《结晶学与矿物学》实验教学大纲 一、实验课名称：结晶学与矿物学 二、适用专业：四年制本科地质学、资源勘查工程、矿物加工工程专业 三、采用教材：结晶矿物学实习指导书 四、课程总学时：80~90 学时（40 学时） 五、实验项目名称和学时分配
六、实验教学的目的和要求： 结晶矿物学是地质专业，材料专业的重要专业课。本课程的主要目的是掌握造岩矿物的基本形态，鉴定特征。要求学生学会用肉眼识别矿物的基本方法，并能用简单方法、手段对矿物进行鉴定。 七、实验内容和要求 （一）实验项目实 验1.晶体对称要素实 验内容： ①观察晶体模型外形面、棱、角顶的重复规律。 ②理解对称轴、对称面和对称中心的对称要素含义。
实验要求： ①掌握寻找对称要素的方法 ②学会确定对称要素的种类和数目 实验2.利用对称要素组合定律寻找对称要素： 实验内容： ①练习应用对称要素组合定律寻找对称要素。 ②根据组合要素特点确定对称型及对称型的书写格式。 实验要求： 掌握 32 个对称型和对称分类体系 实验3.单形认识 实验内容： ①对照 47 种单形图形，观察实际模型认识并记忆名称。 ②从形状、晶面和对称要素关系熟悉常见 18 种单形。 实验要求： ①熟练掌握 18 种单形晶体。 ②了解不同单形在各晶族、晶系中的分布。 ③作单形赤平投影图。 实验4.聚形分析 实验内容： ①根据对称要素特点确定晶族、晶系。 ②根据聚形上晶面类型，确定单形数目。 ③确定聚形中单形的名称。 实验要求： 掌握聚形晶体的分析方法，学会确定单形的种类，名称和数目。实验5.等轴晶系对称型的国际符号、晶体定向及单形符号 实验内容： ①找出晶体的对称要素，确定晶系和对称型。 ②写出等轴晶系对称型的国际符号。 ③确定晶面符号，单形符号。 实验要求：
选区电子衍射分析 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
选区电子衍射分析实验报告 一、实验目的 1、掌握进行选区衍射的正确方法； 2、学习如何对拍摄的电子衍射花样进行标定； 3、通过选区衍射操作，加深对电子衍射原理的了解。 二、实验内容 1、复习电镜的操作程序、了解成像操作、衍射操作的区别与联系； 2、以复合材料（Al2O3+TiB2）/Al为观察对象，进行选区衍射操作，获得衍射花样； 3、对得到的单晶和多晶电子衍射花样进行标定。 三、实验设备和器材 JEM-2100F型TEM透射电子显微镜 四、实验原理 选区电子衍射就是对样品中感兴趣的微区进行电子衍射，以获得该微区电子衍射图的方法。选区电子衍射又称微区衍射，它是通过移动安置在中间镜上的选区光栏（又称中间镜光栏），使之套在感兴趣的区域上，分别进行成像操作或衍射操作，实现所选区域的形貌分析和结构分析。 图1即为选区电子衍射原理图。 平行入射电子束通过试样后，由于试 样薄，晶体内满足布拉格衍射条件的 晶面组（hkl）将产生与入射方向成 2θ角的平行衍射束。由透镜的基本性 质可知，透射束和衍射束将在物镜的 后焦面上分别形成透射斑点和衍射斑 点，从而在物镜的后焦面上形成试样 晶体的电子衍射谱，然后各斑点经干 涉后重新在物镜的像平面上成像。如 果调整中间镜的励磁电流，使中间镜 的物平面分别与物镜的后焦面和像平
面重合，则该区的电子衍射谱和像分别被中间镜和投影镜放大，显示在荧光屏上。 显然，单晶体的电子衍射谱为对称于中心透射斑点的规则排列的斑点群。多晶体的电子衍射谱则为以透射斑点为中心的衍射环。非晶则为一个漫散的晕斑。 （a）单晶（b）多晶（c）非晶 图2电子衍射花样 五、实验步骤 通过移动安置在中间镜上的选区光栏（又称中间镜光栏），使之套在感兴趣的区域上，分别进行成像操作或衍射操作，实现所选区域的形貌分析和结构分析。具体步骤如下： （1）由成像操作使物镜精确聚焦，获得清晰形貌像。 （2）插入尺寸合适的选区光栏，套住被选视场，调整物镜电流，使光栏孔内的像清晰，保证了物镜的像平面与选区光栏面重合。 （3）调整中间镜的励磁电流，使光栏边缘像清晰，从而使中间镜的物平面与选区光栏的平面重合，这也使选区光栏面、物镜的像平面和中间镜的物平面三者重合，进一步保证了选区的精度。 （4）移去物镜光栏（否则会影响衍射斑点的形成和完整性），调整中间镜的励磁电流，使中间镜的物平面与物镜的后焦面共面，由成像操作转变为衍射操作。电子束经中间镜和投影镜放大后，在荧光屏上将产生所选区域的电子衍射图谱，对于高档的现代电镜，也可操作“衍射”按钮自动完成。 （5）需要照相时，可适当减小第二聚光镜的励磁电流，减小入射电子束的孔径角，缩小束斑尺寸，提高斑点清晰度。微区的形貌和衍射花样可存同一张底片上。 六、电子衍射花样的标定方法 电子衍射花样的标定：即衍射斑点指数化，并确定衍射花样所属的晶带轴指数
结晶学与矿物学名词解释
结矿名词解释 1、晶体：具有格子状构造的固体 2、矿物：指地质作用中形成的天然单质和化合物，具有相对固定的化学成分和内部结构，稳定于一定的物理化学条件，是构成岩石和矿石的基本单元 3、矿物学：是研究矿物的化学成分、内部结构、外表形态、物理性质及其相互关系，并阐明地壳中矿物的形成和变化历史，探讨其时间和空间分布规律及其实际用途的科学 4、相当点（晶体结构中的相当点）：晶体结构中性质相同、环境相同的几何点。 5、空间格子：由相当点构成的几何图形。 6、网面密度：面网上单位面积的结点数目。 7、网面间距：互相平行的相邻两网面之间的垂直距离。 8、晶格的均一性和异向性：同一晶体的各个部分质点的分布相同，故性质相同是晶体的均一性；同一晶体的不同方向上质点的排列一般不同，故晶体的性质也随方向的不同而有所差异就是晶格的异向性。 9、科塞尔原理：晶体生长过程中，晶面（晶体
