《晶体光学与光性矿物学》实验指导书
地质科学与工程学院
2011.9.
目录
显微镜实验室学生实验守则〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃1 显微镜实验室实验操作规程〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃2 实验一偏光显微镜（2学时）〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃3 实验二解理、多色性、吸收性的测定（2学时）〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃8实验三突起及闪突起的观察（2学时）〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃10实验四光率体椭圆半径名称及干涉色级序的测定（2学时）〃〃〃〃〃〃〃12实验五消光类型、消光角及延性符号的测定（2学时）〃〃〃〃〃〃〃〃16 实验六锥光镜下干涉图的观察与测定（2学时）〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃18实验七透明矿物（普通就角闪石）的系统鉴定（ 2 学时）〃〃〃〃〃〃〃〃20实验八常见深色造岩矿物鉴定（2学时）〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃22 实验九常见浅色造岩矿物鉴定（2学时）〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃24 实验十斜长石的认识和鉴定（2学时）〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃26 实验十一碱性长石的鉴定（2学时）〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃28 实验十二未知矿物鉴定（2学时）〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃〃30
显微镜实验室学生实验守则
一、学生在实验课前应预习实验内容，明确实验目的要求及实验原理步骤。
二、学生进入实验室，应保持安静，严禁大声喧哗、随地吐痰、乱丢废物。
三、参加实验的学生固定座位，按学号对号入座，实验过程中未经教师允许不得随意调换座位或交换显微镜。
四、实验过程中要保持桌面简洁，与实验无关的物品应放臵在实验桌下的隔板或抽屉内。
五、学生应爱护仪器设备，严格遵守操作规程，凡违章操作或个人不慎损坏设备和薄片者，应按规定赔偿。
六、不准在计算机内随意安装软件，使用移动存储设备时应及时杀毒，使用的临时文件要及时清除。
七、实验过程中要认真观察，做好实验记录，严禁编造和修改实验数据。
八、实验报告应使用学校统一的报告本，报告内容应准确客观，重点突出，书写应工整规范，并按规定时间上交实验报告，严禁抄袭他人实验报告。
九、实验完毕后要收好薄片及附件，关闭电源、盖好显微镜防尘罩，经指导教师检查后，方可离开。
十、因故不能按时上实验课的学生，应课前请假，并提出补做实验的申请，经指导教师同意后安排。无故不参加实验者，实验成绩以零分计，累计缺课达三分之一者，不能参加考试。
地质学院实验中心
显微镜实验室实验操作规程
偏光显微镜属贵重精密光学仪器，为了保证实验设备和教学实验的正常运行特制定本规程，望广大师生自觉遵守。
1、灯光照明时，一般不要将照明亮度调至最强状态，否则会使灯泡在满载荷下工作，缩短灯泡寿命；也不要在实验过程中频繁开关照明电源。
2、转换物镜前应先下降物台，再转动物镜转盘并将物镜转动到位。
3、调焦时为避免薄片与物镜相碰，应侧视将载物台上升至薄片与物镜靠近，然后边观察边缓慢旋转粗动手轮下降物台，当物台下降至出现图像时，再用微调手轮缓慢调焦至物像清晰。
4、更换显微镜附件或薄片时，应轻拿轻放，防止附件或薄片跌落损坏。
5、实验过程中，暂时不用的薄片，应放臵在薄片盒内，不允许放在其他任何地方，以防损坏薄片。
6、显微镜所有部件，未经实验管理人员允许不得随意拆卸。
7、显微镜应保持清洁，经常清除灰尘，使用时不得触摸镜头的光学玻璃部分。清洁镜头时，应使用专用镜头纸。
8、实验结束后要将薄片和附件放回原位，关闭显微镜和计算机电源，套上显微镜防尘罩。
地质学院实验中心
实验一偏光显微镜（2学时）
实验项目编号 01012001
一、实验目的：
1．了解偏光显微镜的构造、装臵和用途；
2．学会偏光显微镜的调节和校正方法(调节焦距，中心校正及视域直径的测定)。
二、实验内容：
1．教师利用课件和实物介绍偏光显微镜的主要构造、使用和保养方法；
2．练习调节照明(对光)、转换镜头、调节焦距(准焦)；
3．校正显微镜视域中心：
4．检查、校正目镜十字丝和上、下偏光显微镜振动方向；
5．测定视域直径大小和目镜微尺格值。
三、实验指导：
（一）转换物镜：
物镜位于镜筒下端的物镜旋转盘上，使用时将需用的物镜转到镜筒正下方即可。当物镜镜头旋转到位时，会被弹簧卡卡住，并有轻微响声。转过头或未到位都会使物镜偏离目镜中轴而不能校正中心或视域不完整。
注意：转动物镜前应先下降物台，转动时应手持物镜转盘，不得直接扳动物镜镜头。
（二）调节照明(对光)
打开电源开关，调节旋扭，使视域至适合的亮度，注意亮度不要开到最大。
（三）调节目镜
转动目镜，使目镜十字丝位于东西、南北方向上；调节两个目镜间的距离，使其与眼睛的瞳孔间距一致，左右目镜中的图像合并为一。
（四）调节焦距(准焦)
调节焦距是为了使薄片中的物像清晰，观察舒适，调节步骤如下：
1．下降物台，把要观察的矿片臵于载物台中心，并用弹簧夹把矿片夹紧。注意：务必将薄片的盖玻璃朝上，否则不能准焦且容易损坏薄片。
2．侧视物台，缓慢转动粗动调焦螺旋，使载物台上升至物镜与薄片靠近为止。使用高倍物镜时，要使物镜几乎与薄片接触。
3．在目镜中观察，转动粗动调焦螺旋，使载物台缓缓下降，至视域内物像基本清楚，然后转动微动调焦螺旋，直至视城内物像完全清晰为止。
注意：放臵薄片必须盖玻璃朝上；调节焦距时，必须眼睛看着物镜上升载物台，以免压碎薄片、损坏物镜；练习调焦时应按照先低倍物镜、再中倍物镜、最后高倍物镜的顺序进行。
（五）校正中心
在偏光显微镜的光学系统中，载物台的旋转轴，物镜中轴及目镜中轴应当严格在一条直线上。此时，转动载物台，位于视域中心(即目镜十字丝交点)的物像不动，其余物像绕视域中心作圆周运动。如果它们不在一条直线上，当转动载物台时，视域中心的物像将离开原来的位臵，连同其它部分的物像绕另一中心旋转，这个中心(O点)代表载物台的旋转轴位臵。在这种情况下，不仅可能把视城内的某些物像转出视域之外，妨碍观察，而且影响某些光学数据的测定精度。使用高倍物镜时，则根本无法观察。因此，必须进行校正，使目镜中轴、物镜中轴与载物台旋转轴一致——这就是校正中心。
在尼康YS-2偏光显微镜的光学系统中，目镜中轴和物镜中轴是固定的，要通过校正显微镜载物台旋转轴校正中心。校正载物台旋转轴是用安装在载物台上的两个定心螺丝进行。
在校正中心之前，必须首先检查物镜旋转到位，否则不仅无法校正好中心。
校正中心的具体步骤如下：
1．将物镜安装在正确位臵上并准焦后，在薄片中选一质点a，移动薄片，使质点a 位于视域中心的十字丝交点处。
2．旋转载物台，如果视域内的物像以质点a作圆周运动，则中心正确；如果质点a围绕另一中心（O点）作圆周运动，转动一周质点a仍在视域内，则中心偏离不大（图1-1A）；若转动一周质点a转出视域，圆心O点仍在视域内，则中心偏离较大；若转动一周O点也不在视域内，则中心偏离很大大（图1-1B）。
图1-1 中心不正的两种情况
3．旋转载物台180°，使质点a由十字丝交点移至a′处(图1-2C)。
4．扭动载物台上的定心校正螺丝，使质点a移至偏心圆的圆心O点(图1-2D)；
5．移动薄片，使质点a由O点移至十字丝交点(图1-2E)，旋转载物台，如果该质点不动(图1-2F)，则中心已经校正好。如果该质点仍离开十字丝交点绕较小偏心圆转动，则需按上述方法重复校正，直至完全校正好为止。
6．如果中心偏离大时，转动载物台，质点a（和偏心圆圆心O点）由十字丝交点移至视域之外。应先根据质点移动情况，估计偏心圆圆心O点在视域外的位臵及偏心圆半径长短。然后将质点a转回十字丝交点，扭动物镜上的定心校正螺丝，使质点a由十字交点，向偏心圆圆心O点相反方向移动大约相当于偏心圆半径的距离。再移动薄片，使质点回到十字丝交点处，转动载物台，观察视域中心偏离情况，上述方法重复校正，直至完全校正好为止。
