晶体光学习题

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(完整版)工程光学习题参考答案第十四章光的偏振和晶体光学

第十四章光的偏振和晶体光学1. 一束自然光以30度角入射到玻璃-空气界面，玻璃的折射率 1.54n =，试计算（1）反射光的偏振度；（2）玻璃-空气界面的布儒斯特角；（3）以布儒斯特角入射时透射光的偏振度。

解：光由玻璃到空气，354.50sin 1sin ,30,1,54.11212121=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-====θθθn n n n o①()()()()06305.0tan 1tan ,3528.0sin 1sin 212212-=+-==+--=θθθθθθθθp s r r002222min max min max 8.93=+-=+-=ps ps r r r r I I I I P ②oB n n 3354.11tan tan1121=⎪⎭⎫ ⎝⎛==--θ ③()()4067.0sin 1sin ,0,5790212021=+--===-==θθθθθθθθs p B B r r 时，0298364.018364.011,8364.01=+-===-=P T r T p s s注：若221122,,cos cos p p s s t T t T n n ηηθθη===)(cos ,21222220min 0max θθ-=+-===ps s ps p s p T T t t t t P I T I I T I 或故 2. 自然光以布儒斯特角入射到由10片玻璃片叠成的玻片堆上，试计算透射光的偏振度。

解：每片玻璃两次反射，故10片玻璃透射率()2022010.83640.028s s T r =-==而1p T =，令m m I I in axτ=，则m m m m I I 110.026890.94761I I 10.02689ax in ax in p ττ---====+++3. 选用折射率为2.38的硫化锌和折射率为1.38的氟化镁作镀膜材料，制作用于氟氖激光（632.8nm λ=）的偏振分光镜。

第一章晶体结构基础习题

单相（只有一种晶体结构），而化学分析结果表明、它具有复杂的化学式：
KF·AIF3·BaO·MgO·A12O3·5MgSiO3 请说明：（a）这与滑石、白云母〔钾云母〕或叶蜡石哪一类晶体有关。
（b）这个晶体是在滑石中进行了何种置换而形成的。
1-43 给出解释：
(a) 层状硅酸盐结构中，有一片八面体配位的 A1 和一片四面体配位的 Si。在
(a) 画出 CaF2 晶胞，并标明各种原子及其坐标位置。 (b) 离子的配位数是多少？实际配位数与预计配位数相符合否？
（c）比较正、负离子的配位数，存在什么关系？
1-37 钙铁矿（CaTiO3）是 ABO3 型结构的典型，属 D2h7 一 Pmna。它是由 Ca 原子和 Ti 原子的正交简单格子各一套，O 原子的正交简单格子三套．相互穿插配

0
,
ρ和 ro 表示。
(b) 将(a)的答案代入表示位能的公式中，得出晶格能 U0 （对于 r=ro），用
N0
M
2 z
e
2
/
4
0
,ρ和
r0
表示。
1-45 利用上题（b）的答案计算 NaCl 晶格能。（对于 NaCl, M＝1.748，ρ＝ 0.033nm,ro=0.0282nm, e＝1.602×10-19C）。
尽管两者的堆积密度是相等的。
1-44 对离子型晶体，位能(J/mol )可以写成

1 4 0
(
N
0
M
2 z
e
2
r
)ห้องสมุดไป่ตู้

N0ner'
在阳离子一阴离子平衡距离 ro 处，离子之间的作用力由下式给出

课后习题试题

物理光学作业习题第一章光波的基本性质（1）作业习题1、试说明下列各组光波表达式所代表的偏振态。

⑴Ｅx=Ｅo sin（ωt-kz），Ｅy=Ｅo cos（ωt-kz）⑵Ｅx=Ｅo cos（ωt-kz），Ｅy=Ｅo cos（ωt-kz+π）4⑶Ｅx=Ｅo sin（ωt-kz），Ｅy=-Ｅo sin（ωt-kz）2、试证明：频率相同，振幅不同的右旋与左旋圆偏振光能合成一椭圆偏振光。

