资源晶体光学考试甲卷答案.docx
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资源晶体光学考试甲卷答案
姓
名
专
业
班
级
学
籍
号
07/08学年第一学期《晶体光学》试卷参考答案甲卷
使用班级:
资源0641—0644班闭卷
课程编号:
010*******
答题时间:
120分钟
题号
一
二
三
四
五
六
七
八
九
十
总分
得分
共8页第1页
得分
一、名词解释:
(每小题1.5分,共12分)
1、偏振光:
答:
在垂直光波传播方向的某一固定上振动的光波。
2、光性非均质体:
答:
射入晶体中的光波其光学性质随方向不同而发生改变的晶体。
3、光率体:
答:
表示光波在晶体中传播时,光波的振动方向与相应折射率值之间关系的光学立体图形(光性指示体)。
4、二轴晶:
答:
有两个不发生双折射的特珠方向的晶体。
5、吸收性:
答:
在单偏光镜下,矿物晶体的切片随着载物台的旋转,其颜色深浅发生变化的性质。
6、光程差:
答:
光波射入非均质体中所分解的二偏振光的相应折射率与经过的几何路程之积的差值。
7、消光类型:
答:
非均质体矿片的解理缝、双晶缝、晶面迹线与消光位之间的关系。
8、补色法则:
答:
在正交偏光镜下,处于45°位置时两块非均质体矿物光程差的增减法则,其内容为:
同名半径平行时,总光程差等于两矿片光程差之和,干涉色升高;异名半径平行时,总光程差等于两矿片光程差之差,干涉色相对于光程差较大的一块矿片降低。
共8页第2页
二、透明矿物在镜下的特征:
(每小题4分,共8分)
1、橄榄石:
答:
从形态(横切面、纵切面)、颜色、突起、糙面、边缘、贝克线、干涉色等方面回答。
(回答四项得满分)
2、斜长石:
答:
从形态(横切面、纵切面、解理)、颜色、突起、糙面、边缘、贝克线、干涉色、双晶等方面特征回答(回答四项得满分)。
三、填空:
(每4空1分,共50分)
岩矿鉴定和宝石鉴定工作中常用的偏光显微镜主要是由▁机械系统▁、光学系统和▁附件▁三大部分组成,其中光学系统包括▁反光镜▁、下偏光镜、▁锁光圈▁、▁聚光镜▁、物镜、上偏光镜、▁勃氏镜▁、▁目镜▁。
物镜的工作距离根据其放大倍数,一般放大倍数小的比放大倍数大的工作距离要▁长一些▁,下偏光镜的振动方向一般为▁左右方向▁,用▁PP▁表示,如果下偏光镜的振动方向发生了改变,可用通过黑云母的▁具有解理的薄片的吸收性▁来调节,黑云母▁的吸收性▁最明显的解理方向为下偏光镜的振动方向,对于正交偏光镜来说,上偏光镜的振动方向一般为▁前后方向▁,用▁AA▁表示。
自然界的固态物质根据其光学性质可分为▁光学均质体和光学非均质体▁。
其中▁非均质体▁又可根据光波在晶体中传播时不发生▁双折射▁的特殊方向个数又可分为▁一轴晶光率体▁与▁二轴晶光率体▁。
萤石属于光学▁光学均质体▁,光波在该矿物中的传播特点为(此空为0.5分)▁光波射入石榴石晶体中不发生双折射,不改变入射光波的性质和振动特点▁,其光率体形状为▁圆球形▁,半径为▁N▁;石英属于光学▁一轴晶非均质体▁,光波在该矿物中的传播特点为(此空为0.5分)▁光波射入方解石晶体中改变入射光波的性质和振动特点,发
共8页第3页
生双折射,分解为振动方向相互垂直,传播速度不等,折射率值不同的两束偏振光▁,其光率体形状为▁一旋转椭球体▁,半径为▁Ne▁、▁No▁;普通辉石为链状硅酸盐单斜晶系矿物,手标本为黑色,晶体常为短柱状,沿Z轴延长,具有{110}柱面解理,Ng=1.710,Nm=1.687,Np=1.682,Nm=Y,Ng∧Z轴=42°,β=105°24′,则该矿物在光学性质方面它属于光性▁非均质▁体矿物,光波在该矿物晶体中的传播特点为(此空为0.5分)▁光波射入角闪石晶体中改变入射光波的性质和振动特点,发生双折射,分解为振动方向相互垂直,传播速度不等,折射率值不同的两束偏振光▁,分解的两种偏光的折射率值之差称为▁双折射▁,而且光波在晶体中的传播速度及相应折射率值随振动方向不同而发生▁改变▁,光波在该晶体中传播不发生双折射的特殊方向有▁两▁个,称为▁光轴▁,以称号▁OA▁表示,所以普通角闪石又称为▁二▁轴晶,其光率体形状为▁三轴不等的椭球体▁,光率体中三个相互垂直的主半径称为▁光学主▁轴,分别为▁Ng▁,▁Nm▁和▁Np▁,其值▁Ng▁最大,▁Np▁最小,▁Nm▁居中,包含两个主半径的面称为▁主轴面▁,分别为▁NgNp▁面,▁NgNm▁面和▁NmNp▁面,包含两根光轴的面称为▁光轴▁面,以符号▁Ap▁表示,在该面上同时还包含▁Ng▁,▁Np▁两根▁光学主▁轴,垂直该面的方向称为▁光学法线▁,与▁Nm▁轴一致。