7.如经过多次校正之后，中心仍然偏离较大，或者发现定心校正螺丝扭动困难或扭不动时（切勿强行扭动），应当分析原因或报告指导老师。
图1-2 校正中心步骤示意图
（六）偏光镜的校正
在偏光显微镜的光学系统中，上、下偏光镜振动方向应当垂直，分别位于上下、左右方向（或称十字丝纵、横丝方向；南北、东西方向），并与目镜十字平行。
1.确定及校正下偏光镜的振动方向
转动目镜，使目镜十字丝位于东西、南北方向上。
在岩石薄片中找一个具极完全解理缝的黑云母臵视域中心。
转动载物台，使黑云母的颜色变得最深。此时，黑云母解理缝方向就代表下偏光镜振动方向(因为光波沿黑云母解理缝方向振动时，吸收最强，颜色最深)。
如果黑云母颜色最深时，解理缝方向与目镜十字丝的横丝方向平行，则下偏光镜振动方向与十字丝横丝平行，不需要校正。如果不平行，应转动载物台，使黑云母解理缝方向与目镜十字丝的横丝平行，然后旋转下偏光镜，至黑云母的颜色变得最深为止。此时下偏光镜振动方向与目镜十字丝的横丝平行，位于东西（左右）方向。
2.检查上、下偏光镜振动方向是否正交
取下薄片，调节照明使视域明亮，推入上偏光镜，如果视域黑暗，证明上、下偏光镜振动方向正交。若视域不黑暗，说明上、下偏光镜振动方向不正交。如果下偏光镜振动方向已经校正至东西方向，则需要校正上偏光镜振动方向。转动上偏光镜至视域黑暗为止(相对黑暗)。
经过上述校正之后，上，下偏光镜振动方向应当严格与目镜十字丝一致。但有些显微镜的目镜没有定位螺丝，使用过程中可能使目镜十字丝位臵改变，因此，要注意随时校正目镜十字丝的位臵。
（七）视域直径的测定
1．测量低倍或中倍物镜的视域直径，可以直接使用有刻度的透明尺测定。测定时，将透明尺臵载物台中心部位，对准焦点后，直接观察视域直径的长度值，记录该数值备以后查用；
2．测量高倍物镜的视域直径，应使用物台微尺测定。物台微尺是嵌在玻璃片中心的、总长度1mm的微型尺，其中刻有100个小格，每小格等于0.01mm。测量时将物台微尺臵载物台中心，准焦后，观察视域直径相当于物台微尺的多少小格。若为20格，则视域直径等于20×0.01=0.2mm。
图1-3物台微尺
（八）目镜微尺格值的测定
目镜微尺是固定在目镜中的小微尺，目镜微尺中每一小格的绝对长度在不同放大倍数的显微镜系统中是不同的。因此，在使用前应事先标定不同放大倍数的目镜微尺格值，即使用某一放大倍数的系统时，目镜微尺中每一小格的绝对长度。测定方法如下：
1.将物台微尺臵于显微镜载物台中心并准焦，在视域内同时看到两个微尺。
2.使物台微尺与目镜微尺平行，并使二者的零点对齐。仔细观察两个微尺的分格线再次重合的部位。例如目镜微尺的50小格与物台微尺48格相当，则目镜微尺每一小格所代表的实际长度＝48/50×0.01毫米＝0.0096毫米。
其通式为: 目镜微尺格值=物台微尺格数/目镜微尺格数×0.01毫米
3.将不同放大倍数的目镜微尺格值记录下来，以备后用。
知道了目镜微尺每小格代表的绝对长度之后，就可以直接测量薄片中矿物颗粒的直径：矿物颗粒直径＝目镜微尺格数×目镜微尺格值
四、实验报告要求：
1．详细说明确定下偏光振动方向的方法步骤。
2．在表格中记录不同放大倍数视域直径和目镜微尺格值的测定结果。
实验二解理、多色性、吸收性的测定（2学时）
实验项目编号 01012002
一、目的要求：
1．认识解理等级，了解同一矿物不同方向切面上解理缝的表现情况不同。学会解理夹角的测定方法；
2．认识多色性现象及其明显程度,了解同一矿物，不同方向切面上多色性表现情况不同。
二、实验内容：
1．观察普通角闪石的完全解理和不同方向切面上解理缝的表现情况，测定其解理夹角;
2．观察普通角闪石明显的多色性现象和不同方向切面的多色性表现情况。
三、实验指导：
1．在岩石薄片中找一个同时垂直两组解理面的切面，观察解理等级，并测定两组解理的夹角。观察多色性的明显程度及颜色变化情况；
2．找一个具有一组清晰解理缝的切面，观察解理等级，多色性明显程度及其颜色变化情况。
3．找一个不具解理缝的切面，观察多色性的明显程度。
注意：1、实验前应熟悉普通角闪石的光性方位和角闪石不同切面上的光率体椭圆切面特点；2、观察普通角闪石颜色和多色性时应注意颜色的细微变化和多色性的反复比较；3、要仔细确定每个切面的颜色在最深和最浅时，矿片的解理或晶面迹线（即晶面与薄片平面的交线）与目镜十字丝之间的位臵关系；4、测量解理夹角时选择的切面尽可能同时垂直两组解理面,同时显微镜中心应偏差不大。
四、实验报告要求：
1．用表格方式描述普通角闪石不同方向切面的形态特征、解理缝的表现情况、两组解理的夹角大小、颜色及多色性明显程度；
2．绘图说明各切面颜色最深时，解理缝与下偏光振动方向的关系；
3. 详细说明测定普通角闪石解理夹角的方法步骤。
实验三突起及闪突起的观察（2学时）
实验项目编号 01012003
一、目的要求：
1．认识贝克线，学会利用贝克线移动规律确定两相邻物质折射率的相对大小和突起的相对高低；
2．观察突起等级，认识不同突起等级的特征；
3．认识闪突起的特征
二、实验内容：
1．比较石榴子石、辉石、角闪石、石英、长石的边缘、糙面特征及突起高低，确定它们的突起等级及突起正负；
2．观察方解石及白云母的闪突起现象。
三、实验指导：
1．观察矿物的突起、糙面时，一定要用中～低倍镜，把要观察的矿片臵于视域中心，比较矿片与相邻物质突起相对高低时应将其接触线臵于视域中心。
2．观察贝克线时可适当缩小光圈。
3．确定突起的高低，主要依据矿片的边缘、解理的粗细、糙面的显著程度等特征；判断矿片的突起等级，最好与树胶比较（尤其是确定低突起矿片的突起正负）；如欲测定的矿片周围无明显的树胶，也可与相邻的已知突起等级的矿物比较。
4．观察闪突起时，应转动载物台一周，仔细观察矿片边缘黑线粗细和糙面变化的明显程度。找一个具清晰解理缝的白云母，观察并描述白云母的解理缝与下偏光振动方向PP平行时和垂直时，边缘和解理缝的粗细、糙面的明显程度以及突起等级的变化，确定白云母的突起类型。
四、实验报告要求：
1．记录所观察矿物的边缘、糙面特征及突起高低；
2．根据贝克线移动方向，判断矿物突起正负和等级；
2．描述白云母的闪突起现象。
实验四光率体椭圆半径名称及干涉色级序的测定（2学时）
实验项目编号 01012004
一、目的要求：
1．认识1～3级干涉色及高级白干涉色的特征，学会区分一级灰白与高级白干涉色；
2．学会使用用石膏试板、云母试板测定矿片上光率体椭圆半径方向和名称的方法；
3．学会使用石英楔测定矿片干涉色级序的方法；
4．学会利用所测干涉色级序，测定矿片双折率的方法；
5．学会应用楔形边法判断矿片干涉色级序的方法。
二、实验内容：
1．利用石英楔，观察l～3级干涉色级序及各级的特征；
2．使用云母试板，测定具清晰解理缝的白云母矿片上光率体椭圆半径的方向和名称；
3．在具一级灰干涉色的石英或钾长石矿片 (45°和135°位臵) 上，加入石膏试板，观察矿片干涉色的升降变化；
4．薄片中找一个干涉色最高的石英颗粒，根据石英的干涉色及双折率为0.009，在干涉色色谱表上求出矿片厚度；并在同一薄片中找一个干涉色最高的白云母颗粒，应用石英楔测定白云母矿片的干涉色级序，利用所测定的白云母干涉色(最高干涉色)及求得的矿片厚度，在干涉色色谱表上查出（也可用公式计算）白云母的双折率。
5．观察方解石的高级白干涉色，并利用石膏试板、云母试板，区分一级灰白与高级白干涉色；
6．应用楔形边法判断橄榄石矿片的干涉色级序。
三、实验指导：
在观察测定正交偏光镜间矿片的光学性质之前，必须检查上，下偏光镜振动方向是否正交，目镜十字丝是否与上、下偏光镜振动方向一致。
(一）l～3级干涉色的色序和级序的观察
在正交偏光镜间，从试板孔缓缓插入石英楔，仔细观察l～3级干涉色的色序和级序变化特点。
(二）非均质体矿片上光率体椭圆半径方向及名称的测定
偏光显微镜下研究矿物的光学性质，大多要在正交偏光镜间测定矿片上光率体椭球半径的方向和名称。其测定方法如下：
1．将欲测矿片臵于视域中心，转动载物台使矿片消光(消光位)，此时矿片的光率体椭圆长短半径方向必定平行上，下偏光镜振动方向AA、PP(即目镜十字丝方向)；
2．转动载物台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成45°夹角；
3．从试板孔(45°位臵)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，说明试板与矿片光率体椭圆切面异名半径平行；如果干涉色级序升高，表明试板与矿片光率体椭圆切面同名半径平行。试板上光率体椭圆半径的名称是已知的，据此，即可确定矿片上光率体椭圆半径名称。
测定光率体椭圆半径方向及名称时应注意以下几点：
1.要根据矿片的干涉色高低选择适当的试板；
