晶體光學(xué)答案

1、1.單偏光鏡的裝置有何特點(diǎn)？如何確定下偏光鏡的振動(dòng)方向？單偏光鏡下可觀察和測(cè)定透明礦物的哪些光學(xué)性質(zhì)？ 參考答案：單偏光鏡就是只使用下偏光鏡（起偏鏡）來觀察、測(cè)定礦片的晶體光學(xué)性質(zhì)。P33；當(dāng)黑云母解理與下偏光鏡的振動(dòng)方向平行時(shí)對(duì)黑云母吸收性最強(qiáng)，此時(shí)呈現(xiàn)深棕色，當(dāng)解理與起偏振鏡的振動(dòng)方向垂直時(shí)，黑云母吸收性微弱，此時(shí)晶體呈現(xiàn)淡黃色，因此可通過觀察黑云母不同顏色下的解理縫方向確定下偏光鏡振動(dòng)方向；單偏光鏡下觀察和測(cè)定礦物晶體的光學(xué)性質(zhì)包括礦物的外表特征（如形態(tài)、解理）、與礦物對(duì)光波選擇吸收有關(guān)的光學(xué)性質(zhì)（如顏色、多色性、吸收性）以及與礦物折射率值大小有關(guān)的光學(xué)性質(zhì)（如邊緣、貝克線、糙面、突起、

2、色散效應(yīng)）等。P34 2.試描述下列礦物的形態(tài)、解理組數(shù)及其完善程度。 橄欖石 黑云母 角閃石 輝石 礦物的形態(tài)P34 解理組數(shù) 完善程度P36 橄欖石 他形 1組 不完全解理 黑云母 半自形 1組 極完全解理 角閃石 自形 2組 完全解理 輝石 半自形 1組 完全解理 3.解理縫的可見度與哪些因素有關(guān)？ 參考答案：礦片中解理縫的寬度、清楚程度，除與礦物本身的解理性質(zhì)有關(guān)外，還與切面方向有密切聯(lián)系。P35-P36 4.輝石和長石都具有兩組完全解理。在巖石薄片中，為什么輝石具解理縫的切面多于長石且解理縫很清楚？而長石的解理縫卻不易找到？ 參考答案：輝石類和長石類礦物都具有兩組完全解理，由于輝石類

3、的解理縫可見臨界角大于長石類礦物，在巖石薄片中輝石類礦物見到解理縫的顆粒比較多，而長石類礦物見到解理縫的顆粒比較少。P36 5.角閃石具有兩組完全解理（夾角為56或124）。在巖石薄片中，為什么有的切面上可以見到兩個(gè)方向的解理縫，有的切面只能見到一個(gè)方向的解理縫，而有的切面上卻見不到解理縫呢？測(cè)量解理夾角應(yīng)在什么切面上進(jìn)行？ 參考答案：同一礦物不同方向切面上解理縫的可見性、清晰程度、寬度及組數(shù)不完全相同。P36；垂直兩組解理面的切面上。P37 6.在含有黑云母的巖石薄片中，為什么有的黑云母切面上看不見解理縫，并且多色性不明顯？見不到解理縫的黑云母切面，能說這種黑云母不具解理嗎？為什么？ 參考答

4、案：其切面解理面傾斜角大雨解理縫可見臨界角，看不到解理縫。P36其切面是垂直光軸或接近垂直光軸切面，所以多色性不明顯。P40；不能。顯微鏡下觀察礦物的解理時(shí)，切不可憑個(gè)別或少數(shù)切面判斷解理的有無和解理的組數(shù)。必須多觀察一些切面，然后綜合判斷。P36 7.什么是礦物的顏色？礦物的顏色與那些因素有關(guān)？任何有色礦物在單偏光鏡下都有顏色嗎？ 參考答案：礦物在薄片中呈現(xiàn)的顏色與手標(biāo)本上的顏色不用，前者是礦物不同方向切片在透射光下所呈現(xiàn)的顏色，而后者則是礦物在反射光、散射光下所呈現(xiàn)的顏色。晶體光學(xué)研究的是礦物薄片的顏色。P37-P38；礦物在薄片中呈現(xiàn)的顏色，主要取決于礦物的化學(xué)成分也取決于晶體的原子排列