影点（极点）位置的球面坐标。投影轴与晶面法线之间的夹角，即极点与北极N 之间的弧角称为晶面的极距角（ρ），而包含该晶面法线的子午面与零度子午面之间的夹角则称为晶面的方位角（φ）。 19、基圆：投影球与投影面（通过球心的水平面）相交的大圆，它相当于地球的赤道。 20、对称：指物体相同部分有规律的重复。 21、对称要素与对称操作：欲使晶体相同部分有规律的重复所进行的操作称为对称操作，在进行对称操作时所应用的辅助几何要素则称为对称要素。 22、对称面（P）：是通过晶体中心的一个假想的平面，它将晶体平分为互为镜像的两个相等部分，相应的对称操作为对此平面的反映。 23、对称轴（Ln）：是通过晶体中心的一根假想的直线，当晶体围绕此直线旋转一定的角度后，可使相等部分重复，旋转一周重复的次数称为轴次（n），重复时所旋转的最小角度称为基转角（α），二者之间关系为n=360°/α 24、对称中心（C）：对称中心是一个假想的的点，
结晶学与矿物学笔记 一．【结晶学及其发展史】（第一章） 1．结晶学：结晶学也称为晶体学，是以晶体为研究对象、以晶体的对称规律为主要研究内容的一门基础性的自然学科。 2．简史：1669年，斯丹诺;面角守恒定律。1784.阿羽伊；整数定律。1809、魏斯；晶体的对称定律。1830、赫赛尔；32种对称型（点群）。1855、布拉维；14种布拉维格子。1867、加多林；32种对称型（点群）。1899、费德洛夫和圣夫利斯；230种空间群。1895、X射线。1909、劳埃；X射线对晶体的衍射及结构规律研究。1960~、布拉格父子；测定了大量晶体结构。1956~1960、用电子显微镜观察晶体结构的晶格像。1984、肖特曼等；发现准晶体，由此，“准晶体学”分支学科形成。 3.学科分支：晶体化学、晶体物理学、晶体结构学、晶体生长学。 4.意义：结晶学是矿物学、材料学、生命科学等许多学科的基础，而矿物学是整个地球科的基础，材料学是人类赖以进步的基石。故曰，结晶学是一门对科学的发展、技术的进步以及社会的文明起着基础作用的重要学科。 二．【晶体的定义及相关概念】 1.晶体：内部质点在三维空间上周期性平移重复排列（也称格子构造）构成的固体物质。或晶体是具有格子构造的固体。 2.格子构造：晶体内部结构最基本的特征是内部质点在三维空间内周期性平移重复排列，即格子构造。 3.空间格子：表示晶体内部结构中质点周期性重复排列规律的几图形。 4.相当点：满足（1）.点的内容相同，（2）.点的周围环境相同的条件的点。 5.空间格子三要素：（1）结点，空间格子中的点，代表晶体结构中的相当点（2）行列.结点在直线上的排列即构成行列，空间格子中的任意两个结点联接起来就一条行列的方向行列中相邻结点间的距离称该行列的结点间距。(3).面网，结点在平面上的分布即构成面网，空间格子中任意两个相交的行列决定一个面网。一个面网上的结点分布定可以连接成一个一个的平行四边形。面网上单位面积内结点的密度称为面网密度。相互平行的面网，其密度必相同，且任意两个相邻面网间的垂直距离———面网间距也必相等。面网密度与面网间距成正比，即面网密度大的面网其面网间距亦大，反之亦然。 6.平行六面体：在三维空间上，空间格子可以划出的最小重复单位。在实际晶体结构中所划出的最小重复单位称晶包，其形状与大小取决于它的三条彼此相交的棱的长度. 7．近远程归规律：局部有序称为进程规律，整个结构范围内的有序称为远程规律。晶体两者兼备，非晶体只有近程规律，液体结构与非晶体相似，也只有近程规律，气体两者都无。 8．晶化与非晶化：由非晶体转化为晶体称晶化（脱玻化）。相反，晶体内部质点的规律排列遭破坏，而转化为非晶体的过程称非晶化。 9.准晶体：内部质点排列具有近程规律和远程规律，但没有平移周期，也不具有格子构造，介于晶体与非晶体中间的状态。 三．【晶体的性质】 1.自限性：指晶体在适当条件下可以自发的形成几何多面体外形的性质。晶体的多面体形态是其格子构造在外形上的直接反映。 2.均一性：在同一晶体的不同部分，质点的分布一样，故其各个部分的物理性质和化学性质相同，即晶体的均一性。非晶体也具有均一性，但非晶体不具有格子构造，其均一性是统计的、平均近似的均一，称统计均一性，而晶体具有格子构造，称结晶均一性。 3.异向性：同一格子构造中，在不同方向上质点排列一般是不一样的，故晶体的性质也随方向的同而有所差异，此则晶体的异向性。晶体多面的形态也是其异向性的一种表现。 4.对称性：在晶体外形上常有相等的晶面、晶棱和顶角重复出现，这种相同的性质在不同的方向或位置上有规律的重复就是对称性。对称性是晶体极其重要的性质，是晶体分类的基础。 5.最小内能性:在相同的热力学条件下，晶体与同种物质的非晶体、液体、气体相比较，其内能最小这就是
选区电子衍射分析实验报告 一、实验目的 1、掌握进行选区衍射的正确方法； 2、学习如何对拍摄的电子衍射花样进行标定； 3、通过选区衍射操作，加深对电子衍射原理的了解。
