晶体光学答案.doc

(完整word版)晶体光学答案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。P34 2.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P34 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-P36 4.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。P36 5.角闪石具有两组完全解理（夹角为56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。P37 6.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。P36 7.什么是矿物的颜色？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-P39 9.何谓吸收性？霓石具反吸收，其三个主要方向的颜色分别为黄色、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 P40 11.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）或平行光轴面（二轴晶）的切面。P40 12.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。P41 15.什么叫突起?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。P43 17.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 P43 18.什么是闪突起？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。P44 19.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。P59 10.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=0.019 11.什么叫补色法则？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。P62 12.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。P62 13.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），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=0.0611mm 14.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+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。P62 15.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。P64 18.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，则矿片干涉色为二级；经过n条红带，矿片干涉色为（n+1）级。P65 19.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（010）和（001）切面测定其消光角。P67 20.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切面的半径名称（利用前面所学的知识（5）计算a、b间的夹角，并记录消光角。 21.透辉石三个主折射率值分别为1.728（Ng），1.706（Nm）和1.699（Np），其最大双折射率值多大？当矿片厚度为0.03mm时，其光程差是多少？最高干涉色级序又如何？正长石的Ng、Nm和Np为别为1.524、1.522、1.518，当其最高干涉色为一级黄时，矿片厚度多大？ 参考答案：最大双折射率N=1.728-1.699=0.029 光程差R=dN=30000*0.029=870nm 最高干涉色级序为：二级黄；正长石d=R/N=400/0.006=0067mm 22.同一薄片中的同一矿物，什么类型的切面双折射率最小？什么类型的切面双折射率最大？ 参考答案：垂直光轴的切面双折射率最小；平行光轴或光轴面的切面双折射率最大。 23.试绘出下列两图中矿物光率体的椭圆切面及轴名。 参考答案：不知道，不过老师说不需掌握。 24.什么叫延性、正延性、负延性？如何测定矿物的延性符号？判断下列矿物的延性符号是正还是负？ 参考答案：长条矿物切面的延性方向与光率体椭圆长半径之间的关系称为晶体的延性。P69；如果晶体切面的延长方向与光率体椭圆长半径（Ng或Ng）平行或夹角小于45称为正延性；如果晶体切面的延长方向与光率体椭圆长半径（Np或Np）平行或夹角小于45称为负延性。P69；（1）将欲测矿片置视域中心，使矿片延长方向平行目镜十字丝纵丝，此时矿片消光，矿片上光率体椭圆半径与目镜十字丝平行。（2）转动物台（顺时针或逆时针均可）45，使矿片延长方向与目镜十字丝成45夹角，此时矿片干涉色最亮，光率体椭圆半径与目镜十字丝成45夹角。（3）加入试板，观察干涉色的变化，当干涉色级序降低，试板与矿片的光率体椭圆切面的异名半径平行时，证明Ng或Ng平行延长方向，为正延性；当干涉色级序升高，试板与矿片的光率体椭圆切面的同名半径平行时，证明Ng或Ng平行延长方向，为负延性。P70 正延性 负延性 正延性 负延性 负延性 第五章 1.锥光镜的装置及光学特点与正交偏光镜的装置及光学特点有那些异同？在锥光镜的装置中，如果忘了加上聚光镜，能否看到矿物的干涉图？为什么？ 参考答案：锥光镜是在正交偏光镜的基础上加上聚光片和勃氏镜（或去掉目镜）并换用高倍物镜。P76；光学特点：锥形偏光束与平行偏光束之间的重要区别在与平行偏光束基本沿同一方向垂直射入矿片，而锥形偏光束是沿不同方向同时射入矿片。P76；不能；锥光镜下所观察的应当是锥形偏光束中各个不同方向的入射偏光通过矿片后，到达上偏光镜所产生的消光与干涉效应的总和，它们构成特殊的图像称为干涉图，没有聚光镜则无法产生锥形偏光束，所以不能。P77 2.一轴晶斜交光轴切面的干涉图，为什么黑十字焦点不在视域中心？转动物台时，为什么黑十字焦点作圆周运动而黑带随之作上下、左右的平行移动？ 参考答案：在一轴晶斜交光轴的切片中，光轴在矿片中的位置是倾斜的。P82不知道，不过老师说不需掌握。 3.在二轴晶干涉图中，当2V很大时，垂直Bxo切面干涉图与垂直Bxa切面干涉图为什么不易区分？当2V很小时，垂直Bxo切面干涉图与平行光轴面切面干涉图为什么难于区分？ 参考答案：当矿片的2V很大时，两个光轴之间的钝角和锐角大小相近，垂直Bxo切面的干涉图与垂直Bxa切面的干涉图往往不易区分。P93不知道，不过老师说不需掌握。 4.当矿物2V很小时，在转动物台过程中，斜交Bxa切面干涉图（Bxa出露点在视域之外）中黑带的移动情况与一轴晶斜交光轴切面干涉图（光轴出露点在视域之外）黑带移动情况有无区别？为什么？ 参考答案：有；斜交Bxa切面干涉图（Bxa出露点在视域之外）中黑带的移动，在不同象限会发生弯曲和伸直的形状变化。一轴晶斜交光轴切面干涉图（光轴出露点在视域之外）黑带移动中只会发生上下左右的移动，形状不发生变化。 5.为什么瞬变干涉图不能判断轴性？这种切面的干涉图有何用途？ 参考答案：不知道，不过老师说不需掌握。 6.在垂直光轴面的斜交光轴切面干涉图中，当光轴面与上、下偏光镜振动方向之一平行时，为什么直的黑带通过视域中心并平分视域？此时Nm在什么方向？为什么？这种切面为什么能代替垂直光轴切面？ 参考答案：不知道，不过老师说不需掌握。 7.试判别些列干涉图的轴性、光性、和切片方向，并绘出其光率体椭圆切面及轴名。图A和图B还需估计2V大小。 轴性 光性 切片方向 2V A 二轴晶 负光性 垂直锐角等分线切面 不知道 B 二轴晶 正光性 垂直一个光轴切面 不知道 C 二轴晶 正光性 垂直光轴面的斜交光轴切面 无 D 一轴晶 负光性 斜交光轴切面 无 C D 8.二轴晶平行AP切面干涉图有何特征？ 参考答案：当Bxa和Bxo方向分别平行PP和AA时，为一个粗大模糊的黑十字，几乎占据整个视域。转动物台，粗大黑十字发生分裂并沿Bxa方向迅速推出视域。如果矿片的双折射率较大或矿片较厚，则可看到对称的弧形干涉色带。P93