3、把一根截面是矩形的玻璃棒（折射率为1.5）弯成马蹄形，如图所示。

矩形宽为d，弯曲部分是一个圆，内半径是R。

光线从一个端面正入射。

欲使光线从另一端面全部出射，R/d应等于多少？4、若入射光线是线偏振光，入射角为︒45，其振动面与入射面间的夹角为︒45。

试证：这时空气和玻璃的分界面上，反射光仍然是线偏振光，并求其振动面和入射面间的夹角α以及振r动面的旋转方向。

5、欲使线偏振光的激光束通过红宝石棒时，在棒的端面上没有反射损失，则棒端面对棒轴倾角α应取何值？光束入射角φ1等于多少？入射光的振动方向如何？已知红宝石的折射率为n=1.76。

光束在棒内沿棒轴方向传播。

6、试证明琼斯矢量⎥⎦⎤⎢⎣⎡∆i Be A 表示的椭圆偏振光，其主轴与X 轴夹角为21tan —1⎪⎭⎫ ⎝⎛-∆22cos 2B A AB （2）讨论习题1、如图用棱镜是光束方向改变，要求光束垂直于棱镜表面射出，入射光是平行于纸面振动的H e —N e 激光（波长λ=3628Å）。

问，入射角φi 等于多少时，透射光为最强？并由此计算此棱镜底角α应磨成多少？？已知棱镜材料的折射率n=1.52。

若入射光是垂直纸面振动的H e —N e 激光束，则能否满足反射损失小于1%的要求？2、下图是激光技术中用以选择输出波长的方法之一。

它是利用在入射面内振动的光，在布鲁斯特角入射时反射光强为零，以及布鲁斯特角的值与波长有关的这些事实，使一定波长的光能以最低损耗通过三棱镜而在腔内产生振荡，其余波长的光则因损耗大而被抑制不能振荡，从而达到选择输出波长的目的。

晶体光学习题答案

第一章7. 光率体趋近于圆球体，即均质体光率体8. （1）当Nm趋近于Np时，光率体趋近于一轴晶正光性光率体，；当Nm趋近于Ng时，光率体趋近于一轴晶负光性光率体；（2）分别为一轴晶正、负光性10. 参考课本表1-3（旧版教材表1-4-1）中对铜铀云母的色散特征进行分析。

11. 理解课本中的折射率色散曲线图。

12. 无正负之分，中性14. 短半径=Ne’，长半径=No15 （1）单斜晶系；（2）（--）；（4）椭圆，长短半径分别为Ng、Np，解理纹与Ng夹角30度；（5）//（010）；（6）0.010；（7）（001）面光率体椭圆半径为Nm、Np’，发育两组解理纹，夹角< 56度，两组解理锐角等分线//Np’，钝角等分线//Nm；（100）面光率体椭圆半径为Nm、Ng’，发育一组解理纹，//Ng’16. （1）斜方晶系；（2）a//Nm，b//Np，c//Ng；（3）1.660；（4）（+）；（5）（100）；（6）0.022；（7）（010），0.00117. 一轴（+）。

其实二轴晶有可能有三个这种类型的切面，但题目所说的是“任意三个切面”，可能是要考查“一轴晶任何一个切面上都有No”的知识点。

第三章12. 不能看见闪突起。

因为No和Ne方向上的折射率都远远超过了正极高突起，肉眼感觉不到突起高低的差异。

13. 不能看见闪突起。

因为铁黑云母的颜色较深，掩盖了突起程度的变化。

15. 因为辉石的折射率与树胶的差值较大，而斜长石与树胶折射率差值很小。

16. 薄片下矿物解理纹的能见度取决于矿物的解理性质、切面方向和矿物与树胶折射率的差值。

这里的角闪石解理纹能见度主要取决于切面的方位与角闪石解理纹可见临界角（25-35度）。

可参考角闪石光性方位图和第四章第九节：矿物的消光类型及消光角的测定，其中有关于角闪石不同类型切面的消光类型和解理发育程度。

测解理夹角应选垂直c轴的切面。

17. 不能。

因为解理纹的能见度还与切面的方向有关，如果片状的黑云母在岩石中定向排列，而切面又正好平行于黑云母的解理面（（001）面），则可能出现大多数切面都看不见解理纹的情况。