两根光轴之间所夹的锐角称为▁光轴▁角,以符号▁2V▁表示,当折射率值▁Ng-Nm>Nm-Np▁时为正光性,此时锐角平分线▁Bxa=Ng▁,当折射率值▁Ng-Nm 普通辉石的光性为▁正光性▁,其光率体的主要切面有(另要求作图,并在图上标出所有应当有的内容): ①▁垂直光轴(⊥OA)的切面▁,切面形状为圆形,其半径为▁Nm▁,光波垂直这种切面入射时▁不发生双折射,不改变入射光波的性质▁,相应的折射率值等于▁(Nm)1.687▁,双折射率值等于▁0▁;②▁平行光轴面(∥Ap)的切面▁,切面内包含两根光轴,形状为▁椭圆▁,其长短半径分别为▁Ng▁、▁Np▁,光波垂直这种切面入射时(此空0.5分)▁发生双折射,分解为振动方向相互垂直,折射率不等,传播速度不同的两束偏光▁,振动方向分别 共8页第4页 平行于▁Ng▁轴和▁Np▁轴,相应的折射率值等于▁(Ng)1.710▁、▁(Np)1.682▁,双折射率值等于▁(Ng-Np)0.028▁;③平行▁NgNm切面▁,包含锐角平分线和光学法线,形状为▁椭圆▁,其长短半径分别为▁Ng▁、▁Nm▁,光波垂直这种切面入射时(此空0.5分)▁发生双折射,分解为振动方向相互垂直,折射率不等,传播速度不同的两束偏光▁,振动方向分别平行于▁Ng▁轴和▁Nm▁轴,相应的折射率值等于▁(Ng)1.710▁、▁(Nm)1.687▁,双折射率值等于▁(Ng-Nm)0.023▁;④平行▁NpNm切面▁,包含钝角平分线和光学法线,形状为▁椭圆▁,其长短半径分别为▁Nm▁、▁Np▁,光波垂直这种切面入射时(此空0.5)▁发生双折射,分解为振动方向相互垂直,折射率不等,传播速度不同的两束偏光▁,振动方向分别平行于▁Nm▁轴和▁Np▁轴,相应的折射率值等于▁(Nm)1.687▁、▁(Np)1.682▁,双折射率值等于▁(Nm-Np)0.005▁;⑤▁任意斜交光轴的切面▁,这种切面有无数多个,形状为▁椭圆▁,其长短半径分别为▁Ng、Ng′▁、▁Np′、Np▁,光波垂直这种切面入射时(此空0.5分)▁发生双折射,分解为振动方向相互垂直,折射率不等,传播速度不同的两束偏光▁,振动方向分别平行于▁Ng、Ng′▁轴和▁Np′、Np▁轴,相应的折射率值等于▁Ng、Ng′▁、▁Np′、Np▁,双折射率值等于▁Ng-Np′(Ng′-Np′、Ng′-Np)▁。 (画出上面五种切面的示意图,每图1分) ①②③ ④⑤ 共8页第5页 矿物的光性方位是指矿物的▁结晶轴▁与▁光学主轴▁的关系。 普通辉石的光性方位为Ng▁∧Z=42º±▁、Nm▁=Y▁。 ①平行(100)的光率体切面形状为▁椭圆▁,其切面半径为▁Ng′▁和▁Nm▁;②平行(010)的光率体切面形状为▁椭圆▁,其切面的半径为▁Ng▁和▁Nm▁;③平行(001)的光率体切面形状为▁椭圆▁,其切面的半径为▁Np′▁和▁Nm▁。 在实际矿物中普通辉石的折射率大小与光波在晶体中的▁振动方向▁有关,而与▁光波在晶体中的传播方向▁无关;在矿片中辉石的双折射率大小与▁切面方向▁有关。 在单偏光镜下能够观察到矿物的特征,包括与矿物内部构造有关的特征有▁晶体形状▁、▁解理▁;与矿片对可见光波产生吸收和选择性吸收作用有关的光学性质有▁颜色▁、▁多色性▁及▁吸收性▁;与矿片的折射率有关的光学性质有▁边缘▁、▁贝克线▁、突起、▁糙面▁、▁闪突起▁。 单偏光镜下矿物的突起根据其折射率值大小可分为▁负高突起▁,典型的代表矿物有▁萤石▁;▁负低突起▁,典型的代表矿物有▁正长石▁;▁正低突起▁,典型的代表矿物有▁石英▁;▁正中突起▁,典型的代表矿物有▁磷灰石▁;▁正高突起▁,典型的代表矿物有▁橄榄石▁;▁正极高突起▁,典型的代表矿物有▁榍石▁。 