2.如果难以对干涉色的升降做出准确判断时，可以用两种方法加以验证，一是旋转物台90°，观察另一个45°位的干涉色变化情况，两者应升降相反；一是换用其它试板，不同的试板在同一位臵应升降一致。
3.当一个矿片上干涉色分布不均匀时，应注意插入试板前后观察的部位一致。
4.要注意干涉色色调的细微变化和两种色调间的过渡色调。
5.该方法测出的是该切面光率体椭圆两个半径的相对长短，是不是光率体主轴，取决于切面方向。如果矿片平行主轴面则测出的光率体椭圆长短半径为Ne和No(一轴晶)或Ng、Nm、Np中任意二主轴(二轴晶)。如果矿片不平行主轴面，则光率体椭圆半径为Ne′和No(一轴晶)，或Ng′和Np′(二轴晶)。
(三）干涉色级序的观察与测定
根据光程差R=d(N
1－N
2
)，在正常厚度(0.03mm)的岩石薄片中，同一矿物，不同方
向切面的双折率值大小不同，共干涉色级序的高低亦不同。观察测定矿物的干涉色级序时，必须选择干涉色最高的切面(平行光轴成平行光轴面的切面)。一般鉴定时，采用统计方法，多测定几个颗粒，取其中的最高干涉色。精确测定时，必须选择平行光轴或平行光轴面的切面，这种切面需在锥光镜下检查确定。
1、干涉色级序的测定方法有
1）利用石英楔测定干涉色级序
①将选定的矿片臵视域中心，转动载物台，使矿片消光(消光位)；
②再转载物台45°，使矿片至45°位臵，此时矿片干涉色最亮；
③从试板孔由薄至厚端插入石英楔，观察矿、片干涉色级序的变化：
当随着石英楔的慢慢插入，矿片上干涉色级序逐渐升高时，表明石英楔与矿片上光牢体椭圆切面的同名半径平行，不可能出现消色位，达不到测定干涉色级序的目的，必须转动载物台90°，使二者异名半径平行，再进行测定。
当随着石英楔的慢慢插入，矿片干涉色逐渐降低时，说明石英楔与矿片上光率体椭圆切面异名半径平行。当石英楔插入到与矿片光程差相等时，矿片消色而变黑暗(注意：不是全黑，而是灰黑或混有矿物本身颜色)。此时慢慢抽出石英楔，矿片的干涉色又逐渐升高，至石英楔全部抽出时，矿片显示原来的干涉色。仔细观察在抽出石英楔的过程中，矿片干涉色的变化，如果其间经过一次红色，矿片干涉色为二级，经过n次红色，矿片干涉色为(n十1)级。如果一次观察不清楚，可以反复操作。
2、楔形边法判断干涉色级序
利用矿片楔形边缘的干涉色圈，判断矿物的干涉色级序，是比较简单的方法。在岩石薄片中，矿物切面往往具有楔形边缘，其边缘薄，向中部逐渐加厚，因而矿片的干涉色级序边缘较低，中部干涉色逐渐升高而构成细小干涉色圈或干涉色细条带。其中经过一条红带，则矿片干涉色为二级，经过n条红带，矿片干涉色为(n+1)级。如果矿片边缘最外圈不是从一级灰白开始，则不能应用这种方法判断干涉色级序。
3、高级白干涉色的鉴别方法
放入方解石矿片，在矿片45°位观察方解石的高级白干涉色的色调特点，并分别插入云母试板和石膏试板，观察干涉色的变化情况；根据插入试板后，干涉色是否有明显变化区分一级灰白和高级白干涉色。
(四) 双折率的测定
同一矿物切面方向不同，双折率大小不同，只有测定最大双折率才有鉴定童义。因此，必须选择平行光轴(一轴晶)或平行光轴面(二轴面)的切面测定矿物的最大双折率。这种切面的特征是：正交偏光镜间干涉色最高，如果有颜色，单偏光镜下多色性最明显，锥光镜下显示平行光轴或平行光轴面的干涉图(其图像特征在第五章中介绍)。
根据光程差公式及R=d(N
l —N
2
)，测出光程差及矿片厚度后，即能确定双折率值。
1. 光程差的测定方法
利用石英楔测定干涉色级序(方法同上)后，在干涉色色谱表上求出相应的光程差。因色谱表上每一种干涉色都占有一定的宽度，所以求出的光程差误差在20～40nm之间。
2.矿片厚度的测定方法
一般岩石薄片的厚度约为0.03mm，如果测定双折率值精度要求不高，矿片厚度可以直接利用0.03mm。如果精度要求较高，矿片厚度可利用已知矿物测定，最常用的已知矿物有长石和石英。
石英最大双折率为0.009，在岩石薄片中选一个石英平行光轴切面(标准厚度薄片干涉色为一级灰白至黄白)，根据其干涉色级序在色谱表上求光程差。
利用所测的光程差及最大双折率，可求出矿片厚度。
3.根据所测光程差及矿片厚度求双折率
1）根据所测光程差和矿片厚度，在干涉色色谱表上查双折率；
2）根据R=(N
l 一N
2
)计算双折率。
四、实验报告要求：
1．观察并描述具一级灰白干涉色的石英（或正长石）矿片，加试板后干涉色的变化情况；
2．观察并描述测定白云母（具一组清晰解理）光率体椭圆长短半径情况和结果。
3．观察并描述测定薄片厚度和白云母双折率的方法步骤。
实验五消光类型、消光角及延性符号的测定（2学时）
实验项目编号01012005
一、目的要求：
1．认识和鉴别各种消光类型；
2．学会测定消光角及延性符号的方法。
二、实验内容：
1．观察白云母或红柱石的平行消光，并测定其延性符号；
2．观察普通角闪石垂直Z晶轴切面的对称消光；
3．观察普通角闪石平行Z晶轴切面（平行(010)切面）的斜消光，并测定平行(010)切面上的消光角。
三、实验指导：
(一）白云母消光类型和延性符号测定：
1.在单偏光镜下选择解理缝较清晰而密集平直的白云母切面；
2.推入上偏光、转动载物台达到消光位，然后抽出上偏光观察解理缝与十字丝的关系(是平行还是斜交)，从而确定消光类型；
3.在正交镜间，将白云母从消光位转45°(即光率体主轴与十字丝相交45°)，此时白云母干涉色最明亮，插入云母试板，根据补色法则，确定白云母的延长符号(解理缝平行Ng为正廷性，平行Np为负延性)。
(二）观察普通角闪石⊥Z轴切面上的对称消光
在单偏光镜下，普通角闪石⊥Z轴的切面具有(110)和(110)两组清晰解理缝，提升镜筒解理缝不左右移动，然后推进上偏光，转动载物台，使矿物牌消光位，然后推出上偏光，明显可见十字丝正好与两组解理夹角平分线—致，此即为对称消光。
(三）测普通角闪石∥(010)面上的倾斜消光及最大消光角
1.在单偏光镜下选择普通角闪石∥(010)面的颗粒。此切面的特点是呈长条状、一组完全解理、多色性明显、干涉色最高（可达二级蓝绿）。
2.使解理缝目镜平行纵丝记下载物台刻度读数ａ；
3.转动物台至消光位，推出上偏光，明显可见十字丝正好与解理缝有一交角。此即为倾斜消光(图1-15)，记下载物台刻度读数ｂ，a与b读数之差即为消光角α；
4.自消光位转动物台45°，加入试板，根据补色法则判断与解理缝夹角为α的光率体的椭圆半径名称。
5.根据结晶学知识，判断解理所代表的结晶轴名称。
6.写出消光角公式，书写格式为：光率体半径名称∧结晶轴名称（或双晶结合面名称）＝α。如：消光角为Ng∧C=α（注意正交镜下测出的光率体长半径不一定就是Ng，也可能是Ng'，甚至是Nm，本次实验Ng方向为已知）。
四、实验报告要求：
1．详细描述测定白云母延性符号方法步骤；
2．详细描述测定普通角闪石最大消光角(Ng∧C)的方法步骤。
实验六锥光镜下干涉图的观察与测定（2学时）
实验项目编号01012006
一、目的要求：
1．掌握锥光镜的装臵和使用，并了解其光学特点；
2．认识一轴晶主要切面类型干涉图的图像特点；
3．学会应用垂直光轴切面或斜交光轴切面干涉图，测定一轴晶矿物的光性符号；
4．认识二轴晶主要切面类型干涉图的图像特点；
5．学会应用垂直Bxa切面或垂直光轴切面干涉图测定光性符号的方法。
二、实验内容：
1．观察一轴晶垂直光轴(或斜交光轴)切面的干涉图特点，并使用石膏试板（或云母试板、石英楔）测定光性符号；
2．观察二轴晶垂直Bxa切面干涉图的图像特点，并应用云母试板(或石膏试板、石英楔)测定其光性符号。
三、实验指导：
（一）锥光镜下观察的操作程序：
1．用中倍或低信物镜。在岩石薄片中选择一个适于测定的矿物颗粒(尽可能找较大的颗粒)，移至视域中心。如果用单矿物定向矿片可省略这个步骤。直接把定向矿片臵视域中心。
2．加入聚光镜，并把聚光镜升到最高位臵。注意千万不要顶住矿片。
3．换用高倍物镜(46×或63×)，仔细调好焦距。
4．将欲观察的矿片臵于视域中心，转动物台一周确保矿片不移出中心。
5．加入上偏光镜及勃氏镜即能看到干涉图(如果显微镜中没有装臵勃氏镜，去掉目镜亦能看到干涉图)。
注意：由于高倍物镜工作距离近，不要把盖玻璃朝下，否则无法准焦；要侧视物镜，在下降物台中准焦，否则容易压碎矿片，损坏镜头。在以后的实验中应注意，欲测矿片在高倍镜下要占据整个视域。
（二）测定矿片切面类型、轴性和光性符号的方法：
1．根据干涉图的特点判断切面类型和轴性，
2．根据加入试板前后干涉图的干涉色变化情况判断光性正负。
3．一轴晶垂直光轴(或斜交光轴)切面干涉图的关键是光轴出露点和黑十字的四个象限，以此判断Ne和No的方向；
4．二轴晶垂直Bxa切面干涉图的关键是两个光轴出露点的连线，垂直该连线的方向（也是弯曲黑带的平分线的方向）是Nm的方向；该连线上两个光轴出露点之间是Bxo 投影线的方向，两个光轴出露点之外是Bxa投影线方向。