二、实验内容 1、复习电镜的操作程序、了解成像操作、衍射操作的区别与联系； 2、以复合材料（Al2O3+TiB2）/Al为观察对象，进行选区衍射操作，获得衍射花样； 3、对得到的单晶和多晶电子衍射花样进行标定。 三、实验设备和器材 JEM-2100F型TEM透射电子 显微镜 四、实验原理 选区电子衍射就是对样品中感兴趣的微区进行电子衍射，以获得该微区电子衍射图的方法。选区电子衍射又称微区衍射，它是通过移动安置在中间镜上的选区光栏（又称中间镜光栏），使之套在感兴趣的区域上，分别进行成像操作或衍射操作，实现所选区域的形貌分析和结构分析。
图1即为选区电子衍射原理图。平 行入射电子束通过试样后，由于试样 薄，晶体内满足布拉格衍射条件的晶面 组（hkl）将产生与入射方向成2θ角的 平行衍射束。由透镜的基本性质可知， 透射束和衍射束将在物镜的后焦面上 分别形成透射斑点和衍射斑点，从而在 物镜的后焦面上形成试样晶体的电子 衍射谱，然后各斑点经干涉后重新在物 镜的像平面上成像。如果调整中间镜的 励磁电流，使中间镜的物平面分别与物 镜的后焦面和像平面重合，则该区的电 子衍射谱和像分别被中间镜和投影镜 放大，显示在荧光屏上。 显然，单晶体的电子衍射谱为对称于中心透射斑点的规则排列的斑点群。多晶体的电子衍射谱则为以透射斑点为中心的衍射环。非晶则为一个漫散的晕斑。 （a）单晶（b）多晶（c）非晶 图2电子衍射花样 五、实验步骤 通过移动安置在中间镜上的选区光栏（又称中间镜光栏），使之套在感兴趣的区域上，分别进行成像操作或衍射操作，实现所选区域的形貌分析和结构分析。具体步骤如下： （1）由成像操作使物镜精确聚焦，获得清晰形貌像。
第一部分名词解释 1、晶体：具有格子状构造的固体 2、矿物：指地质作用中形成的天然单质和化合物，具有相对固定的化学成分和内部结构，稳定于一定的物理化学条件，是构成岩石和矿石的基本单元 3、矿物学：是研究矿物的化学成分、内部结构、外表形态、物理性质及其相互关系，并阐明地壳中矿物的形成和变化历史，探讨其时间和空间分布规律及其实际用途的科学 4、相当点（晶体结构中的相当点）：晶体结构中性质相同、环境相同的几何点。 5、空间格子：由相当点构成的几何图形。 6、网面密度：面网上单位面积的结点数目。 7、网面间距：互相平行的相邻两网面之间的垂直距离。 8、晶格的均一性和异向性：同一晶体的各个部分质点的分布相同，故性质相同是晶体的均一性；同一晶体的不同方向上质点的排列一般不同，故晶体的性质也随方向的不同而有所差异就是晶格的异向性。 9、科塞尔原理：晶体生长过程中，晶面（晶体的最外层面网）是平行向外推移生长的。 10、布拉维法则：实际晶体的晶面是那些网面密度大的晶面。 11、面角恒等定律：成分和结构相同的晶体，其对应晶面间夹角恒等。 12、歪晶：晶体生长时，受外界条件影响而不能按其格子状构造生长，从而形成的偏离理想形态的晶形。 13、晶体的带状构造：晶体的断面上有时可见到的因成分和物理性质差异而表现出来的互相平行的条带，它是晶体生长的科塞尔原理的证据。 14、生长锥：晶体由小长大，许多晶面向外平行推移的轨迹所形成的以晶体中心为顶点的锥状体。 15、非晶质体：内部质点不作格子状排列的物质。 16、晶胞与平行六面体：由三对平行而且相等的面构成的多面体称为平行六面体，它是空间格子的最小单位。而在实际晶体结构中这样划分出来的最小单位就是晶胞。 17、面角：指晶面法线之间的夹角。 18、晶面的极距角（ρ）和晶面的方位角（φ）：它们是在晶体的球面投影中，确定晶面的球面投影点（极点）位置的球面坐标。投影轴与晶面法线之间的夹角，即极点与北极N 之间的弧角称为晶面的极距角（ρ），而包含该晶面法线的子午面与零度子午面之间的夹角则称为晶面的方位角（φ）。 19、基圆：投影球与投影面（通过球心的水平面）相交的大圆，它相当于地球的赤道。 20、对称：指物体相同部分有规律的重复。 21、对称要素与对称操作：欲使晶体相同部分有规律的重复所进行的操作称为对称操作，在进行对称操作时所应用的辅助几何要素则称为对称要素。 22、对称面（P）：是通过晶体中心的一个假想的平面，它将晶体平分为互为镜像的两个相等部分，相应的对称操作为对此平面的反映。 23、对称轴（Ln）：是通过晶体中心的一根假想的直线，当晶体围绕此直线旋转一定的角度后，可使相等部分重复，旋转一周重复的次数称为轴次（n），重复时所旋转的最小角度称为基转角（α），二者之间关系为n=360°/α 24、对称中心（C）：对称中心是一个假想的的点，通过此点作任意直线，在此直线上距对称中心等距离的两端有对应的点。 25、旋转反伸轴（Lin）：围绕一假想直线，旋转一定角度后，再对此直线上的一个点进行反伸，可使相等部分重复，则此直线为旋转反伸轴。旋转反伸轴常用的是Li4和Li6。 26、晶体对称定律：晶体中没有五次对称轴及高于六次的对称轴。 27、晶体常数：轴率a:b:c和轴角α、β、γ合称为晶体常数。