普通辉石在单偏光镜下的形态特征表现为(为自形晶时),①平行(001)切面形状为▁四边形或八边形▁,在该切面上可见有▁两▁组解理,解理夹角为▁87°▁、▁93°▁,其锐角平分线方向与光率体椭圆切面的关系为▁平行Nm▁,钝角平分线方向与光率体椭圆切面的关系为▁平行Np′▁;②平行(100)切面为▁纵▁切面,形状为▁长方形或六边形▁,在该切面上可见有▁一▁组解理,解理延长方向与结晶轴的▁Z▁轴平行,与光率体椭圆切面的关系为▁Z轴平行Ng′▁,垂直解理方向与结晶的▁Y▁轴平行,与相应的光率体椭圆切面的关系为▁Y平行Np′▁;③平行(010)切面为▁纵▁切面,形状为▁平行四边形▁,在该切面上可见有▁一▁组解理,解理延长方向与结晶轴的▁Z▁轴平行,与光率体椭圆切面的关系为▁平行NgNp▁。 上面三种切面中▁(001)▁切面上的解理最清楚。 共8页第6页 (上面三种切面要求画示意图,每图1分) ①②③ 矿物的多色性是在▁单偏光镜下▁观察的内容,是指矿物在▁单偏光镜下▁随载物台的旋转其▁颜色色调▁发生变化的性质,矿物的吸收性是指矿物在▁单偏光镜下▁其▁颜色深浅▁发生变化。 电气石在单偏光镜下具有多色性,▁Ne=浅紫色▁、▁No=深蓝色▁,吸收性公式为▁No>Ne▁,当▁Ne(任选)▁光学主轴平行下偏光镜振动方向时其颜色为▁浅紫色(与前面对应)▁,这种切面的形状为▁长柱状、针状▁;当普通辉石与树胶接触,提升镜筒时贝克线向▁普通辉石▁一侧移动,属于▁正中或正高▁突起。 得分 四、判断错误并改正: (每2个错误1分,共15分) 矿片在正交偏光间变黑暗的现象称为消光现象,转动载物台360°矿片始终为 ▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁ 黑暗时称为四次消光,这样的矿片包括一轴晶及二轴晶矿物,转动载物台360°矿 ▁▁▁▁▁全消光▁▁▁▁▁▁▁▁▁非均质体垂直光轴的切在与均质体切面▁ 片如果出现四次黑暗四次明亮,出现这种现象的矿片一定属于均质体矿片,则四 ▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁非均质体▁▁▁▁ 次黑暗时称为消色,此时代表矿片上光率体椭圆切面的长短半径分别与上下偏光 ▁▁▁▁▁▁四次消光▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁ 镜的振动方向AA、PP平行,此时的位置称为光性方位; ▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁消光位▁ 共8页第7页 当非均质体除垂直光轴外的其它方向切面上光率体椭圆半径与上下偏光镜振 ▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁ 动方向AA、PP斜交时,矿片将发生干涉作用,干涉的结果取决于K1′、K2′两种 ▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁ 偏光的折射率;一级干涉色的色序为蓝、绿、黄、红;非均质体垂直光轴方向的 ▁▁▁光程差▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁暗灰、灰白、黄、红▁▁▁平行▁▁▁▁▁ 切面可以得到最高干涉色,普通角闪具有最高干涉的切面平行晶体的(100)切面, ▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁(010)▁▁ 最高干涉色为三级绿。 ▁▁▁▁▁▁二级蓝绿▁ 在正交偏光镜间常用的补色器主要有云母试板、石膏试板,其中云母试板的 ▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁ 光程差R=550nm,为一级红干涉色,石膏试板的光程差为147nm,为一级灰白干涉 ▁▁▁▁147▁▁▁一级灰白▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁550▁▁▁一级红▁▁▁ 色,补色法则为同名半径平行时R=R1-R2,干涉色降低;异名半径平行时R=R1+R2, ▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁+▁▁▁▁▁升高▁▁▁▁▁▁▁▁▁-▁▁ 干涉色升高。 当角闪石矿片具最高干涉色时,插入石膏试板,干涉色升高为三级 ▁▁▁降低▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁三级 黄,表示角闪石的光率体椭圆切面的长半径与石膏试板的快光方向平行,短半径 蓝绿▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁慢光▁▁▁▁▁▁▁▁ 与石膏试板的慢光方向平行;降低为二级黄,表示角闪石的的光率体椭圆切面的 ▁▁▁▁▁▁快光▁▁▁▁▁▁▁▁一级灰白▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁ 短半径与石膏试板的快光方向平行,长半径与石膏试板的慢光方向平行。 当矿片 ▁▁▁▁▁▁▁▁▁慢光▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁快光▁▁▁▁▁▁▁▁ 与试板的光率体椭圆半径为异名半径平行,且R1=R2,此时视域变黑暗的现象称为 ▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁ 消光。 消色 共8页第8页 正交偏光镜间的消光类型有平行消光、全消光、对称消光,普通角闪石平行 ▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁斜消光▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁ (001)切面的消光类型为斜消光,平行(010)切面的消光类型为平行消光,平▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁对称消光▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁斜消光▁▁▁ 行(100)切面的消光类型为四次消光。 测定普通角闪石的延性需要选定平行(001)▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁▁平行消光▁▁▁▁▁▁▁▁▁(100)(110)(010)▁ 的切面,其延性为负延性。 ▁▁▁▁▁▁▁▁正延性▁ 得分 五、对比题: (每小题3分,共9分) 1.干涉色与颜色: 答: 干涉色是在非均质体矿片在正交偏光镜下所观察的由干涉作用产生的颜色;颜色是矿物在单偏光镜下由于矿物对可见光波的吸收和选择性吸收作用产生的颜色。 2.在偏光显微镜下石英与钾长石 答: 从晶休形态,有无解理、表面干净程度,有无双晶,突起正负等方面回答,回答四个方面得满分。 3.消光与消色 得分 答: 消光是指矿片在正交偏光间,矿物的光率体椭圆切面的长短半径平行上、下偏光镜时不产生干涉作用,视域处于黑暗的现象;消色是指在正交偏光镜间两块矿片处于45°时,产生的光程差相等,且异名半径平行时总光程差等于零。 六、简答题: (6分) 请叙述系统鉴定透明矿物的步骤与鉴定内容? (6) 答: 1、单偏光镜下观察矿物的晶体形状,解理发育等级、组数、解理夹角的鉴定、颜色、多性色性,吸收性,边缘、贝克线、突起、糙面、闪突起;2、在正交镜下观察与测定矿物的干涉色级序,消光类型、消光角,延性正负、双晶;3、锥光镜下观察与测定矿物的轴性、光性正负、切面方向、光学主轴的准确方向与名称,光轴角的大小。
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