四、实验报告要求：
1．描述一轴晶垂直光轴（或斜交光轴）切面干涉图图象特点，详细说明并绘图表示光性符号的测定方法和判断依据；
2．描述二轴晶⊥Bxa切面干涉图描述一轴晶特点，详细说明并绘图表示光性符号的测定方法和判断依据。
实验七透明矿物（普通角闪石）的系统鉴定（ 2 学时）
实验项目编号01012007
一、目的要求：
1．全面总结、复习、观察、测定晶体光学性质的基本操作方法；
2．学会系统鉴定透明矿物的程序；
二、实验内容：
系统测定普通角闪石的光学性质。
三、实验指导：
（一）单偏光镜下的观察
1.晶形观察晶体的完整程度、结晶习性。根据各方向切面形态，初步判定晶体形状及可能属于那个晶系。
2.解理观察解理的完全程度，根据不同方向切面上的解理，判断解理的组数。如为两组解理，需要测定解理夹角。并尽可能确定解理与结晶轴之间的关系。
3.突起观察矿片的边缘、糙面及突起的明显程度，结合贝克线移动规律确定其突起等级，估计矿物折射率的大致范围。
4.颜色、多色性观察矿片有无颜色，如有颜色，则观察有无多色性及多色性变化情况。并在定向切片上测定多色性公式及吸收性公式。
此外，还应观察有无包裹体，包裹体的排列与分布情况。有无次生变化，变化情况及变化产物。
（二）正交偏光镜下的观测
1.干涉色观察矿片的最高干涉色级序，在平行光轴或平行光轴面的切片上详细测定干涉色级序。
2.测定双折率根据矿片的最高干涉色级序（光程差）、薄片厚度，确定双折射率值。
3.消光类型根据不同方向切片上的消光情况，确定矿物的消光类型。
4.测定消光角对斜消光的矿物，在定向切片上测定消光角。
测定延性符号对一向延长的矿物，测定其延长方向的光率体椭圆半径名称，确定延性符号。
5.双晶观察矿物有无双晶，确定双晶类型。
（三）锥光镜下的观察
根据有无干涉图区分均质体与非均质体。根据干涉图特征确定轴性（一轴晶或二轴晶）、切片方向。测定光性符号、光轴角大小。
四、实验报告要求：
全面系统地描述普通角闪石的光性特征并写出该矿物的详细鉴定报告。
实验八常见深色造岩矿物鉴定（2学时）
实验项目编号01012008
一、目的要求：
1.认识常见深色造岩矿物的形态特征和光学性质；
2.学会并掌握常见深色色造岩矿物的的鉴定特征和描述方法；
3.掌握常见深色造岩矿物之间的区别。
二、实验内容：
系统观察测定贵橄榄石、普通辉石和黑云母的光学性质。
三、实验指导：
常见深色造岩矿物的光性特征和鉴定方法见教材。
四、实验报告
测定并描述橄榄石、普通辉石和黑云母的光学性质。
实验九常见浅色造岩矿物鉴定（2学时）
实验项目编号01012009
一、目的要求：
1.认识常见浅色造岩矿物的形态特征和光学性质；
2.学会并掌握常见浅色造岩矿物的的鉴定特征和描述方法；
3.注意常见浅色造岩矿物的区别。
二、实验内容：
系统观察测定石英、白云母、方解石等浅色造岩矿物的光学性质。
三、实验指导：
常见浅色造岩矿物的光性特征和鉴定方法见教材。
四、实验报告要求：
列表描述对比各种造岩矿物的主要鉴别特征。
工程光学 实验指导书 厦门工学院电子信息工程系 2014.9
目录 实验一Tracepro基本功能学习及反光杯建模 (3) 实验二聚光镜的建立 (6) 实验三导光管建立 (8) 实验四液晶背光模组建立 (15)
实验一Tracepro基本功能学习及反光杯建模 一、实验目的 1. 熟悉tracepro基本功能。 2. 熟悉建模及表面属性、材料定义方法。 二、球形反光碗设计 球形反光碗是使用耐热玻璃（例如：PYREX）压制成型，其内部经高光洁度抛光处理并涂镀反光膜，可将投影灯的后部光能有效地反射至前方，提高投影灯光能利用率。球形反光碗实物图形如下： 球形反光碗设计步骤： 1．打开TracePro3.24→新建名为球形反光碗的文件，或使用CtrL+N 2．点击→，选择Conic类型，形状为球形（Spherical）,厚度（Thickness）输入4mm，反光碗高(length)为18mm,孔大小为0,半径(radius)为33mm, 起点坐标值和旋转坐标值保持默认，输入结果为图1.1图框所示：
图1.1 4．点击Insert，使用工具栏图标区缩小图形后，点击下拉菜单View →Render进行渲染以后，反光碗实体模型如图1.2： 图1.2
5．使用工具栏图标区箭头工具，在图形区完全选中反光碗，或点中导航选项卡 中“模型树”Object 1，单击鼠标右键，在弹出下拉菜单中选择 进行材料属性设置，在材料目录（Catalog）中选择IR, 克斯（PYREX）耐热玻璃，运用（Apply）此属性，吸收、透过和折射率将显示如图1.3： 注：PYREX相关知识： PYREX玻璃是美国康宁玻璃公司(CORNING)研究人员薛利文(Sullivan)1915年发明的，并取得发明专利。这种玻璃在美国叫“派莱克斯”(PYREX)玻璃，PYREX是美国康宁公司产品的一个商标。派莱克斯玻璃专利失效以后，这种玻璃被各国广泛采用。70多年来，很多专家学者都想研究一种新的玻璃，超过派莱克斯玻璃的性能，都没有成功。派莱克斯玻璃的特点是，在玻璃中引入了三氧化二硼(B2O3)改进了玻璃的热稳定性和机械性能。当今，全世界都用派莱克斯玻璃制造化工防腐蚀设备与管件、实验室用玻璃仪器。 图1.3 6．展开“模型树”中Object 1，球面反光碗有三个面组成（图1.3）
晶体光学与光性矿物学 实习指导 一偏光显微镜的使用及矿物颗粒大小、含量的测定 （一）偏光显微镜的使用与调节 1 熟悉偏光显微镜的构造、装置、使用和维护保养方法 2 调节照明（对光） （1）装上低倍或中倍物镜，打开锁光圈，轻轻推出上偏光镜、勃氏镜及聚光镜 （2）转动反光镜至视域最亮为止。如果总是对不亮，可以轻轻抽出目镜或推入勃氏镜，然后转动反光镜至视域内看到光源为止。此时加上目镜或推出勃氏镜，视域必然最亮。 3 调节焦距（准焦） （1）将一薄片置于载物台上（注意必须使盖玻璃朝上），用弹簧夹夹住。 （2）从侧旁看物镜镜头，转动粗动螺丝，使镜筒下降，至物镜到最低位置（注意切勿压碎薄片）。 （3）从目镜中观察，同时转动粗动螺丝，使镜筒上升，当视域中刚刚出现物象时，改用微动螺丝，使物象清晰为止。 （4）换用高倍物镜，用同法调节焦距。 在调节焦距时，绝不能眼睛看着目镜下降镜筒，因为这样很容易压碎薄片并损坏物镜。在调节高倍物镜焦躁时，尤应注意。因为高倍物镜的焦躁很短，镜
头几乎与薄片接触，若薄片盖玻璃朝下时，不但无法准焦，而且常有压碎薄片，割伤镜头的事故发生。 4 校正中心 在校正中心前，必须检查接物镜位置是否正确，如物镜没有安装在正确位置上，中心不但不能校正，而且往往容易损坏物镜和校正螺丝。校正中心时，如发现螺丝旋转费力，或失效时，应立即报告，请求指导，切勿强力扭动。校正中心的方法，参阅教材的有关部分。 5 视域直径测量 （1）测量中、低倍物镜的视域直径 将带刻度的透明三角板置载物台上，准焦后，观察视域直径为几毫米，分别记录数值，待日后查用。 （2）高倍物镜视域直径的测量： 此时应借助物台测微尺。物台测微尺长1毫米，刻有100小格的显微尺（嵌在玻璃片上），每小格相当于0.01毫米。 测量时将物台测微尺置载物台上，准焦后，观察视域直径等于微尺的几小格。若为20格，则直径等于20×0.01＝0.2毫米。记录所测结果，备日后查用。 （二）矿物颗粒大小及含量的测量 1 确定目镜微尺格值（每格代表的长度） a 将物台微尺置物台上，准焦； b 转动物台微尺与目镜微尺平行，并移动物台微尺与目镜微尺零点对齐。 C 找出二尺刻线重合处，数此段各自的刻度数。 d 应用物台微尺格数/目镜微尺格数×0.01毫米（物台微尺每一小格长度）即可求出目镜每一小格所代表的长度。 2 测量矿物颗粒大小 a 将欲测矿物置视域中心，转动物台使长轴方向与目镜微尺平行；
院( 系) 别: 光电工程学院/ 第二学期主讲: 丁松峰 专业: 光信息科学与技术光学与光电子基础实验授课计划表辅导: 丁松峰 班级: B080403 ( 考查) 审查(系、中心): 课程编号: B0402031C 学时: 24 学分: 1.5 批准(院系): 第1页填表日期: 2月 23 日
教材: 光学与光电子基础实验指导书．南京邮电大学光电工程学院( 自编) 参考书: [1] 周炳琨, 高以智等．激光原理( 第四版) ．北京: 国防工业出版社, [2] 石顺祥, 张海兴, 刘劲松．物理光学与应用光学．西安: 西安电子科技大学出版社, [3] 杨之昌, 马秀芳．物理光学实验．上海: 复旦大学出版社, 1993
院( 系) 别: 光电工程学院/ 第二学期主讲: 孙晓芸 专业: 光信息科学与技术光学与光电子基础实验授课计划表辅导: 孙晓芸 班级: B080404 ( 考查) 审查(系、中心): 课程编号: B0402031C 学时: 24 学分: 1.5 批准(院系): 第1页填表日期: 2月 23 日