湖北省高等教育自学考试课程考试大纲 课程名称：结晶学和矿物学课程代码：08926 第一部分课程性质与目标 一、课程性质与特点 “结晶学及矿物学”是地质、材料、珠宝等专业的专业基础课。该课程的性质特点是：理论性强，同时又具有实践性。在“结晶学”中，空间抽象概念多，因此理性思维很重要，但又要通过实践来建立空间概念；在“矿物学”中，各矿物具体特征多，因此归纳类比思维很重要，同时要通过实践认识矿物的各种物理现象及其内在联系。 二、课程目标与基本要求 结晶学目标：掌握有关晶体对称的基础理论，基本要求：学会从晶体的宏观形态分析晶体的对称及晶体定向、单形名称及符号；矿物学目标：掌握矿物成分、结构、形态、物性、成因、用途的基础知识及其它们之间的相互联系，重点掌握三十种左右常见矿物的鉴定特征，基本要求：掌握肉眼鉴定矿物的技能，学会对一些矿物物理现象进行成因理论分析。三、与本专业其他课程的关系 该课程是专业基础课。该课程以“数学”“物理”“化学”“普通地质学”课程为基础，该课程又是后续的“岩石学”“宝石学”等的基础。 第二部分考核内容与考核目标 第一单元结晶学（第一章~第十章） 第一章晶体及结晶学 （一）重点：深入理解晶体的定义，理解晶体的基本性质。 识记：晶体的概念；理解：晶体概念中格子构造的含义；应用：从晶体结构中画出空间格子的方法。 识记：晶体的六大基本性质；理解：晶体基本性质与格子构造的关系；应用：从
格子构造分析某一基本性质的成因。 （二）次重点：理解空间格子要素及其性质。 识记：结点、行列、面网、最小平行六面体的概念；理解：相互平行的行列、面网上结点间距的关系，面网间距与面网密度的关系；应用：最小平行六面体的形状与晶胞参数的关系。 第二章晶体的测量与投影 （一）重点：面角守恒定律及其意义， 识记：面角守恒定律；理解：面角守恒定律的内因；应用：面角守恒定律的意义。 （三）一般：极射赤平投影的原理，利用吴氏网进行晶体投影。 识记：投影球、投影面、投影轴、极距角、方位角的概念；理解：投影球、投影面、投影轴、极距角、方位角的空间关系和含义；应用：利用极距角、方位角在吴氏网进行晶体投影。 第三章晶体的宏观对称 （一）重点：熟练掌握对称面、对称轴、对称中心和旋转反伸轴，理解对称要素的组合定律，熟练掌握晶体对称分类体系。 识记：对称面、对称轴、对称中心和旋转反伸轴的概念，对称型的概念；理解：能熟练地确定对称型及晶系；应用：能运用对称要素组合定律判断对称型对否。 （三）一般：理解晶体对称的特点。理解晶体的对称定律。 识记：晶体对称的3 个特点，理解：晶体对称特点的含义。 识记：晶体的对称定律的概念；理解：能用几何图形说明晶体的对称定律。 第四章晶体定向与结晶符号 （一）重点：熟练掌握晶体定向的原则、各晶系晶体定向方法和晶体常数特点。掌握一些重要对称型的国际符号及其与对称型的一般符号（全面符号）的转换。掌握晶面的米氏符号。 识记：晶体定向的原则、各晶系晶体定向方法和晶体常数特点；理解：能熟练地确定对称型、晶系后进行晶体定向。 识记：对称型的国际符号的书写方法；理解：各晶系对称型国际符号三个序号位对应的方向；应用：国际符号与一般符号（全面符号）的转换。 识记：晶面米氏符号的表示方法；理解：能从坐标系中确定某晶面的米氏符号。 （二）次重点：理解整数定律的含义。
附录结晶学与矿物学网络资源简介 本书收录了与结晶学和矿物学相关的网络资源,包括晶体和矿物数据库、杂志、教学档案、组织机构等的网站地址。这些网站由相关机构或个人建立,提供了丰富的结晶学和矿物学方面的资料和信息；有些网站还为学者们就本专业共同关心的问题进行研究和讨论提供交流平台，并制定相关规则，提供矿物或元素分析标准。这些资料和信息对本课程的学习及从事有关矿物学和材料学方面的研究，都是极其有用的。以下对这些网络资源作一简要介绍。 一、矿物相关数据库类 1. 分类矿物数据库 网址: https://www.doczj.com/doc/625089940.html,/ 简介:系统的收录了矿物学数据，可以按分类、名称、性质等检索矿物。 2. 矿物数据库 网址: https://www.doczj.com/doc/625089940.html,/ 简介: 是网络中最大的矿物数据库和矿物学文献网站。该网站包含了目前已知的矿物数据，矿物产地和矿物学的其他信息，并且每天都有更新。可以按矿物的性质、成分、名称来检索矿物。 3. 矿物数据库 网址: https://www.doczj.com/doc/625089940.html,/ 简介:该矿物数据库包含了4442个矿物种的全面描述，并有图片、语音、动画等。数据库根据结晶学、晶体结构、X射线粉晶衍射、化学组成、物理性质、Dana's New分类、Strunz分类、矿物样品图片和按字母排列等将矿物进行分类，提供每一种矿物的数据检索和该矿物在互联网上其他丰富的相关资源链接，是数据最全的矿物数据库。 4. 矿物数据 网址: https://www.doczj.com/doc/625089940.html,/mineraux/accueil.html 简介: 欧洲矿物学博物馆建立的矿物数据库，提供按字母排列方式的检索，有矿物的化学成分、晶体学参数、物理性质、光学参数等数据。 5. 简明矿物学数据 网址: http://un2sg4.unige.ch/athena/mineral/mineral.html 简介:通过字母、成分等检索矿物，提供简明的矿物数据列表。 6. 矿物学数据档案
选区电子衍射分析Last revision on 21 December 2020