5、狀態(tài)。P38；不一定。 8.什么叫多色性？多色性明顯程度的劃分及其影響因素如何？為何有的礦物有顏色，而又的礦物無顏色?是否有色礦物都具有多色性？為什么？ 參考答案：由于光波在晶體中的振動(dòng)方向不同而使礦片顏色發(fā)生改變的現(xiàn)象稱多色性。P39；多色性明顯程度分為多色性及明顯、多色性明顯和多色性不太明顯。P40；影響因素：礦物在薄片中多色性的明顯程度除與礦物本身性質(zhì)有關(guān)之外，還與切面方向及礦片厚度有關(guān)，同一礦物，切面方向不同，多色性明顯程度不同。P40；在單偏光鏡下，礦物薄片呈現(xiàn)的顏色是礦片對(duì)白光中各單色光波選擇性吸收的結(jié)果P38；不是；均質(zhì)體的光學(xué)性質(zhì)各方向一致，對(duì)白光的選擇性吸收和吸收總強(qiáng)度不因光

6、波在晶體中振動(dòng)方向不同而發(fā)生改變，因此，均質(zhì)體礦片的顏色深淺不因光波在晶體中的振動(dòng)方向不同而發(fā)生改變，所以不具多色性。P38-P39 9.何謂吸收性？霓石具反吸收，其三個(gè)主要方向的顏色分別為黃色、深綠色和淺綠色，其多色性和吸收性公式如何？ 參考答案：在多色性現(xiàn)象下，礦物薄片顏色深淺發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為吸收性。P39；不知道，不過老師說不需掌握。 10.在常見造巖礦物中，具極明顯多色性、明顯多色性和弱多色性的礦物分別有哪些？ 多色性極明顯：黑云母。 多色性明顯：普通角閃石。 多色性不太明顯：紫蘇輝石和霓輝石 P40 11.礦物的多色性在什么方向切面上最明顯？為什么？測(cè)定一軸晶和二軸晶礦物的多色性公

7、式，需要選擇什么方向的切面？ 參考答案：在平行光軸（一軸晶）或平行光軸面（二軸晶）的切面多色性最明顯。P40；因?yàn)榇饲忻娴碾p折射率最大，顏色變化最明顯。P40；選擇平行光軸（一軸晶）或平行光軸面（二軸晶）的切面。P40 12.如何利用黑云母確定下偏光鏡的振動(dòng)方向？ 參考答案：首先找一塊解理和清晰的黑云母，移至目鏡十字絲中心，推出上偏光鏡，轉(zhuǎn)動(dòng)載物臺(tái)一周，觀察黑云母顏色的變化，因?yàn)楹谠颇笇?duì)解理方向的振動(dòng)光吸收最強(qiáng)，所以使黑云母顏色達(dá)到最深時(shí)，解理縫的方向就是下偏光鏡的振動(dòng)方向。 13.什么叫礦物的邊緣、糙面？邊緣的粗細(xì)和糙面的明顯程度與哪些因素有關(guān)？為什么有的礦物（如橄欖石）邊緣明顯、糙面顯著，

8、而又的礦物（如石英）輪廓?jiǎng)t看不清楚、表面也較光滑? 參考答案：巖石薄片中在兩個(gè)折射率不同的礦物（或礦物和加拿大樹膠）接觸處，可以看到一條比較黑暗的界限，稱礦物的邊緣。P40；礦片表面光滑程度不同的現(xiàn)象稱為糙面P42；邊緣的粗細(xì)和黑暗程度取決于兩種物質(zhì)折射率的差值大小，差值愈大邊緣愈粗愈黑暗。P41；糙面的明顯程度取決于礦物折射率和加拿大樹膠折射率的差值及礦物表面的光滑程度。P42；由礦物雙折率與樹膠雙折率的差值決定，差值過小，看不到輪廓，表面也較光滑。只有具有一定差值才會(huì)邊緣明顯、糙面顯著。 14.什么叫貝克線？貝克線的移動(dòng)規(guī)律是什么？ 參考答案：在邊緣的鄰近還可見到一條比較明亮的細(xì)線，稱為貝

