第三章晶体光学基础
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硅酸盐岩相学第一章几何结晶学1、晶体定义:晶体是内部质点在三维空间按周期性重复排列的固体。
也可以解释为,晶体是具有格子构造的固体。
2、空间格子:是晶体内部结构中质点重复规律的几何图形。
3、格子构造是真实存在的,空间格子是抽象的。
4、相当点必须具备的两个条件:质点种类相同、质点环境相同。
5、空间格子的几种要素:结点、行列、面网、平行六面体。
6、非晶质体:内部质点在三维空间不做规律排列的物质,即不具备格子构造。
晶体的基本性质:(1)自限性指晶体在适当的条件下可以自发地形成几何多面体的性质。
晶体上的平面为晶面,晶面的交棱为晶棱,晶棱会聚而成角顶。
(2)均一性指同一晶体的各个不同部分具有相同的性质。
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,质点的分布是一样的,所以决定了晶体的均一性。
(3)各向异性指晶体的性质因方向不同而有差异的特性。
(4)对称性指晶体中相等的晶面、晶棱和角顶,以及晶体物理化学性质在不同方向上或位置上做有规律的重复出现。
晶体的宏观对称性是由晶体内部格子构造的对称性所决定的。
(5)最小内能是指在相同的热力学条件下,与同种化学成分的非晶质体、液体、气体相比较,其内能最小。
(6)稳定性在相同的热力学条件下,具有相同化学成分的晶体和非晶质体相比,晶体是稳定的。
布拉维法则:晶体通常被面网密度大的晶面所包围。
对称定义:对称是物体上相等的部分有规律地重复晶体对称的特点:(1)由于晶体内部都具有格子构造,而格子构造本身就是对称的,因此可以说,所有的晶体都是对称的。
(2)晶体外形上共有32种对称型。
(3)晶体的对称取决于其内在的本质——格子构造,因此,晶体的对称不仅体现在外形上,而且在物理化学性质上也是对称的。
晶体的对称要素:对称面(P)、对称轴(L)、对称中心(C)、旋转反伸轴、旋转反映轴。
对称型:晶体中全部对称要素的组合。
共有32种。
在晶体中不可能出现五次对称轴及高于六次的对称轴。
晶体分类的依据:有无高次轴和高次轴多少。
晶体光学与光性矿物学复习思考题《晶体光学与光性矿物学》复习思考题第一章晶体光学基础1.光波在均质体和非均质体中的传播特点有何不同?为什么?2.光波在非均质体中传播时,其传播速度及相应折射率值是取决于光波的传播方向?还是取决于光波的振动方向?3.光轴、一轴晶、二轴晶的概念?4.光率体的概念?一轴晶光率体、二轴晶光率体的形态特点?5.一轴晶光率体平行光轴的椭圆切面、垂直光轴的圆切面各有多少个?6.一轴晶光率体的光性正负是如何定义的?7.分别画出一轴晶正光性、负光性光率体的三种(垂直OA、平行OA、斜交OA)主要切面,指出各切面的双折射率,并注明每一个切面的光率体半径名称。
8.二轴晶光率体的光性正负是如何定义的?9.二轴晶光率体的主要光学要素有哪些?10.什么是光轴角(2V)、光轴面(AP)、光学法线?11.分别画出二轴晶正光性、负光性光率体垂直Bxa切面、垂直Bxo切面、垂直OA切面、平行AP切面、垂直AP的斜交OA切面,指出各切面的双折射率,并在各切面上标出光率体要素。
12.什么是光性方位?矿物的光性方位与所属晶系之间有何关系?指出中级晶族、斜方晶系、单斜晶系、三斜晶系矿物的光性方位。
第三章单偏光显微镜下的晶体光学性质1.正交偏光镜下可观察测定透明矿物的哪些光学性质?2.什么叫矿物的边缘、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,而有的矿物(如石英)轮廓看不清楚、表明较为光滑?3.什么叫贝克线?贝克线的移动规律是什么?4.什么叫突起?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薄片中的不同矿物颗粒给人一种突起高低不同的感觉?5.如何规定突起的正负?在薄片中怎样确定正突起和负突起?6.举例说明矿物突起划分为哪6个等级?7.什么是闪突起?哪些矿物具闪突起?具有闪突起的晶体是否无论在任何切面都能见到闪突起?什么样的切面闪突起最明显?8.解理纹的可见度与哪些因素有关?9.辉石和斜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纹很清楚?而斜长石的解理纹却难见到?10.角闪石具有两组完全解理,夹角为56°;在岩石薄片中,为什么有的切面上见到两个方向解理纹,有的切面只见到一个方向解理纹,而有的切面上见不到解理纹呢?测量解理夹角应在什么切面上进行?11.含黑云母的薄片中,为什么有的黑云母切面上看不见解理缝,而且多色性不明显?见到大部分黑云母颗粒不具解理纹;能说这种黑云母不具解理吗?