选区电子衍射分析实验报告 一、实验目的 1、掌握进行选区衍射的正确方法； 2、学习如何对拍摄的电子衍射花样进行标定； 3、通过选区衍射操作，加深对电子衍射原理的了解。 二、实验内容 1、复习电镜的操作程序、了解成像操作、衍射操作的区别与联系； 2、以复合材料（Al2O3+TiB2）/Al为观察对象，进行选区衍射操作，获得衍射花样； 3、对得到的单晶和多晶电子衍射花样进行标定。 三、实验设备和器材 JEM-2100F型TEM透射电子显微镜 四、实验原理 选区电子衍射就是对样品中感兴趣的微区进行电子衍射，以获得该微区电子衍射图的方法。选区电子衍射又称微区衍射，它是通过移动安置在中间镜上的选区光栏（又称中间镜光栏），使之套在感兴趣的区域上，分别进行成像操作或衍射操作，实现所选区域的形貌分析和结构分析。
图1即为选区电子衍射原理图。 平行入射电子束通过试样后，由于试 样薄，晶体内满足布拉格衍射条件的 晶面组（hkl）将产生与入射方向成2θ 角的平行衍射束。由透镜的基本性质 可知，透射束和衍射束将在物镜的后 焦面上分别形成透射斑点和衍射斑 点，从而在物镜的后焦面上形成试样 晶体的电子衍射谱，然后各斑点经干 涉后重新在物镜的像平面上成像。如 果调整中间镜的励磁电流，使中间镜 的物平面分别与物镜的后焦面和像平 面重合，则该区的电子衍射谱和像分 别被中间镜和投影镜放大，显示在荧 光屏上。 显然，单晶体的电子衍射谱为对称于中心透射斑点的规则排列的斑点群。多晶体的电子衍射谱则为以透射斑点为中心的衍射环。非晶则为一个漫散的晕斑。 （a）单晶（b）多晶（c）非晶 图2电子衍射花样 五、实验步骤 通过移动安置在中间镜上的选区光栏（又称中间镜光栏），使之套在感兴趣的区域上，分别进行成像操作或衍射操作，实现所选区域的形貌分析和结构分析。具体步骤如下： （1）由成像操作使物镜精确聚焦，获得清晰形貌像。
《结晶学及矿物学》实验指导书 昆明理工大学 《结晶学及矿物学》实验指导书 编者：周梅刘星 国土资源工程学院 二00四年一月 目录 实验一晶体的对称 (1) 实验二单形、聚形 (3) 实验三晶体定向、符号 (7) 实验四晶体化学 (10) 实验五矿物的实际形态 (12) 实验六矿物的光学性质 (14) 实验七矿物的力学性质及其它性质 (15) 实验八矿物各论 (17) 附录一可用矿物的工业分类 (19)
附录二相似矿物对比表 (21) 附录三稀有和分散元素在常见矿物中的半生含量表 (30) 实验一晶体的对称 一、要求： 1．通过对晶体模型的实际操作，练习找对称要素的方法。 2．学会根据晶体对称的特点，划分晶体所属的晶族和晶系。 二、内容和方法 1．找对称要素： （1）在晶体模型上找对称面、对称轴、对称中心。 （2）晶体模型上的对称要素可以在下列位置去找： ●对称面（P）─可能是垂直平分晶面或垂直平分晶棱的平面；可能是包含晶棱的平面。 ●对称轴（Ln）—可能是通过晶棱中点的连线；可能是通过两平行晶面中心的连线；可能是通过隅角两端的连线。（注意：当某一对称轴可以是几种轴次时，应取最高轴次；如同时为L2、L3、L6，则应取L6为该轴的轴次。） ●对称中心（C）─将晶体置于桌子上，观察晶体上面的晶面与接触桌面的晶面是否相等平行，如果晶体中每一对晶面都是这样两两平行，同形等大，方向相反，则晶体具有对称中心。 （注意：对称中心在晶体中最多只有一个或不存在。只要有一个晶面无对应 晶面与之平行时该晶体无对称中心。） ●旋转反伸轴（L ）─在实际中常用的有L 和L ，因L 首先必须是L2，L 首 先必须是L3，故在没有对称中心的晶体中，L2有可能是Li4、L3有可能是Li6， 须注意观察检验。 2．利用组合定理推导晶体的对称要素： （1）先找主要对称轴：将之置于直立位置。 （2）再观察下列各项： 有无包含直立轴的对称面，若有，根据定理Ln+P//→LnnP推导。 有无垂直直立轴的对称面，若有，根据定理Ln+P┴→LnPC推导。 有无垂直直立轴的二次轴，若有，根据定理Ln+L2┴→Lnn L2推导。 3．划分晶族、晶系： 找出晶体的全部对称要素，确定对称型，确定它们所属的晶族和晶系（参看附“对称型划分晶系表”） 4．查表核对 自然界的所有晶体都属于该表中的某一对称型，所以，当你在一个晶体上找出了全部对称要素去查表，但没有适当的对称型，说明工作有遗漏或重复，需要分析原因，重新确定。三、本次实验内容及记录格式见实验报告。
第十章电子衍射 一、概述 透射电镜的主要特点是可以进行组织形貌与晶体结构同位分析。若中间镜物平面与物镜像平面重合（成像操作），在观察屏上得到的是反映样品组织形态的形貌图像；而若使中间镜的物平面与物镜背焦面重合（衍射操作），在观察屏上得到的则是反映样品晶体结构的衍射斑点。本章介绍电子衍射基本原理与方法，下章将介绍衍衬成像原理与应用。 电子衍射的原理和X射线衍射相似，是以满足（或基本满足）布拉格方程作为产生衍射的必要条件。两种衍射技术所得到的衍射花样在几何特征上也大致相似。多晶体的电子衍射花样是一系列不同半径的同心圆环，单晶衍射花样由排列得十分整齐的许多斑点所组成。而非晶态物质得衍射花样只有一个漫散得中心斑点（图1，书上图10-1）。由于电子波与X射线相比有其本身的特性，因此，电子衍射和X射线衍射相比较时具有下列不同之处： （1）电子波的波长比X射线短的多，在同样满足布拉格条件时，它的衍射角θ很小，约10－2rad；而X射线产生衍射时，其衍射角最大可接近90°。 （2）在进行电子衍射操作时采用薄晶样品，薄样品的倒易阵点会沿着样品厚度方向延伸成杆状，因此，增加了倒易阵点和爱瓦尔德球相交截的机会，结果使略为偏离布拉格条件的电子束也能发生衍射。 （3）因为电子波的波长短，采用爱瓦尔德球图解时，反射球德半径很大，在衍射角θ较小德范围内反射球的球面可以近似地看成是一个平面，从而也可以认为电子衍射产生的衍射斑点大致分布在一个二维倒易截面内。这个结果使晶体产生的衍射花样能比较直观的反映晶体内各晶面的位向，给分析带来不少方便。 （4）原子对电子的散射能力远高于它对X射线的散射能力（约高出四个数量级），这使得二者要求试样尺寸大小不同，X射线样品线性大小位10－3cm，电子衍射样品则为10－6～10－5cm，且电子衍射束的强度较大，摄取衍射花样时曝光时间仅需数秒钟，而X射线以小时计。 （5）X射线衍射强度和原子序数的平方（Z2）成正比，重原子的散射本领比轻原子大的多。用X射线进行研究时，如果物质中存在重原子，就会掩盖轻原子的存在。而电子散射的强度约与Z4/3（原子序数）成正比，重原子与轻原子的散射本领相差不十分明显，这使得电子衍射有可能发现轻原子。此外，电子衍射因子随散射教的增大而减小的趋势要比X射线迅速的多。 （6）它们的穿透能力大不相同，电子射线的穿透能力比X射线弱的多。这是由于电子穿透能力有限，比较适合于用来研究微晶、表面、薄膜的晶体结构。由于物质对电子散射强，所以电子衍射束的强度有时几乎与透射束相当。所以电子衍射要考虑二次衍射和其他动力学效应；而X射线衍射中次级过程和动力学效应较弱，往往可以忽略。
结晶学与矿物学名词解 释 文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）
结矿名词解释 1、晶体：具有格子状构造的固体 2、矿物：指地质作用中形成的天然单质和化合物，具有相对固定的化学成分和内部结构，稳定于一定的物理化学条件，是构成岩石和矿石的基本单元 3、矿物学：是研究矿物的化学成分、内部结构、外表形态、物理性质及其相互关系，并阐明地壳中矿物的形成和变化历史，探讨其时间和空间分布规律及其实际用途的科学 4、相当点（晶体结构中的相当点）：晶体结构中性质相同、环境相同的几何点。 5、空间格子：由相当点构成的几何图形。 6、网面密度：面网上单位面积的结点数目。 7、网面间距：互相平行的相邻两网面之间的垂直距离。 8、晶格的均一性和异向性：同一晶体的各个部分质点的分布相同，故性质相同是晶体的均一性；同一晶体的不同方向上质点的排列一般不同，故晶体的性质也随方向的不同而有所差异就是晶格的异向性。 9、科塞尔原理：晶体生长过程中，晶面（晶体的最外层面网）是平行向外推移生长的。 10、布拉维法则：实际晶体的晶面是那些网面密度大的晶面。 11、面角恒等定律：成分和结构相同的晶体，其对应晶面间夹角恒等。 12、歪晶：晶体生长时，受外界条件影响而不能按其格子状构造生长，从而形成的偏离理想形态的晶形。
13、晶体的带状构造：晶体的断面上有时可见到的因成分和物理性质差异而表现出来的互相平行的条带，它是晶体生长的科塞尔原理的证据。 14、生长锥：晶体由小长大，许多晶面向外平行推移的轨迹所形成的以晶体中心为顶点的锥状体。 15、非晶质体：内部质点不作格子状排列的物质。 16、晶胞与平行六面体：由三对平行而且相等的面构成的多面体称为平行六面体，它是空间格子的最小单位。而在实际晶体结构中这样划分出来的最小单位就是晶胞。 17、面角：指晶面法线之间的夹角。 18、晶面的极距角（ρ）和晶面的方位角（φ）：它们是在晶体的球面投影中，确定晶面的球面投影点（极点）位置的球面坐标。投影轴与晶面法线之间的夹角，即极点与北极N 之间的弧角称为晶面的极距角（ρ），而包含该晶面法线的子午面与零度子午面之间的夹角则称为晶面的方位角（φ）。 19、基圆：投影球与投影面（通过球心的水平面）相交的大圆，它相当于地球的赤道。 20、对称：指物体相同部分有规律的重复。 21、对称要素与对称操作：欲使晶体相同部分有规律的重复所进行的操作称为对称操作，在进行对称操作时所应用的辅助几何要素则称为对称要素。 22、对称面（P）：是通过晶体中心的一个假想的平面，它将晶体平分为互为镜像的两个相等部分，相应的对称操作为对此平面的反映。
☆结晶学与矿物学实验教学大纲
《结晶学与矿物学》实验教学大纲 （资源勘察工程专业, 必修, 54学时，其中实验课20学时） 一、教学思想 矿物学是研究地球物质组成的重要分支学科，也是石油地质专业学生的重要的专业基础课。它是在学生掌握了一定的普通地质学、数学、化学和物理学的基础上进行教学的。同时它又是学习晶体光学、岩石学、矿床学和地球化学后续课程以及宝玉石鉴定和矿物材料应用的基础。通过本课程的学习，使学生系统掌握矿物学的基本原理和基础知识，学会肉眼鉴定矿物的基本技能；了解各类矿物的一般通性和掌握几十种常见矿物的基本知识及鉴定特征；培养学生的地质科学思维能力，初步掌握矿物学在石油地质勘探和开发过程中的应用，为后续课程的顺利学习，以及解决生活和生产实践中的有关矿物学问题及其它地质问题奠定必要的基础。 因此，在教学过程中主要从以下几个方面入手 1、采用多种教学手段，增强学生的空间想象能力，尤其在结晶学部分，采用多媒体教学，