9、克線或亮帶。P40下降物臺(tái)（或提升鏡筒），貝克線向折射率大的物質(zhì)移動(dòng)；提升物臺(tái)（或下降鏡筒），貝克線向折射率小的物質(zhì)移動(dòng)。P41 15.什么叫突起?巖石薄片中礦物的突起高低取決于什么因素？為什么在偏光顯微鏡下同一巖石薄片中的不同礦物顆粒給人一種突起高低不同的感覺？礦物的突起越高，糙面愈顯著，是否其折射率值就一定越大？ 參考答案：在巖石薄片中，各種不同的礦物表面好像高低不太相同，某些礦物表面顯得高一些，某些礦物表面則顯得低平一些，這種現(xiàn)象稱為礦物的突起。P42；礦物突起（邊緣、糙面明顯程度）的高低最終取決于礦物折射率與加拿大樹膠折射率的差值大小，差值愈大，礦物的突起愈高。P43；由于礦物折射率與

10、加拿大樹膠折射率不同，光波通過兩者之間界面發(fā)生折射、全反射作用形成的邊緣和糙面。邊緣和糙面的綜合反映，給予人們以礦物表面突起的感覺。P43；不是，是其折射率差值大。 16.如何規(guī)定突起的正負(fù)？正突起是否就是向上突起？負(fù)突起是否就是向下凹陷？在巖石薄片中怎樣確定礦物的突起正負(fù)？ 參考答案：折射率大于1.54的礦物稱為正突起，折射率小于1.54的礦物則稱為負(fù)突起。P43；不是，無論礦物是正突起還是負(fù)突起，其表面都是突起來的。P43；根據(jù)貝克線的移動(dòng)規(guī)律來確定正負(fù)突起。P43 17.礦物突起劃分為哪幾個(gè)等級(jí)？各個(gè)等級(jí)的折射率范圍如何？試舉例說明之。 突起等級(jí) 折射率 實(shí) 例 負(fù)高突起 1.78 榍石

11、、石榴子石 P43 18.什么是閃突起？在常見造巖礦物中，哪些礦物具有閃突起?具有閃突起的礦物是否在任意切面上都能見到閃突起？什么樣的切面閃突起最明顯？ 參考答案：在單偏光鏡下轉(zhuǎn)動(dòng)物臺(tái)，非均質(zhì)體礦物的突起高低（礦物邊緣、糙面的明顯程度）會(huì)發(fā)生顯著的改變，這種現(xiàn)象稱為閃突起。P44；方解石、碳酸鹽礦物（如白云石、鐵白云石、菱鎂礦和菱鐵礦等）、白云母。P46；不是；平行光軸（一軸晶）或光軸面（二軸晶）切面的平面。P44 19.試根據(jù)貝克線的移動(dòng)規(guī)律判別下圖中相鄰三種礦物折射率值的相對(duì)大小及其正負(fù)。圖中箭頭表示提升物臺(tái)或下降鏡筒時(shí)貝克線的移動(dòng)方向參考答案： 第一級(jí)序：光程差范圍為0550nm。具灰暗

12、、灰白色而無藍(lán)、綠色。P58 第二級(jí)序：光程差范圍為5501100nm。色調(diào)濃而純，比較鮮艷，干涉色條帶間的界限 不如第二級(jí)序清楚。P59 第三級(jí)序：光程差范圍為11001650nm。干涉色色調(diào)比第二級(jí)序要淺。干涉色條帶間的 界限不如第二級(jí)序清楚。P59 第四級(jí)序及更高級(jí)序的干涉色：干涉色級(jí)序愈高，其色調(diào)愈不純，干涉色條帶間的界限 也愈模糊不清，形成一種與珍珠表面相似的亮白色，稱 為高級(jí)白干涉色。P59 第一級(jí)序干涉色上無藍(lán)、綠色。P59 10.已知某礦物最高干涉色為二級(jí)藍(lán)，若薄片厚度為0.03mm，則此礦物的最大雙折射率值是多少？ 參考答案：N=R/d=570/30000=0.019 11.