教材: 光学与光电子基础实验指导书．南京邮电大学光电工程学院( 自编) 参考书: [1] 周炳琨, 高以智等．激光原理( 第四版) ．北京: 国防工业出版社, [2] 石顺祥, 张海兴, 刘劲松．物理光学与应用光学．西安: 西安电子科技大学出版社, [3] 杨之昌, 马秀芳．物理光学实验．上海: 复旦大学出版社, 1993
院( 系) 别: 光电工程学院/ 第二学期主讲: 沈骁 专业: 光信息科学与技术光学与光电子基础实验授课计划表辅导: 沈骁 班级: B080405 ( 考查) 审查(系、中心): 课程编号: B0402031C 学时: 24 学分: 1.5 批准(院系): 第1页填表日期: 2月 23 日
实验1 单透镜（a singlet） 实验目的开始ZEMAX，输入波长和镜片数据，生成光线特性曲线（ray fan），光程差曲线（OPD），和点列图（Spot diagram），确定厚度求解方法和变量，进行简单的优化。 实验要求：设计一个F/4 的镜片，焦距为100mm，在轴上可见光谱范围内，用BK7 玻璃 实验步骤：1 运行ZEMAX。ZEMAX 主屏幕会显示镜片数据编辑（LDE）。 2 选择“系统（System）”菜单下的“波长（Wavelengths）”。屏幕中间会弹出一个“波长数据（Wavelength Data）”对话框。。用鼠标在第二和第三行的“使用（Use）”上单击一下，将会增加两个波长使总数成为三。现在，在第一个“波长”行中输入486，，在第二行的波长列中输入587，后在第三行输入656。“权重（Weight）”这一列用在优化上，以及计算波长权重数据如RMS 点尺寸和STREHL 率。现在让所有的权为1.0，单击OK 保存所做的改变，然后退出波长数据对话框。 3 设置这个孔径值，选择“系统”中的“通常（General）”菜单项，出现“通常数据（General Data）”对话框，单击“孔径值（Aper Value）”一格，输入一个值：25。插入第四个面，只需移动光标到像平面（后一个面）的“无穷（Infinity）”之上，按INSERT 键。这将会在那一行插入一个新的面，并将像平面往下移。 4 现在我们将要输入所要使用的玻璃。移动光标到第一面的“玻璃（Glass）”列，即在左边被标作STO 的面。输入“BK7”并敲回车键。移动光标到第1 面（我们刚才输入了BK7 的地方）的厚度列并输入“4”。 5 现在，我们需要为镜片输入每一面的曲率半径值。在第1 （STO）和2 面中分别输入这些值。符号约定为：如果曲率中心在镜片的右边为正，在左边为负。这些符号（+100，-100）会产生一个等凸的镜片。我们还需要在镜片焦点处设置像平面的位置，所以要输入一个100 的值，作为第 2 面的厚度。 6 先选择“分析（Analysis）”菜单，然后选择“图（Fan）”菜单，再选择“光线像差（Ray Aberration）”。你将会看到光线特性曲线图在一个小窗口显示出来（如果看到任何出错信息，退回并确认是否所有你所输入的数据与所描述的是一致的）。光线特性曲线图如图所示。 7 在第2 面的厚度上双击，弹出SOLVE 对话框，它只简单地显示“固定（Fixed）”。在下拉框上单击，将SOLVE 类型改变为“边缘光高（Marginal Ray Height）”，然后单击OK。从光线特性曲线窗口菜单，单击“更新（Update）”（在窗口任何地方双击也可更新），其光线特性曲线图如图所示。
晶体光学-必备知识点 以上是吉林大学鸽子楼老师多年课件总结经典内容。 第一章晶体光学基础 晶体光学涉及某些重要的物理光学原理和结晶矿物学基础知识，本章要求学生重点掌握光的偏振现象、折射及折射率、光在晶体中的传播特性、晶体中的双折射现象、光率体和光性方位。其中重点是晶体中的双折射现象和光率体的构成；难点是光性方位。 一、光的基本性质及有关术语 ·光具有“波粒”两相性。晶体光学主要利用的是光的波动理论。 ·光波是一种横波。光的传播方向与振动方向互相垂直。晶体中许多光学现象与此有关。·可见光：电磁波谱中波长范围390—770nm的一个区段，由波长不同的七色光组成。 ·自然光：在垂直光波传播方向的断面内，光波作任意方向的振动，且振幅相等。 ·偏振光：在垂直光波传播方向的断面内，光波只在某一固定方向上振动。自然光转化为偏振光的过程称偏振化。 ·折射定律：Sin i（入射角）/ Sin a（折射角）= V i（入射速度）/ V a（折射速度）=N i-a N i-a为介质a对介质i的相对折射律。当介质i为真空时，N i-a称介质的(绝对)折射律，以N表示。N是介质微观特征的宏观反映，是物质的固有属性之一，因此它是鉴定矿物的重要光学常数之一。 ·全反射临界角和全反射：当光波从光密介质入射到光疏介质时，入射角i总是小于折射角a ，当a = 90 °时，i =φ，此时入射角φ称为全反射临界角。当入射角i> φ时，折射光波不再进入折射介质而全部返回到入射介质，这种能量的突变称为全反射。 二、光在晶体中的传播 根据光在物质中的传播特点，可以把自然界的物质分为光性均质体和光性非均质体。性均质体：指光学性质各方向相同的晶体。包括等轴晶系的矿物和非晶质物质。 ·光波在均质体中的传播特点：光的传播速度不因光的振动方向不同而发生改变（各向同性），联系折射定律可知，均质体的折射率只有一个。 ·光性非均质体：光性非均质体的光学性质因方向不同而改变（各向异性）。包括中级晶族(一轴晶)和低级晶族(二轴晶)的矿物。 ·光波在非均质体中的传播特点：光的传播速度因光波在晶体中的振动方向不同而发生改变。因而非均质体的折射率也因光波在晶体中的振动方向不同而改变。 ·有关术语介绍：双折射、双折射率、光轴、一轴晶矿物、二轴晶矿物。 （1）双折射：光波射入非均质体，除特殊方向外，将分解成振动方向互相垂直，传播速度不同，折射率不等的两种偏光，这种现象称为双折射。（2）双折射率：两种偏光的折射率值之差称为双折射率。许多晶体光学现象与此有关。 （3）光轴：光波沿非均质体的特殊方向入射时，不发生双折射，这种特殊的方向称为光轴。 中级晶族具有一个这样的特殊方向，称为一轴晶矿物；低级晶族具有两个这样的特殊方向，称为二轴晶矿物。 三、光率体
单选题 1. 最大双折射率是_____.(6分) (A) Ne-No (B) No-Ne (C) Ng-Np (D) 非均质体最大折射率与最小折射率的差值 参考答案：D 2. 二轴晶是_____。(6分) (A) 具有两个光轴的晶体 (B) 两轴不等的椭球体 (C) 光性非均质体 (D) 具有两个高次对称轴的晶体 参考答案：A 3. 光性方位是_____。(6分) (A) 晶体的定向 (B) 晶体光率体主轴与晶轴之间的关系 (C) 晶体的延长方向与光率体主轴之间的关系 (D) 晶体延长方向与高次对称轴之间的关系 参考答案：B 4. 中级晶轴的光性方位是_____。(6分) (A) Ne与高次对称轴一致 (B) Ne与C轴一致 (C) Ne与晶体的高次对称轴、C轴一致 (D) Ne与光率体长轴一致 参考答案：C 5. 斜方晶系的光性方位是_____。(6分) (A) (B) (C) (D) 参考答案：D 6. 单斜晶系的光性方位是_____。(5分) (A)
(B) (C) (D) 参考答案：D 7. 糙面的粗糙程度主要决定于_____。(5分) (A) 矿物折射率与树胶折射率的差值 (B) 矿物折射率与树胶折射率的差值，也决定于矿片表面的磨制光洁度，视域的亮度 (C) 矿物表面真实的物理粗糙程度 (D) 矿物折射率的大小 参考答案：B 8. 突起高低决定于_____。(5分) (A) 矿物折射率的高低，折射率高突起高 (B) 矿物边缘的粗黑程度和糙面的显著程度 (C) 矿物颜色的深浅 (D) 矿物表面光洁程度 参考答案：B 9. 影响解理纹粗黑程度的因素有_____。(5分) (A) 解理的完善程度 (B) 解理面与切面的夹角 (C) 解理的完善程度、解理面与切面的夹角、矿物折射率与树胶的差值 (D) 解理的完善程度、解理面与切面的夹角、矿物折射率的大小 参考答案：C 填空题 10. 介质的折射率大小取决于介质的性质和光波的______ 。(5分) (1). 参考答案: 波长 11. 一轴晶光率体的形态为______ 。(5分) (1). 参考答案: 旋转椭球体 12. 二轴晶光率体的形态为______ 。(5分) (1). 参考答案: 三轴椭球体 13. 一轴晶垂直光轴光率体切面的形态为______ ，光率体半径名称为______ 。(5分) (1). 参考答案: 圆 (2). 参考答案: No 14. 