四种晶体练习题及答案

四种晶体练习题及答案在化学和物理学科中，晶体是一种具有规律排列的原子、离子或分子组成的固体。

晶体结构的类型对于材料的物理性质有着重要的影响。

以下是四种常见晶体结构的练习题及答案。

练习题1：请描述简单立方晶体的排列特征，并说明其晶格常数的计算方法。

答案1：简单立方晶体中，原子或分子在立方体的每个顶点上排列，每个顶点的原子属于相邻的八个立方体共享。

晶格常数a可以通过测量立方体的边长来确定。

练习题2：面心立方（FCC）晶体和体心立方（BCC）晶体有何区别？请用原子填充率来说明。

答案2：面心立方晶体中，除了立方体的每个顶点上有一个原子外，每个面的中心也有一个原子。

体心立方晶体则在立方体的中心有一个原子，而顶点上没有原子。

FCC的原子填充率大约为74.05%，而BCC的原子填充率大约为68%。

练习题3：金刚石晶体是一种什么类型的晶体结构？请简述其原子排列方式。

答案3：金刚石晶体是一种面心立方晶体结构，但它的每个原子都与四个其他原子以四面体的方式连接，形成了一个非常稳定的三维网络。

练习题4：石墨的晶体结构是怎样的？请描述其层与层之间的连接方式。

答案4：：石墨具有六角晶系的层状结构，每个碳原子与其三个最近邻的碳原子以sp²杂化形成平面六角网状结构，层与层之间通过范德华力连接。

练习题5：为什么说晶体的缺陷会影响其物理性质？答案5：晶体的缺陷，如点缺陷、线缺陷（位错）和面缺陷（晶界），会打断原子的规律排列，从而影响晶体的机械强度、导电性和光学性质等。

例如，位错的存在可以降低晶体的强度，而晶界的增加可以降低晶体的电导率。

结束语：通过以上练习题及答案，我们可以看到晶体结构的多样性及其对材料性质的重要影响。

了解和掌握不同晶体结构的特点对于材料科学和化学领域的研究至关重要。

希望这些练习题能帮助你更好地理解晶体结构的基本概念。

晶体光学实验(十三)钾长石类白云母等

的格子双晶
复习题：复习题：一轴晶负光性光率体的椭圆切面有多少个？ 1.一轴晶负光性光率体的椭圆切面有多少个？一轴晶负光性光率体的椭圆切面有多少个 2.为什么一轴晶光率体是绕轴旋转的椭球体，从结为什么一轴晶光率体是绕Z轴旋转的椭球体为什么一轴晶光率体是绕轴旋转的椭球体，晶特点说明。晶特点说明。 3.光波射入非均质体时，传播特点是什么，振动特点光波射入非均质体时，光波射入非均质体时传播特点是什么，生变化？及方向是否发生变化？ 4.为什么说非均质体的折光率值随光波在晶体中振动为什么说非均质体的折光率值随光波在晶体中振动方向不同而改变？方向不同而改变？ 5.光率体根据什么原理而构成，一个晶体中有多少个光率体根据什么原理而构成，光率体根据什么原理而构成光率体？光率体？ 6.对二轴晶光率体来说，无论是光性（+）、（-），对二轴晶光率体来说，对二轴晶光率体来说无论是光性（））切面的双折率值， ⊥ Bxo切面的双折率值，总是大于 ⊥ Bxa切面的双切面的双折率值总是大于⊥ 切面的双折率值，为什么？折率值，为什么？
1.
4. 设橄榄石晶体薄片厚度0.03mm，Ng=1.689,
Nm=1.670, Np=1.654，其垂直Bxa切面和垂直Bxo切面上能见到什么样的干涉色（光程差）？平行光轴面的切面又具有什么样的干涉色（光程差）？ 5. 普通辉石（单斜晶系α=γ=90 º ，β= 87º ） Ng=1.723, Np=1.698, Nm=1.703, //(010)面切片在正交镜下可见到最高干涉色为二级黄（880 nm），首先使晶体的解理//十字丝竖丝，然后晶体顺时针转50°而达到消光，从消光位再顺时针转45°，插入石膏试板（长边//Np）即可见三级黄色。问a. 在正交镜下从消光位逆时针旋转45°，然后插入 1/4λ试板则有何干涉色？b. 写出它的光性方位。