13、什么叫補(bǔ)色法則？什么叫消色？消色和消光有何本質(zhì)區(qū)別？非均質(zhì)體任意方向的切片，在45位置加入石英楔達(dá)到消色時(shí)，其光率體橢圓切面的長短半徑與試板軸名為何關(guān)系？ 參考答案：兩個(gè)非均質(zhì)體除垂直光軸以外的任意切面，在正交偏光鏡45位置重疊時(shí)，光波通過這兩個(gè)礦片后總光程差的增減法則稱為補(bǔ)色法則。P61；若RIR2，則當(dāng)光率體橢圓異名半徑平行時(shí)，總光程差為0，礦片黑暗，這種現(xiàn)象稱為消色；消色和消光雖然都是表現(xiàn)為黑暗，但它們的成因不同。消光是由于礦片光率體橢圓半徑與PP一致，沒有光透出上偏光鏡而使礦片呈現(xiàn)黑暗；而消色是由于兩礦片產(chǎn)生的干涉色正好抵消而使礦片呈現(xiàn)黑暗。消光說明礦片光率體橢圓半徑與PP、AA一致；

14、消色說明兩礦片光程差相等，而且它們的光率體橢圓異名半徑平行；兩非均質(zhì)體礦片非垂直光軸方向切面重疊時(shí)，總光程差為0，此時(shí)礦片消色而變黑暗，就是消色。異名平行。P62 12.寫出云母試板、石膏試板的光程差、干涉色及光率體橢圓半徑的方位和名稱。當(dāng)?shù)V片在正交偏光鏡下處于消光位時(shí)，加入石膏試板或云母試板后，礦片有何變化？為什么同一薄片、同種礦物的不同方向切面，在加入試板后有的干涉色升高，有的干涉色降低？ 參考答案： 試板 光程差 干涉色 光率體橢圓半徑的方位和名稱 云母試板P62 147nm 一級(jí)灰白 慢光平行于短邊方向 石膏試板P63 550nm 一級(jí)紫紅 慢光平行于短邊方向 無變化；兩個(gè)非均質(zhì)體任意

15、方向礦片在正交偏光鏡下45位置重疊時(shí)，當(dāng)兩個(gè)礦片的同名半徑平行時(shí)，總光程差等于兩個(gè)礦片光程差之和，表現(xiàn)為干涉色級(jí)序升高。當(dāng)兩個(gè)礦片異名半徑平行時(shí)，總光程差等于兩個(gè)礦片光程差之差，其干涉色級(jí)序比原來干涉色高的礦片降低，但比原來干涉色低的礦片不一定降低。P62 13.如果用石英平行光軸切面制作云母試板（光程差為150nm）和石膏試板（光程差為550nm），應(yīng)分別磨制多厚的礦片？（提示：石英雙折射率為0.009） 參考答案：云母：d=R/N=150/0.009=0.0167mm 石膏：d=R/N=550/0.009=0.0611mm 14.某礦物的干涉色為二級(jí)藍(lán)，加入云母試板后，升高成什么干涉色？降

16、低又變成什么干涉色？為什么？對(duì)于一級(jí)灰干涉色的礦片，加入石膏試板后，為什么變黃是干涉色降低了？變藍(lán)是干涉色升高了？ 參考答案：二級(jí)藍(lán)升級(jí)為藍(lán)綠色，降低為紫紅色。P66；云母試板光程差為147nm為一個(gè)色序，二級(jí)藍(lán)升高一個(gè)色序?yàn)樗{(lán)綠色，降低一個(gè)色序?yàn)樽霞t色。P66；一級(jí)灰干涉色的礦片加入石膏試板后，同名半徑平行時(shí)，總光程差為700nm（R=550+150）左右，礦片干涉色由一級(jí)灰變?yōu)槎?jí)藍(lán)；異名半徑平行時(shí)，總光程差400nm（R=550-150）左右，礦片的干涉色由一級(jí)灰變?yōu)橐患?jí)橙黃。P62 15.高級(jí)白干涉色與一級(jí)灰干涉色有什么不同？如何鑒別？ 參考答案：高級(jí)白干涉色與一級(jí)白干涉色的區(qū)別方法是