一轴晶Ne>No，光性符号为______ ，Ne 实验一光学设计软件ZEMAX的安装和基本操作 一、实验目的 学习ZEMAX软件的安装过程，熟悉ZEMAX软件界面的组成及基本使用方法。 二、实验要求 1、掌握ZEMAX软件的安装、启动与退出的方法。 2、掌握ZEMAX软件的用户界面。 3、掌握ZEMAX软件的基本使用方法。 4、学会使用ZEMAX的帮助系统。 三、实验内容 1．通过桌面快捷图标或“开始—程序”菜单运行ZEMAX，熟悉ZEMAX的初始用户界面，如下图所示： 图：ZEMAX用户界面 2．浏览各个菜单项的内容，熟悉各常用功能、操作所在菜单，了解各常用菜单的作用。 3．学会从主菜单的编辑菜单下调出各种常见编辑窗口。 4．调用ZEMAX自带的例子（根目录下Samples文件夹），学会打开常用的分析功能项：草图（2D草图、3D草图、实体模型、渲染模型等）、特性曲线（像差曲线、光程差曲线）、 点列图、调制传递函数等，学会由这些图进行简单的成像质量分析。 5．从主菜单中调用优化工具，简单掌握优化工具界面中的参量。 6．掌握镜头数据编辑窗口的作用以及窗口中各个行列代表的意思。 7．从主菜单-报告下形成各种形式的报告。 8．通过主菜单-帮助下的操作手册调用帮助文件，学会查找相关帮助信息。 四、实验仪器 PC机 实验二基于ZEMAX的简单透镜的优化设计 一．实验目的 学会用ZEMAX对简单单透镜和双透镜进行设计优化。 二．实验要求 1.掌握新建透镜、插入新透镜的方法； 2.学会输入波长和镜片数据； 3.学会生成光线像差（ray aberration）特性曲线、光程差（OPD）曲线和点列图（Spot diagram）、产生图层和视场曲率图； 4.学会确定镜片厚度求解方法和变量，学会定义边缘厚度解和视场角，进行简单的优 化。 三．实验内容 （一）. 用BK7玻璃设计一个焦距为100mm的F/4单透镜，要求在轴上可见光范围内。 1. 打开ZEMAX软件，点击新建，以抹去打开时默认显示的上一个设计结果，同时新建一个新的空白透镜。 2. 在主菜单-系统-光波长弹出的对话框中输入3个覆盖可见光波段的波长，设定主波长。同样在系统-通用配置里设置入瞳直径值。 3. 在光阑面的Glass列里输入BK7作为指定单透镜的材料，并在像平面前插入一个新的面作为单透镜的出射面。 4. 输入相关各镜面的厚度和曲率半径。 5. 生成光线像差特性曲线、2D、3D图层曲线和实体模型、渲染模型等分析图来观察此时的成像质量。 6. 利用Solve功能来求解镜片厚度，更新后观察各分析图的相应变化。 7. 利用主菜单-工具-优化-优化来对设计进行优化，更新后观察各分析图的相应变化。 8. 调用并建构优化函数（Merit Function），在优化后更新全部内容，然后观察各分析图的相应变化。 9. 分别调用点列图、OPD图以及焦点色位移图（主菜单-分析-杂项）来观察最优化后的成像质量。 10. 将此设计起名保存，生成报告。 （二）. 以前一个实验内容设计优化后的单透镜为基础，添加一块材料为SF1玻璃的透镜来构建双透镜系统，进一步优化成像质量。 1. 插入新的平面作为第二块透镜的出射面，输入相关镜面的厚度、曲率半径以及玻璃类型值（BK7、SF1）。 2. 生成光线像差特性曲线、2D、3D图层曲线和实体模型、渲染模型等分析图来观察此时的成像质量。 3. 沿用前例的优化函数，在优化更新后观察各分析图的相应变化，并分别对比单透镜时的点列图、OPD图以及焦点色位移图（主菜单-分析-杂项）的相应变化，观察双透镜此时的成像质量。 4. 利用利用Solve功能来求解镜片边缘厚度，更新后更新后观察各分析图的相应变化。 晶体光学 1、晶体光学：晶体光学是研究光在单晶体中传播及其伴生现象的分支学科 2、光性矿物学：用透射偏光显微镜研究透明矿物的光学性质的学科。矿物学的一个分支。内容包括晶体光学 3、两者关系：包含与被包含关系 4、折射定律：折射线在入射线与法线组成的平面内；折射线和入射线分别位于法线两侧；两介质一定时，入射角的正弦与折射角的正弦之比为一常数N，N称为折射介质2相对折射介质1的相对折射率，即N=sini/sinr=N2/N1。 5、相对折射率：光在两种不同介质中速度的比值叫做相对折射率。 6、光性均质体简称均质体，其光学性质不随方向发生变化，为各向同性的介质。 7、光性非均质体简称非均质体，各个方向的光学性质不同。 8、一轴晶光率体：垂直切面类型光率体切面为圆，其半径等于No，光波垂直这种切面入射(平行光轴入射)时，不发生双折射，其折射率等于No，双折率 N= 0，一轴晶只有一个这样的圆切面。平行切面类型光率体切面形状为椭圆光波垂直此切面入射，发生双折射,分解成两种偏光，其振动方向必然平行椭圆切面的长短半径，相应地折射率为两个主折射率Ne和No，双折率N=|Ne-No|，是一轴晶矿物的最大双折率。斜交切面为椭圆形光波垂直于此切面入射, 即斜交光轴入射，会发生双折射分解成两种偏光，其振动方向分别平行椭圆切面的长短半径，相应的折射率分别为No和Ne’，且总有一个为No双折率，N=|Ne’-No| < |Ne-No| 正晶时，短半径为No；负晶时，长半径为No 9、二轴晶光率体主要切面特征①垂直光轴切面为圆切面，半径等于Nm，光波垂直这种切面入射时，不发生双折射。折射率为Nm。②平行光轴面切面椭圆切面，半径分别等于Ng与Np，光波垂直这种切面入射时，发生双折射，双折射率等于椭圆半径之差，Ng-Np是二轴晶矿物最大双折率。③其它切面椭圆切面，发生双折射，长、短半径不同。 10、光性方位：光率体主轴与晶体结晶轴之间的关系就是光性方位，表示光率体的主轴N；Ne和No，或者Ng、Nm、Np与晶体的结晶轴a、b、c之间的关系。 11、光性方位（Optical orientation）：光率体主轴与晶体结晶轴之间的关系。中级晶簇光性方位：Z晶轴与Ne一致。低级晶簇光性方位：斜方晶系：三个主轴与三个结晶轴一致。如黄玉。单斜晶系：Y晶轴与光率体三个主轴之一重合，其余斜交。如透闪石。三斜晶系：光率体三个主轴与三个结晶轴斜交。如斜长石。 12、若在载物台上放置均质体或非均质体垂直光轴的矿片时，这类矿片的光率体切面为圆切面，由下偏光镜透出的振动方向平行PP的偏光，进入矿片后，沿任一圆半径方向振动通过矿片，不改变原来的振动方向 13、单偏光镜下观察矿物的外表特征——形态、解理，矿物对光波吸收强弱的性质，如颜色、多色性等，矿物折射率相对大小有关的光学性质，如突起、糙面、边缘、贝克线色散效应等。 14、校正中心：(1)在视城内，寻找任一小物点，把它移到十字丝中心。(2)转动载物台．如中心不正．则该物点必偏离十字丝中心；该物点随载物台旋转一周后，回到十字丝中心。此时，通过物镜(或载物台)校正螺丝将该物点所作圆周运动的 《现代光学CAD技术》实验指导书 指导老师：汪胜辉 湖南文理物电学院 单透镜的设计(A Singlet) 一、实验目的： （1）熟悉光学设计软件Zemax操作界面； （2）将知道如何键入光学系统的波长（wavelength)、镜头数据(Lens Data)、光线像差(Ray Aberration)、fan，光程差（OPD)，点列图（spot diagrams )等等。 （3）确定厚度求解方法（thickness solve)和变量（variables)，执行简单光学设计优化。 二、实验环境： （1）、硬件环境：普通PC机 （2）、软件环境：ZEMAX软件平台 三、实验内容： 设计一个相对孔径F/4单镜片，在光轴上可见光谱范围内使用，其焦距（focal length）为100mm，全视场2ω为8o用冕牌BK7来作镜片。 四、实验步骤： 首先，运行ZEMAX。ZEMAX主屏幕会显示镜片数据编辑(LDE)，可以对LDE窗口进行移动或重新调整尺寸，以适应你自己的喜好。LDE有多行和多列组成，类似于电子表格，曲率半径(radius)、厚度(thickness)、玻璃(class)和半径口径(Aperture)等列使用最多，其他的则在特定类型的光学系统中才会用到。 LDE中的小格会以“反白”方式高亮显示，即以与其它格子不同的背景颜色将字母显示在屏幕上。这个反白条表示的是光标，可以用鼠标在格子上点击来操作。 然后，系统参数设置。开始，输入系统波长，这个不一定先完成，只不过现在我们选定了这一步。在主屏幕菜单条上，选择“系统(system)”菜单下的“波长（Wavelength)”。 屏幕中间会弹出一个“波长（Wavelength Data)”对话框。ZEMAX中有许多这样的对话框，用来输入数据和提供选择。用鼠标在第二和第三行的“使用（Use）”上单击一下，将会增加两个输入波长使总数成为三。现在，第一个“波长”行中输入486，这是氢F谱线的波长，单位为微米。ZEMAX全部使用微米作为波长的单位。