晶体光学复习题答案

晶体光学复习题答案一、单选题1. 晶体光学中，下列哪种晶体的光轴只有一个？A. 单轴晶体B. 双轴晶体C. 立方晶体D. 异轴晶体答案：A2. 光在单轴晶体中的传播速度，下列哪个描述是正确的？A. 沿光轴传播速度最快B. 垂直于光轴传播速度最快C. 沿光轴传播速度最慢D. 垂直于光轴传播速度最慢答案：A3. 在双轴晶体中，光的传播速度与光轴的关系是？A. 沿三个主轴传播速度相同B. 沿三个主轴传播速度不同C. 沿两个主轴传播速度相同D. 沿两个主轴传播速度不同答案：B4. 晶体光学中，光的双折射现象是由于？A. 晶体内部结构的对称性B. 晶体内部结构的非对称性C. 晶体外部环境的影响D. 晶体的光学性质答案：B5. 晶体光学中，下列哪种晶体的光轴有两个？A. 单轴晶体B. 双轴晶体C. 立方晶体D. 异轴晶体答案：B二、多选题1. 晶体光学中，晶体的光学性质包括哪些？A. 折射率B. 双折射C. 光轴D. 色散答案：A, B, C, D2. 晶体光学中，下列哪些因素会影响晶体的光学性质？A. 晶体的化学成分B. 晶体的晶体结构C. 晶体的外部环境D. 晶体的温度答案：A, B, C, D三、判断题1. 晶体光学中的光轴是晶体内部的一个虚拟轴，它与晶体的物理性质无关。

答案：错误2. 双轴晶体的三个主轴中，有两个主轴的折射率是相同的。

答案：正确3. 晶体光学中的色散现象是指光在晶体中的传播速度随波长的变化而变化。

答案：正确4. 晶体光学中的双折射现象只发生在非均质性晶体中。

答案：错误四、简答题1. 简述晶体光学中光的双折射现象及其产生的原因。

答案：晶体光学中的光的双折射现象是指当光入射到非均质性晶体时，会分解成两个偏振方向不同的光束，这两个光束在晶体中的传播速度不同，从而产生不同的折射率。

这种现象产生的原因是晶体内部结构的非对称性，导致光在晶体中的传播受到不同方向上的折射率的影响。

2. 描述晶体光学中光轴的定义及其在晶体光学研究中的作用。

3.1 认识晶体(习题)(教师版)高二化学同步课堂(鲁科版2019选择性必修2)

第一节认识晶体练习题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．下列说法错误的是A．晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间呈周期性有序排列的宏观表象B．晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列是否具有特定的方向性C．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，既具有液体的流动性，又具有晶体的某些物理性质，表现出类似晶体的各向异性，说明它属于晶态D．铍的最高价氧化物的水化物可能具有两性【答案】C【解析】A．晶体的自范性是晶体中粒子在微观空间呈周期性有序排列的宏观表象，A正确；B．晶体的各向异性直接取决于微观粒子的排列是否具有特定的方向性　，B正确；C．液晶是介于液态和晶态之间的物质状态，既具有液体的流动性，又具有晶体的某些物理性质，表现出类似晶体的各向异性，但它不属于晶态，C错误；D．铍位于金属与非金属的分界处，所以其最高价氧化物的水化物可能具有两性，D正确；故选C。

2．下列说法正确的是A．水晶和玛瑙都是晶体，都有固定的熔点B．蓝宝石在不同方向上的硬度一定相同C．区分晶体和非晶体的方法是看是否有规则的几何外形D．晶胞是晶体结构的基本单元【答案】D【解析】A．玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，而水晶则是缓慢冷却形成的，玛瑙是非晶体，水晶是晶体，玛瑙没有固定的熔点，A错误；B．由于质点的有序排列，故晶体具有各向异性的性质，蓝宝石属于晶体，在不同方向上硬度有一些差异，B错误；C．具有规则几何外形的固体不一定是晶体，区别晶体和非晶体最好的方法是对固体进行X射线衍射实验，C错误；D．晶体由晶胞构成，晶胞是晶体结构的基本单元，是晶体结构中最小的重复单元，D正确；故选D。

