晶体光学复习思考题参考答案

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

3.①光波在均质体和非均质体中的传播特点有何不同？②为什么？

参考答案：①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； ②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质随方向的不同而不同。

4.①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？②为什么？

参考答案：①取决于光波的振动方向P6；②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。P6

5.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 P9

6.解释下列名词：光率体、一轴晶、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。P12

B 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”Bxa” 表示。P12 双折射率：两种偏光的折射率值之差称为双折射率。P5 7.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2个 1个 3个P9 当Ne>No时为正光性;当转轴的椭球Ne

△N=Ne’-No

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 性：二轴晶 光 性：正光性 切面方向：平行光轴面 △ N ：△N=Ng-Np 10.①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？②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：①光波进入矿片后不改变原来的振动方向。P33；②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。P33

11.①何谓光性方位？②单斜晶系矿物的光性方位有何特点？③举例说明之。

参考答案：①光率体主轴与警惕结晶轴之间的关系称光性方位。P15②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

③举例：透闪石 Nm=Y轴，Ng∧Z=15°P16

12.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,Ng∧Z=30°，β=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

1.①单偏光镜的装置有何特点？②如何确定下偏光镜的振动方向？③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：①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；②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；③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 不完全解理 橄榄石 他形 1组 极完全解理 黑云母 半自形 1组 完全解理 角闪石 自形 2组 完全解理 辉石 半自形 1组 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

6.①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？②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：①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；②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 7.①什么是矿物的颜色？②矿物的颜色与那些因素有关？③任何有色矿物在单偏光镜下都有颜色吗？

参考答案：①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；②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；③不一定。

8.①什么叫多色性？②多色性明显程度的划分及其影响因素如何？③为何有的矿物有颜色，而又的矿物无颜色?④是否有色矿物都具有多色性？为什么？

参考答案：①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；②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；③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；④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

9.①何谓吸收性？②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：①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；②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

11.①矿物的多色性在什么方向切面上最明显？②为什么？③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：①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；②因为此切面的双折射率最大，颜色变化最明显。P40；③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。

13.①什么叫矿物的边缘、糙面？②边缘的粗细和糙面的明显程度与哪些因素有关？③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：①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；②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；③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。

14.①什么叫贝克线？②贝克线的移动规律是什么？

参考答案：①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。P40②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

参考答案：最大双折射率△N=1.728-1.699=0.029 光程差R=d△N=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。

24.①什么叫延性、正延性、负延性？②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：①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；②（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

1.①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？②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：①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；②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 2.①一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？②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：①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。P82②不知道，不过老师说不需掌握。

3.①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？②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：①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。P93②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。

A B

C D 2V 轴性 光性 切片方向 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

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/gxuv.html