使学生充分理解晶体的对称及结晶学符号的含义。 2、抓主线，提纲挈领。在矿物学部分，抓住矿物的物质成分、晶体结构、形态、物理性质及形成条件之间的相互制约这一主线，使学生理解物质组成和结构不同的矿物（不同大类）其形态、物性及成因产状各不相同；物质组成和结构相似的矿物（同一大类），其形态和物性也相近。因此在矿物各论学习中，重点讲述每大类矿物的通性，让学生对比不同大类矿物之间的差异。把学生从乏味的死记硬背中解脱出来，理解了自然也就记住了，也就可以做到举一反三，触类旁通。 3、重应用，培养学习兴趣。从矿物的应用入手，分析矿物应用的实质，实施启发式和讨论式教学，激发学生的学习兴趣和创新意识，在应用中理解矿物学的基本概念和基本原理，事半功倍。 4、重技能，加强实习环节。将形态和物性的描述全部放在实习课中，在实习过程中加深理解矿物的物质组成和晶体结构对矿物形态和物理性质的决定作用。鼓励学生放下书本，先
结矿名词解释 1、晶体：具有格子状构造的固体 2、矿物：指地质作用中形成的天然单质和化合物，具有相对固定的化学成分和内部结构，稳定于一定的物理化学条件，是构成岩石和矿石的基本单元 3、矿物学：是研究矿物的化学成分、内部结构、外表形态、物理性质及其相互关系，并阐明地壳中矿物的形成和变化历史，探讨其时间和空间分布规律及其实际用途的科学 4、相当点（晶体结构中的相当点）：晶体结构中性质相同、环境相同的几何点。 5、空间格子：由相当点构成的几何图形。 6、网面密度：面网上单位面积的结点数目。 7、网面间距：互相平行的相邻两网面之间的垂直距离。 8、晶格的均一性和异向性：同一晶体的各个部分质点的分布相同，故性质相同是晶体的均一性；同一晶体的不同方向上质点的排列一般不同，故晶体的性质也随方向的不同而有所差异就是晶格的异向性。 9、科塞尔原理：晶体生长过程中，晶面（晶体的最外层面网）是平行向外推移生长的。 10、布拉维法则：实际晶体的晶面是那些网面密度大的晶面。 11、面角恒等定律：成分和结构相同的晶体，其对应晶面间夹角恒等。 12、歪晶：晶体生长时，受外界条件影响而不能按其格子状构造生长，从而形成的偏离理想 形态的晶形。 13、晶体的带状构造：晶体的断面上有时可见到的因成分和物理性质差异而表现出来的互相平行的条带，它是晶体生长的科塞尔原理的证据。 14、生长锥：晶体由小长大，许多晶面向外平行推移的轨迹所形成的以晶体中心为顶点的锥状体。 15、非晶质体：内部质点不作格子状排列的物质。 16、晶胞与平行六面体：由三对平行而且相等的面构成的多面体称为平行六面体，它是空间格子的最小单位。而在实际晶体结构中这样划分出来的最小单位就是晶胞。 17、面角：指晶面法线之间的夹角。 18、晶面的极距角（ρ）和晶面的方位角（φ）：它们是在晶体的球面投影中，确定晶面的球面投影点（极点）位置的球面坐标。投影轴与晶面法线之间的夹角，即极点与北极N 之间的弧角称为晶面的极距角（ρ），而包含该晶面法线的子午面与零度子午面之间的夹角则称为晶面的方位角（φ）。 19、基圆：投影球与投影面（通过球心的水平面）相交的大圆，它相当于地球的赤道。 20、对称：指物体相同部分有规律的重复。 21、对称要素与对称操作：欲使晶体相同部分有规律的重复所进行的操作称为对称操作，在进行对称操作时所应用的辅助几何要素则称为对称要素。 22、对称面（P）：是通过晶体中心的一个假想的平面，它将晶体平分为互为镜像的两个相等部分，相应的对称操作为对此平面的反映。 23、对称轴（Ln）：是通过晶体中心的一根假想的直线，当晶体围绕此直线旋转一定的角度后，可使相等部分重复，旋转一周重复的次数称为轴次（n），重复时所旋转的最小角度称为基转角（α），二者之间关系为n=360°/ α 24、对称中心（C）：对称中心是一个假想的的点，通过此点作任意直线，在此直线上距对称中心等距离的两端有对应的点。 25、旋转反伸轴（Lin）：围绕一假想直线，旋转一定角度后，再对此直线上的一个点进行反伸，可使相等部分重复，则此直线为旋转反伸轴。旋转反伸轴常用的是Li4和Li6。 26、晶体对称定律：晶体中没有五次对称轴及高于六次的对称轴。
结晶学及矿物学课后答 案 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
第一章习题 1.晶体与非晶体最本质的区别是什么准晶体是一种什么物态 答：晶体和非晶体均为固体，但它们之间有着本质的区别。晶体是具有格子构造的固体，即晶体的内部质点在三维空间做周期性重复排列。而非晶体不具有格子构造。晶体具有远程规律和近程规律，非晶体只有近程规律。准晶态也不具有格子构造，即内部质点也没有平移周期，但其内部质点排列具有远程规律。因此，这种物态介于晶体和非晶体之间。 2.在某一晶体结构中，同种质点都是相当点吗为什么 答：晶体结构中的同种质点并不一定都是相当点。因为相当点是满足以下两个条件的点：a.点的内容相同；b.点的周围环境相同。同种质点只满足了第一个条件，并不一定能够满足第二个条件。因此，晶体结构中的同种质点并不一定都是相当点。 3.从格子构造观点出发，说明晶体的基本性质。 答：晶体具有六个宏观的基本性质，这些性质是受其微观世界特点，即格子构造所决定的。现分别叙述： a.自限性晶体的多面体外形是其格子构造在外形上的直接反映。晶面、晶棱与角顶分别与格子构造中的面网、行列和结点相对应。从而导致了晶体在适当的条件下往往自发地形成几何多面体外形的性质。 b.均一性因为晶体是具有格子构造的固体，在同一晶体的各个不同部分，化学成分与晶体结构都是相同的，所以晶体的各个部分的物理性质与化学性质也是相同的。 