3．下列叙述中，正确的是A．具有规则几何外形的固体一定是晶体B．晶体与非晶体的根本区别在于是否具有规则的几何外形C．具有各向异性的固体一定是晶体D．依据构成粒子的堆积方式可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体【答案】C【解析】A．晶体具有以下特点:有整齐规则的几何外形，有固定的熔点，有各向异性的特点，只有同时具备这三个条件的才是晶体，非晶体也可以有规则几何外形，A错误；B．晶体与非晶体的根本区别在于晶体有自范性，B错误；C．晶体有自范性，所以具有各向异性的固体一定是晶体，C正确；D．依据构成粒子与微粒间的作用可将晶体分为金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体，D错误；故选C。

非线性光学习题解答终极版

非线性光学习题解答[李春蕾(2011111772)]第一章晶体光学简介电光效应1.解答：由于矢量运算不受坐标系的影响，只是表示形式不同而已，不妨在直角坐标系下建立方程，设x x y y z z k k e k e k e =++ ，x y z r xe ye ze =++，x y z e e e x y z∂∂∂∇=++∂∂∂ 则exp[i()]x y z fk x k y k z =++ 于是i i i i x y z x x y y z zf f f fe e e fk e fk e fk e fk x y z∂∂∂∇=++=++=∂∂∂，问题得证。

对于平面波，设0000exp[i()]()exp[i()]x x y y z z EE t k r E e E e E e t k r ωω=−⋅=++−⋅其中，0exp[i()]x x E E t k r ω=−⋅，0exp[i()]y y E E t k r ω=−⋅ ，0exp[i()]z z E E t k r ω=−⋅()()()(i i )(i i )(i i )i x y zy y x xz z x y z x y z x y z z y y z x x z z x y y x E e e e E E E E E E e e e x y z y z z x x y E E E e k E k E e k E k E e k E k E k E∇×∂∂∂∂∂∂∂∂∂==−+−+−∂∂∂∂∂∂∂∂∂=−++−++−+=×同理，i H k H ∇×=×.2.证明：在选定主轴坐标系的情况下，物质方程可以写成0i i i D E εε=，1,2,3i =同时，将晶体光学第一基本方程写成分量形式，20[()]ii i D n E k k E ε=−⋅，1,2,3i =联立两式，整理得到02()11ii i k k E D nεε⋅=− 对于对应同一个k 的两个电位移矢量D ′ 、D ′′，建立它们的标量积2222312022222211223322210221()()111111111111()()()()()()()()()()()1D D k k k k E k E n n n n n n k n n k E k E n n εεεεεεεεε′′′⋅ ′′′=⋅⋅++−−−−−−′′′′′′′′′′′′′′′=⋅⋅′′′− 22222331222222221223311111111111()()()()()()k k k k k n n n n n n εεεεε −+−+−−−−−−− ′′′′′′′′′由23122011i i ik n n ==−∑，得到大括号中的第一、三、五项之和为零，第二、四、六项之和为零，所以0D D ′′′⋅=即对应同一个k 的两个电位移矢量D ′ 、D ′′相互垂直.3.解答：22011i i k nε=−∑是方程20[()]i ii i E n E k k E εε=−⋅的本征值方程，设其本征值为m n ，相应的本征解为()m E ，则可以得到，()2()()0[()]m m m mEn E k k E ε⋅=−⋅ε晶体中可以有两个本征解，设另一个为()n E ，用其点乘上式得到()()()()()201[()]n m m n m mEE k k E E E n ε⋅−⋅=⋅⋅ε 交换指标m 和n 后可以得到()()()()()201[()]m n n m n nEE k k E E E n ε⋅−⋅=⋅⋅ε 上两式相减，考虑到介电常数张量ε为对称张量，则可以得到()()2201110m n n m E E n n ε −⋅⋅=ε 如果m n n n ≠，则有()()0m n EE ⋅⋅=ε 如果m n n n =，显然方程成立。

