石，酸性斜長石，這給鑒定花崗巖帶來很大方便10、什么是閃突起？什么樣的礦物具有閃突起？具有閃突起的晶體是否無論在任何切面都能見到閃突起？什么樣的切面閃突起最明顯？(P56\\57)閃突起是旋轉(zhuǎn)物臺時，礦物（一般是無色礦物）切面的突起時高時低，發(fā)生閃動變化。只有那些最大雙折率較大，而且最大最小折射率分別屬于兩個不同等級的折射率范圍的礦物才有可能有閃突起。（2）不是垂直光軸切面無閃突起，平行OA或平行OAP的切面閃突起最明顯。11、什么叫糙面？糙面明顯程度與哪些因素有關？如何表征糙面？(P53)3糙面是偏光顯微鏡下所見礦物粗糙的表面，使光線通過礦片后產(chǎn)生的一種光學效應，是人對礦片表面粗糙程度的一種視覺，并不代表礦片真實的物理粗糙程度。糙面明顯程度主要取決于礦物折射率與樹膠折射率的差值，差值越大，糙面越顯著。礦物表面光潔度對糙面也有影響;視域的亮度對糙面觀察也有影響，有色礦物會使糙面顯著程度提高。糙面的顯著程度一般用很顯著、顯著、不顯著或很粗糙、粗糙、光滑來表征12、合成金紅石No=2.616，Ne=2.903，問平行OA切面能否見到閃突起？為什么？不能，金紅石的雙折率雖然很大，但是其最大最小折射率屬于同一突起等級的折射率范圍，故沒有明顯的等級差別，故不會出線閃突起13、鐵黑云母Np=1.630，Ng=1.690，Np=黃紅色，Ng=暗紅棕色，問平行OAP切面能否看到閃突起？為什么？(P57)不能，它的最大雙折率很大，最大最小折射率又屬于不同突起等級，但黑云母顏色、吸收性變化大，掩蓋了閃突起現(xiàn)象，使閃突起現(xiàn)象乃以察覺出來。14、解理紋的可見度與哪些因素有關？(P57)（1）礦物的解理性質(zhì)（2）礦物的切面方向（3）N礦與N膠的差值15、輝石和斜長石都有兩組完全解理，在薄片中為什么輝石的解理紋容易看到，而斜長石的解理紋卻難見到？(P58)（1）輝石的α臨大于斜長石的α臨。（2）輝石的折射率與樹膠的折射率差值較大，解理紋較粗黑而顯目；而斜長石的折射率與樹膠的折射率接近，解理紋細淡而不易被覺察出來16、角閃石的兩組解理夾角為56°和124°，為什么有的切面上兩個方向解理紋，有的切面只有一個方向解理紋，而有的切面見不到解理紋？測量解理夾角應在什么切面上進行？解理紋的可見度與礦物的切面方向有關，切面方向不同，解理紋的清晰程度、寬度、組數(shù)都有可能不同。當其切面法線與解理紋的交角即α大于解理紋可見臨界角時，就看不到解理紋。必須選擇同時垂直兩組解理面的切面進行測量。17、在一片含黑云母的的礦片中，見到大部分黑云母顆粒不具有解理紋，能說這種黑云母不具解理嗎？為什么？不能，礦片的切面都是任意的，黑云母的解理紋可見臨界角不大，礦片中大部分黑云母的切片法線與解理面的夾角α都大于臨界角度，即使有解理紋在偏光鏡下也不多見，所以不能說這種黑云母不具解理。18、什么叫礦物的顏色？礦物的顏色與哪些因素有關？(P61)礦物的顏色是礦物在單偏光鏡下的色澤取決于礦物的化學成分，晶體的結構特點，晶體缺陷、雜質(zhì)及超顯微包裹等19、什么叫多色性？為什么礦物具有多色性？多色性明顯程度與哪些因素有關？(P62)多色性是非均質(zhì)體礦物顏色色彩發(fā)生改變呈多種色彩的現(xiàn)象。非均質(zhì)體礦物光性上表現(xiàn)為各向異性，對光波的選擇性吸收隨方向的不同而改變，因此，在顯微鏡下旋轉(zhuǎn)物臺時，非均質(zhì)體礦物的顏色色彩和濃度一般情況下都會發(fā)生改變。因素：與礦物本性有關；與切片方向有關，平行光軸或光軸面的切面的多色性最明顯垂直光軸的切面不具多色性；此外與薄片厚度、視域亮度等因素也有關系。20、什么叫吸收性和吸收性公式？？(P-63)吸收性是礦物顏色深淺發(fā)生改變的現(xiàn)象表明礦物吸收性的形如No＜（或＞）Ne（一軸晶）和Ng＜（或＞）Nm＜（或＞）Np（二軸晶）的公式。422、一軸晶，二軸晶的多色性和吸收性如何表征？(P63)一軸晶：多色性No=某某色Ne=某某色吸收性No＜（或＞）Ne二軸晶：多色性Ng=某某色Nm=某某色Np=某某色吸收性Ng＜Nm＜Np或Ng＞Nm＞Np23、有色一軸晶礦物垂直O(jiān)A切面，平行OA切面，斜交OA切面的多色性吸收性有何區(qū)別？(P63)當垂直O(jiān)A切面時，觀察到No方向的顏色，無多色性。當平行OA切面時，Ne與PP平行，在Ne方向上振動的光波振幅最大，光強度最強，礦片上顯示的是吸收Ne方向振動的光波之后的顏色。同理當No//PP時，Ne方向的振幅為零，礦片顯示的是吸收No方向振動的光波之后的顏色；當斜交OA切面則時礦片顯示上述兩種顏色之間的過渡顏色。24、有色二軸晶礦物垂直O(jiān)A切面、平行OAP切面、垂直B某a切面多色性和吸收性有何特征？(P64)在垂直O(jiān)A的切面上，觀察到的是Nm的顏色，無多色性。在平行OAP切面上，多色性強：當Ng//PP時，顯示Ng方向的顏色；當Np//PP時，顯示Np方向的顏色，當Np、Ng與PP斜交時顯示Np、Ng兩種顏色之間的過渡色。在垂直B某a切面上，多色性取決于Ng、Nm與PP夾角。25、一方解石切面，在單偏光鏡下旋轉(zhuǎn)物臺，有時清楚的看見兩組解理紋有時候解理紋消失，為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象？非均質(zhì)體礦物對光波的吸收性隨方向的不同而改變，因此旋轉(zhuǎn)物臺時礦片的暗視域也變亮了，明暗對比不明顯，解理紋變淡，不易觀察。27、某輝石Ng–Nm=0.003，Nm-Np=0.010，Np//b，Ng=淺綠色，Nm=紅棕色，Np=紅黃色。試求（1）晶系與光性符號；（2）光軸面的結晶學方位和最大雙折率；（3）垂直B某a切面的結