c.异向性同一晶体中，由于内部质点在不同方向上的排布一般是不同的。因此，晶体的性质也随方向的不同有所差异。 d.对称性晶体的格子构造本身就是质点周期性重复排列，这本身就是一种对称性；体现在宏观上就是晶体相同的外形和物理性质在不同的方向上能够有规律地重复出现。 e.最小内能性晶体的格子构造使得其内部质点的排布是质点间引力和斥力达到平衡的结果。无论质点间的距离增大或缩小，都将导致质点的相对势能增加。因此，在相同的温度条件下，晶体比非晶体的内能要小；相对于气体和液体来说，晶体的内能更小。 f.稳定性内能越小越稳定，晶体的稳定性是最小内能性的必然结果。 5.图1-6中,金红石结构中的氧离子分属几套相当点 答:分属4套相当点. 第二章习题 1.讨论一个晶面在与赤道平面平行、斜交或垂直时，投影点与投影基圆之间的距离关系。 答：根据晶面极射赤平投影的步骤和方法可知：与赤道平面平行的晶面投影点位于基圆的圆心，斜交的晶面投影点位于基圆的内部，直立的晶面投影点位于基圆上。根据这一规律可知，投影点与基圆的距离由远及近顺序分别为与赤道平面平行的晶面、斜交的晶面和垂直的晶面。 2.作立方体、四方柱的各晶面投影，讨论它们的关系。 答：立方体有六个晶面，其极射赤平投影点有六个投影点。四方柱由四个晶面组成，其投影点只有四个。四方柱的四个投影点的分布与立方体直立的四个晶面的投影点位置相同。如果将四方柱顶底面也投影，则立方体与四方柱投影结果一样，由此说明，投影图不能放映晶体的具体形状，只能反映各晶面的夹角情况。 3.已知磷灰石晶体上（见附图），m∧m=60°，m∧r=40°，作其所有晶面的投影，并在投影图中求r∧r= 答：晶面的极射赤平投影点见右图。在吴氏网中，将两个相邻的r晶面投影点旋转到过同一条大圆弧，在这条大圆弧上读取两点之间的刻度即为r∧r=42o。 4.作立方体上所有对称面的极射赤平投影。 5.请证明:在极射赤平投影图中,某晶面投影点与圆心的距离h与该晶面的极距角ρ的关系为:h = rtanρ/2 (r为基圆半径). 请见教材图2-6.在直角三角形OSa中,一直角边长为r,另一直角边为Oa,Oa=h,Oa的对角为ρ/2,根据三角函数关系可得:h = rtag ρ/2.
一. 名词解释： 晶体 矿物 解理、断口 矿物的脆性与韧性 结构水 结核体 条痕 解理、断口 岛状硅酸盐 矿物的脆性与韧性 硅氧骨干 结晶习性 晶体常数和晶胞参数 对称型 晶面符号 类质同象 配位数与配位多面体 同质多象 单形与聚形 二. 填空题： 1. 晶体分类体系中，低级晶族包括晶系，中级晶族包括 晶系，高级晶族包括晶系。 2. 六方晶系晶体常数特点是，。 3．某晶体中的一个晶面在X，Y，U（负端），Z轴的截距系数分别为2、2、1、0，该晶面符号为，该晶面与Z轴的位置关系为。 4．等轴晶系晶体定向时，选择晶轴的原则是。 5. 两个以上单形可以形成聚形，但是单形的聚合不是任意的，必须是属于的 单形才能相聚。 6.晶体的基本性质有、、、、、。 7. 当配位数是6时，配位多面体的形状是。当配位数是8时，配位多面体的形状 是。 8.从布拉维法则可知，晶体常常被面网密度的晶面所包围。 9．和是等大球最紧密堆积方式中最常见的两种堆积方式。10．常见的特殊光泽有、、、。 12．可作宝石的氧化物类矿物、、。 13．硅酸盐类矿物的晶体结构可以看作是和组成，其他阳离子把这些联系在一起，形成一定的结构型。 14．普通辉石和普通角闪石的主要区别 是，、、。15．橄榄石的晶体化学式为。
16．用简易刻划法测定矿物硬度时，指甲硬度为；小刀的硬度为；玻璃的硬度为。 17.红柱石的集合体形态常为。 18．一般来说，矿物的光泽分、、、。 19．可作宝石的硅酸盐类矿物有、、、。 20．黄铜矿和黄铁矿的主要区别是、。21．刚玉和水晶的晶体化学式分别为、。 22．石英和方解石的主要区别 是、、 、。 23.方铅矿发育。 24．类矿物滴加盐酸后会有起泡现象发生。 三. 选择题： 1．玛瑙属于（） A 结晶体 B 钟乳状体 C 分泌体 D 结核体 2．电气石属于（） A硫化物 B 氧化物 C 环状硅酸盐 D 链状硅酸盐 3．石膏Ca〔SO4〕·2H2O中的水属于（） A结构水 B 层间水 C 结晶水 D 吸附水 4．下列形态用于描述显晶质集合体的是（） A钟乳状 B 分泌体 C 柱状 D 鲕状或豆状 5．下列矿物硬度小于小刀的是（） A水晶B方解石 C 橄榄石D黄玉 6.蓝晶石的二硬性反映晶体的（） A.均一性 B.可变性 C.异向性 C.自限性 7.刚玉的化学式是（） A. Al2O3·SiO2 B. Al2O3 C. AL[AlSiO5] D. Al2[SiO4]O 8.下列哪些矿物在紫外光照射下发荧光（） A.方铅矿 B.白钨矿 C.石榴子石 D.橄榄石 9石榴子石单体形态属于( ) A.柱状 B.针状 C.粒状 D.粒状集合体 10.绿柱石属于（） A.环状硅酸盐矿物 B.链状硅酸盐矿物 C.层状硅酸盐矿物 D.架状硅酸盐矿物 11.斜方四面体可能出现在（） A.四方晶系 B.等轴晶系 C.斜方晶系 D.三方晶系 12．L2PC晶类中（001）晶面与Z轴一定是（） A. 斜交的 B. 平行的 C. 垂直的 D. 不确定 13. 能够和八面体形成聚形的单形是（） A．立方体 B.四方柱 C. 斜方柱 D. 平行双面