现在，第二行波长列中输入0.587，最后在第三行输入0.656，这就是ZEMAX中所有有关输入数据的操作。这个指示器指出了主要的波长（primary wavelength），当前为0.486微米。在主波长的第二行上单击，指示器 晶体光学实验指导书 赖健清编 （地质工程专业A方向适用） 中南大学地球科学与信息物理学院 录 实验一偏光显微镜的调节和校正；解理的观察 (1) 一.目的要求 (1) 二.实验内容 (1) 实验二突起等级和多色性的观察 (3) 一.目的要求 (3) 二.实验内容 (3) 实验一、二报告内容： (3) 实验三干涉色级序特征的观察，矿片上光率体椭圆半径方向及名称的测定 (4) 一．目的要求 (4) 二．实验内容 (4) 实验四干涉色级序及双折率的测定和双晶的观察 (5) 一．目的要求 (5) 二．实验内容 (5) 实验三、四实验报告内容 (5) 实验五一轴晶干涉图、二轴晶干涉图 (6) 一．目的要求 (6) 二．锥光镜下观察的操作程序 (6) 三．实验内容 (6) 实验六斜长石的牌码测定 (6) 一、目的要求 (6) 二、实验内容 (6) 实验五报告内容 (9) 实验六斜长石牌号的测定 (9) 实验七主要造岩矿物的光性鉴定(一) (10) 一．目的要求 (10) 二．实验内容 (10) 实验八主要造岩矿物的光性鉴定(二) (10) 一、目的要求 (10) 二、实验内容 (10) 实验七、八主要造岩矿物的光性鉴定 (10) 附：常见透明矿物光学性质（一） (12) 常见透明矿物光学性质（二） (13) 偏光显微镜的调节和校正；解理的观察 一.目的要求 1．了解偏光显微镜的主要构造，装置，使用和保养方法。 2．学会偏光显微镜的一般调节和校正。 3．认识解理等级，测定解理夹角。 二.实验内容 1．打开光源 为了延长光源灯泡寿命，打开光源及关闭光源之前，务必确认光源强度调至 ．．．．．． 最小 ．．．．．．．．．．．。临时离开不必关闭光源开关，只需将光源．．。永远不要把光源强度开至最大 强度调至最小。 2．偏光显微镜的调节与校正 1）调节照明 2）调节焦距 必须记住：通过下降物台来对焦 ．．．．．．．．．。 3）校正中心 4）下偏光镜振动方向的确定和校正 在单偏光镜下，找一具极完全解理的黑云母（12号薄片），置于视域中心。转动物台，黑云母颜色最深时，黑云母解理缝方向为下偏光镜振动方向。 如黑云母颜色最深时，解理缝方向与十字丝横丝不平行，表明横丝未与下偏光镜振动方向一致。转动物台，使黑云母解理缝平行横丝，然后转动下偏光镜，直至黑云母颜色最深。此时，十字丝横丝与下偏光振动方向一致。 《材料科学基础》实验指导书 （试用） 院系： 班级： 姓名： 学号： 大连理工大学 年月日 实验目录 实验一金相显微镜的使用及金相试样制备方法（2学时）实验二金属材料的硬度（2学时）实验三 Sn-Pb二元平衡相图测试（2学时）实验四金相定量分析方法（2学时）实验五 Fe-C合金平衡组织观察（2学时）实验六材料弹性及塑性变形测定（2学时）实验七碳钢试样的制备及测试综合性实验（4学时）实验八金属塑性变形及回复再结晶设计性实验（6学时）实验九金属凝固组织及缺陷的观察（2学时） 实验一金相显微镜的使用及金相试样制备方法 一、实验目的 1）了解光学显微镜的原理及构造，熟悉其零件的作用。 2）学会正确操作和使用金相显微镜。 3）掌握金相试样的制备过程和基本方法。 二、实验设备与材料 实验设备：x-1型台式光学显微镜，磨样机、抛光机、砂轮机 实验材料：碳钢标准样品 三、实验内容 1.通过本次实验使学生了解光学显微镜并熟悉光学显微镜的构造和使用方法； 2.要求每个学生会实际操作光学显微镜，观察金相样品并测定其放大倍数。 3.演示并初步认识金相试样的制备过程及方法 四、实验报告撰写 撰写实验报告格式要求： 一、实验名称 二、实验目的 三、实验内容 包括：1. 光学显微镜的构造及其零部件的作用 2. 使用光学显微镜观察标准样品的收获 3. 概述金相试样制备过程及方法 四、个人体会与建议 实验二金属材料的硬度 一．实验目的 1.了解布氏、洛氏、维氏硬度的测试原理。 2.初步掌握各种硬度计的操作方法和使用注意事项。 二．实验设备和样品 1．布氏、洛氏、维氏硬度计 2．铁碳合金试样 三．实验内容和步骤 1.通过老师讲解，熟悉布氏和洛氏硬度计的原理、构造及正确的操作方法。 2.演示测定维氏硬度值，演示测定布氏和洛氏硬度值， 注：每个样品测量压痕数，由指导老师根据学生人数确定，保证每位学生可以操作硬度计1-2次。因为实验条件限制，所以不需要严格按照多次测量取平均值的要求进行实验。 四．实验报告内容 1．简述实验目的和步骤。 2．简要叙述布氏、洛氏、维氏硬度计的测量原理和特点。 3．写出测量步骤，附上实验结果。 4．总结各种硬度计的使用注意事项和使用体会。 建筑物理实验报告[建筑热工、建筑光学和建筑声学实验] XXX XXXX XXXXXXX 建筑物理实验报告 第一部分建筑热工学实验 （一）温度、相对湿度 1、实验原理： 通过实验了解室外热环境参数测定的基本内容；初步掌握常用仪器的性能和使用方法；明确各项测量的目的；进一步感受和了解室外气象参数对建筑热环境的影响。 2、实验设备：TESTO 175H1温湿度计 3、实验方法：` （1）在测定前10min左右，把湿球温度计感应端的纱布用洁净水润湿。 （2）若为手动通风干湿球温度计，用钥匙上紧上部的发条，并把它悬挂于测点。待3～4min，当温度计数值稳定后，即可分别读取干、湿球温度计的指示值。读数时，视平线应与温度计水银面平齐。先读小数，后读整数。 （3）根据干湿球温度计的读数，获得测点空气温度。 （4）根据干、湿球温度计读数值查表，即可得到被测点空气的相对湿度。 4、实验结论和分析 室内温湿度 仪器： TESTO 175H1 5.对测量结果进行思考和分析 根据测量的数据可以看出，室内各处的温度及湿度较为平均。暖气上方的区域温度较高而导致相对湿度较低。桌子由于靠近暖气，所以温度较高。柜子由于距离暖气较远，温度相对较低，较为接近室内的平均气温。门口处由于通风较好，温度较低，湿度相对较高。 （二）室内风向、风速 1、实验原理：QDF型热球式电风速计的头部有一直径约0.8mm的玻璃球，球内绕有镍镉丝线圈和两个串联的热电偶。热电偶的两端连接在支柱上并直接暴露于气流中。当一定大小的电流通过镍镉丝线圈时，玻璃球的温度升高，其升高的程度和气流速度有关。当流速大时，玻璃球温度升高的程度小；反之，则升高的程度大。温度升高的程度反映在热电偶产生的热电势，经校正后用气流速度在电表上表示出来，就可用它直接来测量气流速度。 2、实验设备：TESTO 425 3、实验方法： （1）把仪器杆放直，测点朝上，滑套向下压紧，保证测头在零风速下校准仪器。 （2）把校正开关置于“满度”位置，慢慢调整“满度调节”旋钮，使电表指针在满刻度的位置。再把校正开关置于“零位”的位置，用“粗调”、“细调”两个旋钮，使电表指针在零点的位置。 （3）轻轻拉动滑套，使侧头露出相当长度，让侧头上的红点对准迎风面，待指针较稳定时，即可从电表上读出风速的大小。若指针摇摆不定，可读取中间示值。 （4）风向可采用放烟或悬挂丝的方法测定。 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 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 填空： 1、单偏光下晶体光学性质的研究内容有、、和等四种。 （参考答案：矿物的形态、解理、颜色、突起） 2、突起正否确定的依据是。（参考答案：提升镜筒或下降镜筒时，贝克线的移动方向） 3、正交偏光下晶体光学性质的研究内容有和。（参考答案：消光和干涉现象） 4、斜长石按An值可分为、和等三类。其中，具有卡钠联晶和聚片双晶的斜长石为。 （参考答案：基性斜长石、中性斜长石、酸性斜长石。基性斜长石） 5、一轴晶垂直光轴的切面，是切面，其半径为，在正交镜下具的特点。 （参考答案：圆、No、全消光） 6、要准确测定普通辉石的消光角（Ng∧Z），必须选择的切面，这种切面在正交镜下的特征是具有。 （参考答案：平行光轴面、最高干涉色） 7、某二轴晶矿物的Y晶轴与光率体主轴Ng一致，其最大双折率为0.009，薄片厚度为0.03mm，在平行（010）的切 面上具有垂直Bxa切面的干涉图，此矿物应为光性，光轴面上的干涉色为。 （参考答案：正光性、I级灰白色） 8、在正交偏光镜下，矿片处于45°位加入石膏试板干涉色应当增加或减少；如果加入云母试板时，干涉 色应增加或减少。（参考答案：一个级序、一个色序） 9、岩石薄片由，和组成，连接它们的是，薄片的标准厚度 为，判别厚度的方法是。 （参考答案：载玻璃、矿片、盖玻璃、加拿大树胶、0.03 mm、石英的干涉色） 10、二轴晶垂直光轴切面干涉图的用途有，和。 （参考答案：确定轴性和切面方向、测定光性符号、估计光轴角大小） 11、矿物在薄片中的突起高低取决于，愈大，突起，愈小，突起。 （参考答案：矿物折射率与加拿大树胶折射率的差值大小、差值、愈高、差值、愈低） 12、二轴晶光率体有，，，和等主要切面。 （参考答案：垂直一根光轴、平行光轴面、垂直Bxa、垂直Bxo，斜交切面） 13、非均质矿物垂直光轴的切面在正交镜间为消光，而其他方向的切面则会出现消光。（参考答案：全消光、 四次消光） 14、判别下图矿物的轴性，光性正负和切面方向。并在图上出其光率体椭园切面半径的名称。 未加试板前干涉色为一级灰白。（参考答案：一轴晶、斜交光轴、负光性） 轴晶 方向的切面 光性 15、判别下图矿物的轴性，光性正负和切面方向。并在图上填出其光率体椭园切面的 半径名称。未加试板前干涉色为二级绿。（参考答案：二轴晶、垂直一根光轴、正光性） 信息光学实验讲义（一） 指导教师：刘厚通 安徽工业大学数理学院 实验一 阿贝成像原理和空间滤波 (天津拓扑) 一、实验目的 了解付里叶光学基本原理的物理意义，加深对光学中的空间频谱和空间滤波等概念的理解。 二、实验原理 1、傅立叶变换在光学成像系统中的应用。 在信息光学中、常用傅立叶变换来表达和处理光的成像过程。 设一个xy 平面上的光场的振幅分布为g(x,y)，可以将这样一个空间分布展开为一系列基元函数exp[()]x y iz f x f y π+的 线性叠加。即 (,)()exp[2()]x y x y x y g x y G f f f x f y df df π∞ -∞= +?? (1) x f ，y f 为x,y 方向的空间频率，量纲为1L -； ()x y G f f 是相应于空间频率为x f ，y f 的基元函数的权重，也称为光场的空间频率，()x y G f f 可由下式求得： (,)(,)exp[2()]x y G x y g x y i f x f y dxdy π∞ -∞= -+?? (2) g(x,y)和()x y G f f 实际上是对同一光场的两种本质上等效的描述。 当g(x,y)是一个空间的周期性函数时，其空间频率就是不连续的。例如空间频率为0f 的一维光栅，其光振幅分布展开成级数： 0()exp[2]n n g x G i n f x π∞=-∞= ∑ 相应的空间频率为f=0，0f ，0f 。 2、阿贝成像原理 傅立叶变换在光学成像中的重要性，首先在显微镜的研究中显示出来。E.阿贝在1873年提出了显微镜的成像原理，并进行了相应的实验研究。阿贝认为，在相干光照明下，显微镜的成像可分为两个步骤，第一个步骤是通过物的 衍射光在物镜后焦面上形成一个初级衍射（频谱图）图。第二个步骤则为物镜后焦面上的初级衍射图向前发出球面波，干涉叠加为位于目镜焦面上的像，这个像可以通过目镜观察到。 成像的这两步骤本质上就是两次傅立叶变换，如果物的振幅分布是 器件仿真与工艺综合设计实验指导书 实验一：二极管器件仿真 一、实验目的 1、掌握二极管基本结构原理，二极管电流电压特性； 2、掌握Silvaco TCAD器件仿真器仿真设计流程及器件仿真器Atlas语法规则； 3、分析二极管结构参数变化对主要电学特性的影响。 二、实验原理 1.二极管的结构及其原理 PN结，是指一块半导体单晶，其中一部分是P型区，其余部分是N型区，如图1所示。P型区和N型区的交界面称为冶金结面（简称结面）。由PN结构成的二极管是最基本的半导体器件。无论半导体分立器件还是半导体集成电路，都是以PN结为基本单元构成的。例如NPN（或PNP）双极型晶体管的结构，是在两层N型区（或P型区）中夹一薄层P型区（或N型区），构成两个背靠背（或面对面）的PN结。 图1 PN结的结构图 PN结导通并产生电流，根据其的形成原理，必须抵消掉空间电荷区内部的电场阻力。我们通过P区接外加电源的正极，N区接负极的方法，给它加一个反方向的更大的电场，这样就可以抵消其内部自建电场，使载流子可以继续运动，形成线性的正向电流。外加的反向电压导致内建电场的阻力更大，使得PN结仅有极微弱的反向电流，不能导通。其是由于少数载流子的漂移运动形成，因少子数量有限，电流饱和。这时反向电压增大至某一数值时，PN结将因少子的数量和能量都增大，会碰撞破坏内部的共价键，使原来被束缚的电子和空穴被释放出来，不断增大电流，最终被击穿（变为导体）损坏，反向电流急剧增大。 2. 二极管的I~V特性 当对PN结外加电压时，会有电流流过。电流与外加电压的关系不遵从欧姆定律。外加正向电压（P区接正、N区接负）时，如果电压达到正向导通电压V f的数值，则会有明显的电流流过，而且当电压再稍增大时，电流就会猛增；外加反向电压时，电流很小，而且当反向电压超过一定数值后，电流几乎不随外加电压而变化，如图2所示。 实验二十八 测定玻璃的折射率 【思考题参考答案】 1．视深法和光路法测量时，玻璃砖两个界面的平行度对测量结果有什么影响？为什么？ 答：玻璃砖两个界面的平行度对光路法测量结果没有影响。这是因为如果两个界面不平行，可以看成三棱镜，出射线偏向厚度增加方向（相当于底部），只要用光路法找到入射线、出射线和两个界面，都能 确定对应的入射角和折射角，从而按 折射定律计算折射率。 对视深法测量结果是否影响，请 自己根据测量原理思考。 2．视深法和光路法测量时，玻璃砖厚些还是薄些好？为什么？ 答：厚些好。在视深法中，玻璃砖越厚h '越大，这样由于像的位置不准引起的相对误差越小。在光路法中，玻璃砖越厚，由于ABCD 位置定的不准，引起入射角和折射角的误差越小，折射率的相对测量误差越小。 3．光路法测量时，为什么入射角不能过大或过小？ 答：折射率决定于两个角度的正弦比，入射角太小时，角度误差引起正弦函数的误差变大，入射角和折射角测量误差对测量结果的误差影响变大。入射角太大时，折射角也变大，折射能量太小，同时由于色散严重，出射光束径迹不清晰（或在利用大头针显示光路时，大头针虚像模糊）折射角不易定准。 4．光路法测量时，若所画直线ab 和cd 的间距大于玻璃砖的真实厚度，那么，折射率的测量值偏大还是偏小？为什么？ 答：折射率的测量值偏小。如果所画直线ab 和 cd 的间距大于玻璃砖的真实厚度，如图所示。实际折 射线如图中虚线，而作图的折射线为图中实线，测量的折射角大于实际折射角，折射率r i n sin sin =，测 量折射率值偏小。 间距小于玻璃砖的真实厚度的问题，自己回答。 实验二十九 测定薄透镜的焦距 【思考题参考答案】 1．作光学实验为何要调节共轴？共轴调节的基本步骤是什么？对多透镜系统如何处理？ 答：光学实验中经常要用一个或多个透镜成像。由于透镜在傍轴光线（即近轴光线）下成像质量好，基本无像差，可以减小测量误差，必须使各个透镜的主光轴重合(即共 习题二 一、名词解释 偏光，双折射，双折射率，光率体，光性方位，多色性，消光，干涉色，补色法则，光学主轴，光轴，一轴晶，二轴晶 二、回答下列问题 1、研究透明矿物的晶体光学性质应用哪种光？ 2、矿物折射率的大小与哪些因素有关？ 3、光在均质体和非均质体矿物中的传播有何异同？ 4、试从形态、主轴(主折射率)、光轴、主要切面、光性等方面，对比一轴晶 与二轴晶光率体的特征。 5、绘出下列切面，并标出轴名(主折射率)及双折射率的相对大小(以正光性为 例)。哪种切面双折射率最大？ ∥Ap、⊥Ap的斜交切面、⊥OA (1)、⊥OA (2)、⊥Bxa、∥A、斜交A 6、写出下列切面的轴性、光性、切面方向和双折射率大小。 g e N 7、何谓光性方位？单斜晶系矿物的光性方位有何特点？举例说明之。 8、使用偏光显微镜的操作步骤及应注意事项。 9、如何校正中心？ 10、单偏光镜装置有何特点？在单偏光镜下可研究矿物晶体的哪些光学性质？ 11、何谓多色性、吸收性？写出黑云母及角闪石的多色性及吸收性公式。 12、试描述下列矿物的形态、解理组数及完善程度。 Ol Amp Py 13、试根据贝克线的移动规律判别下列相接触的三种矿物折射率值的相对大小 及其正负。箭头表示下降镜筒时贝克线移动的方向。 14、下图为某二轴晶矿物不同方向切片相接触，提升镜筒时，贝克线如何移动？ 用箭头表示在图上。 15、如何区分突起的正负和高低？简述矿物的突起等级、糙面粗糙程度、边缘粗 细特征的成因及其三者之间的相关关系。 16、背述正极高、正高、正中、正低、负低突起折射率值的范围及边缘、糙面的 特征？ 17、单偏光镜下矿物为什么显示出突起高低不一的现象？矿物的突起越高，糙面 愈显著，是否其折射率值就一定越大？ZEMAX实验指导书(初学的练习教程)
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