为什么?12.什么叫矿物的颜色?矿物的颜色与哪些因素有关?13.什么是多色性?多色性明显程度与哪些因素有关?14.什么是吸收性和吸收性公式?15.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?16.如何利用黑云母确定下偏光振动方向?第四章正交偏光显微镜间的晶体光学性质1.正交偏光镜下可观察测定透明矿物的哪些光学性质?2.什么叫消光?什么叫消光位?3.什么叫全消光?四次消光?哪些类型的切面可以呈全消光?四次消光?4.什么叫干涉色?干涉色与颜色的区别?5.Ⅰ~Ⅲ级干涉色色序?Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级干涉色的特点?6.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。
•实际晶体形态(歪晶):偏离理想晶体形态。
α-石英的歪晶理想的α-石英晶体形态•成分与结构相同•生长环境条件影响晶体外形•同种形态中的晶面大小相同、形状相同•晶面相对大小发生了改变¾丹麦学者斯丹诺(steno)1669年提出面角守恒定律。
¾尽管形态各不相同,看似无规,但同种晶体间对应的晶面面角恒等。
发现“面角守恒定律”!•面角守恒定律的意义:结晶学发展的奠基石。
¾面角守恒定律(law of Constancy of angle):同种晶体之间, 对应晶面间的夹角恒等。
晶面夹角的表示:面角面角:晶面法线之间的夹角。
•面角在数值上等于相应晶面实际夹角的补角(即180°减去晶面实际夹角)。
¾它找出了晶体复杂外形中的规律性,从而奠定了几何晶体学的基础。
面角守恒定律的应用•通过对晶面间角度的测量和投影,可以揭示晶体固有的对称性,绘制出理想的晶体形态图;•为几何结晶学研究打下基础,并为晶体内部结构的探索给予启发。
•通过晶体测量(利用晶体测角仪器),就可鉴定晶体的种别。
晶体的球面投影•球面投影消除了晶面大小、远近的影响,突出了晶面方位的关系。
极射赤平投影过程:•即将球面上三维空间的东西投影到二维平面上。
z 往球面上投影z作极射赤平投影二、极射赤平投影:将晶体球面投影转换成二维平面投影以赤道平面为投影平面,以南极S(或北极N)为视点,将球面上的各个点线进行投影。
即:将球面上的点与南极点(或北极点)连线,该连线与赤平面的交点就是极射赤平投影点。
联接球面投影点A和南极S,交赤道平面于a。
a点就是晶面A的极射赤平投影点。
¾基圆——球体切割赤道平面所得到的圆。
¾大圆和大圆弧——球面上的弧线所在的平面经过球心,其半径等于球半径。
¾水平大圆的投影形成基圆¾直立大圆的投影形成直径倾斜大圆投影在赤道平面上形成大圆弧¾直立小圆的投影形成小圆弧¾小圆和小圆弧——球面上的弧线所在的平面不经过球心,其半径小于球半径。
《晶体光学及光性矿物学》教学大纲(总学时:50学时)●序言:晶体光学的研究内容及其在岩石学中的地位,晶体光学的学习方法及要求。
第一章:晶体光学基础自然光与平面偏振光;光的折射、反射和全反射;光波在介质分界面上的折射定律。
光在光性均质体和非均质体中的传播特点。
双折射现象,光轴位置。
光率体的概念;均质体光率体、非均质体光率体。
一轴晶光率体及其特征:常光(No)与非常光(Ne);正光性与负光性;一轴晶光率体主要切面及切面特征:垂直光轴、斜交光轴、平行光轴。
二轴晶光率体及其特征:光学主轴及主折射率(Ng、Nm、Np)、光轴(OA)、光轴面(Ap)、主轴面(NgNp面、NgNm面、NmNp面)、光轴角(2V)、锐角等分线(Bxa)、钝角等分线(Bxo)、正光性与负光性;●二轴晶光率体主要切面及切面特征:垂直光轴、斜交光轴、垂直(Bxa)、垂直Bxo、平行Ap等五种切面。
中级晶族和低级晶族的光性方位。
第二章:偏光显微镜及岩石薄片偏光显微镜的构造、检查与校正,使用与保养。
岩石薄片磨制法简介(参观磨片厂)。
第三章:单偏光镜下的晶体光学性质单偏光镜的装置,调节与校正。
●矿物结晶形态、集合体形态与切片形态。
●矿物切片上的解理,可见临界角,完善程度及解理夹角测定。
●矿物颜色,多色性及其成因。
●矿物切片的边缘特征,突起与糙面,贝克线,色散效应(折射率色散),相对折光率高低的比较,突起等级的确定,闪突起。
第四章:正交偏光镜下的晶体光学性质正交偏光镜的装置、特点、调节与校正。
●晶体的消光现象及消光位。
●正交偏光镜下光波的干涉原理,光程差及其影响因素,干涉色的成因,干涉色级序及各级序的特征,干涉色色谱表,异常干涉色(双折射色散)。
●补色法则及主要补色器(云母试板、石膏试板、石英楔、贝瑞克消色器)。
●矿片上光率体椭园半径方向及轴名测定。
●矿物主要光学性质的测定:矿物干涉色级序,双折射率的测定;消光类型、消光角、晶体延性符号的测定。