17、加入試板后高級(jí)白干涉色基本無變化。若薄片呈現(xiàn)高級(jí)白干涉色，則說明該礦物具有很高的雙折射率。 16.具高級(jí)白干涉色的礦片，加入石膏試板或云母試板后，為什么礦片的干涉色無明顯變化？ 參考答案：礦物具有很高的雙折射率。 17.簡述非均質(zhì)體礦片上光率體橢圓半徑方位和名稱的測(cè)定步驟。 參考答案：（1）將預(yù)測(cè)礦片置于視域中心，轉(zhuǎn)動(dòng)物臺(tái)使礦片消光（消光位），此時(shí)礦片上光率體橢圓半徑方向與上、下偏光鏡振動(dòng)方向相平行。 （2）再轉(zhuǎn)動(dòng)（順時(shí)針或逆時(shí)針均可）物臺(tái)45，礦片干涉色最亮，此時(shí)礦片上光率體橢圓半徑與目鏡十字絲45夾角。 （3）從試板孔（45位置）插入試板，觀察干涉色級(jí)序的升降變化，如果干涉色級(jí)序降低，說明

18、試板與礦片的光率體切面是異名半徑平行時(shí)；如果干涉色級(jí)序升高，表明試板與礦片的光率體橢圓切面是同名半徑平行。P64 18.簡述楔形邊法測(cè)定干涉色級(jí)序的步驟。 參考答案：如果礦片最邊部為一級(jí)灰白或一級(jí)灰黑，且干涉色自邊部向中間逐漸升高而構(gòu)成細(xì)小干涉色色圈或干涉色細(xì)色帶。那么，如果經(jīng)過一條紅帶，則礦片干涉色為二級(jí)；經(jīng)過n條紅帶，礦片干涉色為（n+1）級(jí)。P65 19.消光角公式如何表示？消光角應(yīng)在什么樣的切面上測(cè)定？試舉例說明之。 參考答案：將選定的礦片置于視域中心并使礦片上的解理縫、雙晶縫或晶面跡線與目鏡十字絲的縱絲平行，記錄物臺(tái)上的刻度（a），轉(zhuǎn)動(dòng)物臺(tái)（順時(shí)針、逆時(shí)針均可）使礦片達(dá)消光位，此時(shí)礦

19、片上的光率體橢圓半徑與目鏡十字絲一致，記錄物臺(tái)上的刻度數(shù)（b），消光角為（b-a）。P68；單斜晶系礦的物通常選擇平行（010）切面來測(cè)定消光角大小，如單斜輝石和單斜角閃石的（010）切面通常與光軸面平行；三斜晶系礦物一般選擇某些特殊方向切面測(cè)定消光角。如斜長石選擇垂直（010）切面或同事垂直（010）和（001）切面測(cè)定其消光角。P67 20.測(cè)定消光角時(shí)，為什么必須測(cè)定光率體橢圓半徑名稱？以普通角閃石為例，繪圖說明消光角測(cè)定的步驟。 參考答案：測(cè)定光率體橢圓半徑名稱，知道光率體長短半軸方向，才能確定消光角是和長軸還是和短軸的夾角，為后面判定礦物延性提供依據(jù)；（1）選定待測(cè)的切面（單斜晶系一

20、般選擇平行（010）方向的切面，三斜晶系選擇垂直（010）切面或同時(shí)垂直（010）與（001）切面）；（2）將待測(cè)礦片移至視域中心，轉(zhuǎn)動(dòng)物臺(tái)，使礦片上的解理縫或雙晶縫或晶面跡線平行目鏡十字絲，并記下載物臺(tái)上的讀數(shù)a；（3）順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)物臺(tái)至消光位，記下物臺(tái)讀數(shù)b；（4）測(cè)定消光位時(shí)十字絲縱絲的光率體橢圓切面的半徑名稱（利用前面所學(xué)的知識(shí)（5）計(jì)算a、b間的夾角，并記錄消光角。 21.透輝石三個(gè)主折射率值分別為1.728（Ng），1.706（Nm）和1.699（Np），其最大雙折射率值多大？當(dāng)?shù)V片厚度為0.03mm時(shí)，其光程差是多少？最高干涉色級(jí)序又如何？正長石的Ng、Nm和Np為別為1.524、

21、1.522、1.518，當(dāng)其最高干涉色為一級(jí)黃時(shí)，礦片厚度多大？ 參考答案：最大雙折射率N=1.728-1.699=0.029 光程差R=dN=30000*0.029=870nm 最高干涉色級(jí)序?yàn)椋憾?jí)黃；正長石d=R/N=400/0.006=0067mm 22.同一薄片中的同一礦物，什么類型的切面雙折射率最小？什么類型的切面雙折射率最大？ 參考答案：垂直光軸的切面雙折射率最??；平行光軸或光軸面的切面雙折射率最大。 23.試?yán)L出下列兩圖中礦物光率體的橢圓切面及軸名。 參考答案：不知道，不過老師說不需掌握。 24.什么叫延性、正延性、負(fù)延性？如何測(cè)定礦物的延性符號(hào)？判斷下列礦物的延性符號(hào)是正還是

22、負(fù)？ 參考答案：長條礦物切面的延性方向與光率體橢圓長半徑之間的關(guān)系稱為晶體的延性。P69；如果晶體切面的延長方向與光率體橢圓長半徑（Ng或Ng）平行或夾角小于45稱為正延性；如果晶體切面的延長方向與光率體橢圓長半徑（Np或Np）平行或夾角小于45稱為負(fù)延性。P69；（1）將欲測(cè)礦片置視域中心，使礦片延長方向平行目鏡十字絲縱絲，此時(shí)礦片消光，礦片上光率體橢圓半徑與目鏡十字絲平行。（2）轉(zhuǎn)動(dòng)物臺(tái)（順時(shí)針或逆時(shí)針均可）45，使礦片延長方向與目鏡十字絲成45夾角，此時(shí)礦片干涉色最亮，光率體橢圓半徑與目鏡十字絲成45夾角。（3）加入試板，觀察干涉色的變化，當(dāng)干涉色級(jí)序降低，試板與礦片的光率體橢圓切面的異

23、名半徑平行時(shí)，證明Ng或Ng平行延長方向，為正延性；當(dāng)干涉色級(jí)序升高，試板與礦片的光率體橢圓切面的同名半徑平行時(shí)，證明Ng或Ng平行延長方向，為負(fù)延性。P70 正延性 負(fù)延性 正延性 負(fù)延性 負(fù)延性 第五章 1.錐光鏡的裝置及光學(xué)特點(diǎn)與正交偏光鏡的裝置及光學(xué)特點(diǎn)有那些異同？在錐光鏡的裝置中，如果忘了加上聚光鏡，能否看到礦物的干涉圖？為什么？ 參考答案：錐光鏡是在正交偏光鏡的基礎(chǔ)上加上聚光片和勃氏鏡（或去掉目鏡）并換用高倍物鏡。P76；光學(xué)特點(diǎn)：錐形偏光束與平行偏光束之間的重要區(qū)別在與平行偏光束基本沿同一方向垂直射入礦片，而錐形偏光束是沿不同方向同時(shí)射入礦片。P76；不能；錐光鏡下所觀察的應(yīng)當(dāng)是錐形偏光束中各個(gè)不同方向的入射偏光通過礦片后，到達(dá)上偏光鏡所產(chǎn)生的消光與干涉效應(yīng)的總和，它們構(gòu)成特殊的圖像稱為干涉圖，沒有聚光鏡則無法產(chǎn)生錐形偏光束，所以不能。P77 2.一軸晶斜交光軸切面的干涉圖，為什么黑十字焦點(diǎn)不在視域中心？轉(zhuǎn)動(dòng)物臺(tái)時(shí)，為什么黑十字焦點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)而黑帶隨之作上下、左右的平行移動(dòng)？ 參考答案：在一軸晶斜交光軸的切片中，光軸在礦片中的位置是傾斜的。P82不知道，不過老師說不需掌握。 3.在二軸晶干涉圖中，當(dāng)2V很大時(shí)，垂直Bxo切面