显微结构复习题

第1章复习题一、填空题1、根据光的传播特点，透明物质可以分为和。

前者中光的传播速度不因不同而发生改变，即在其中折射率相等。

光在后者中传播，其因不同而速度发生改变，任意方向振动的光波就变成，这种现象叫。

2、在双折射所产生的两束偏光光波中振动方向永远垂直光轴者叫（常光）其折射率（不变），用（No ）表示。

另一束光波折射率随（光的振动方向）的改变而变化，称为（非常光），其折射率用（N e ）表示。

3、同一介质的折射率视所用光波的波长而异，这种现象称为。

对于同一介质，光波的波长与折射率成。

同一介质在紫光测定的折射率，在红光中测定的折射。

4、光率体是表示光波在晶体中传播时之间关系的一种。

均质体的光率体为一个，一轴晶光率体为，并且有正负之分，正一轴晶光率体的特点是长轴为，又称，光沿此方向振动的折射率。

负一轴晶光率体的特点是短轴为，光沿此方向振动的折射率。

5、均质体矿物的光率体形态为（圆球体）；一轴晶矿物包括（三方）、（四方）、（六方）晶系，其光率体形态为（旋转椭球体）；二轴晶矿物包括（斜方）、（单斜）、（三斜）晶系，其光率体形态为（三轴椭球体），有（2 ）个圆切面。

二、名词解释1、光性均质体：光线入射后不发生双折射的介质。

2、光性非均质体：光线入射后发生双折射的介质。

2、双折射：一条光线分裂成传播速度不等、偏振面互相垂直的各自传播的两条平面偏光的现象。

3、光率体：是将折射率在光波的振动方向上的一定长度的线段表示出来的一种光性指示体。

3光性指示体：非均质介质双折射形成两偏光的振动方向与相应折射率值之间关系的立体几何图形。

4、光性方位：光率体在晶体中的位置。

5、显微结构：在光学——电子显微镜下分辨出的式样中所含相的种类及其数量、颗粒的形状、大小、分布取向和它们互相之间的综合特征。

三、判断题（正确者画∨，错误者画×，每题1分）1、偏光在传播过程中，其振动方向始终只有一个。

（）2、同一介质在紫光中测定的折射率最小，在红光中测定的折射率最大。

竞赛习题-晶体结构题

专题练习：晶体结构1. 石墨晶体由如图（1）所示的C原子平面层堆叠形成。

有一种常见的2H型石墨以二层重复的堆叠方式构成，即若以A、B 分别表示沿垂直于平面层方向（C方向）堆叠的两个不同层次，它的堆叠方式为ABAB•…。

图（2）为AB两层的堆叠方式，0和•分别表示A层和B层的C原子。

⑴ 在图（2）中标明两个晶胞参数a和b o图⑵画岀2H型石墨晶胞的立体示意图，并指岀晶胞类型有一离子晶体经测定属立方晶系，晶胞参数a= 4.00?（1?=10「8cm），晶胞的顶点位置为Mg2+，体心位置为K+，所有棱边中点为F「。

⑴该晶体的化学组成是___________________________________________ ;⑵晶胞类型是___________________________________________________ ;⑶Mg2+的F「配位数是_____________ ，K+的F「配位数是___________ ;⑷ 该晶体的理论密度是___________ gcm「3o⑸ 设晶体中正离子和负离子互相接触，已知F「的离子半径为1.33?，试估计Mg 2+的离子半径是__________ ?，K+的离子半径是______________ ?o3. NiO晶体为NaCI型结构，将它在氧气中加热，部分Ni2+被氧化为Ni3+，晶体结构产生镍离子缺位的缺陷，其组成成为Ni x O（x<1），但晶体仍保持电中性。

经测定Ni x O的立方晶胞参数a=4.157?，密度为6.47g cm「3。

⑴x的值（精确到两位有效数字）为____ ;写出标明Ni的价态的Ni x O晶体的化学式____________ o⑵在Ni x O晶体中Ni占据_________________ 空隙，占有率是___________4. 完成下列各题：①分别指出两种结构的结构基元由几个Cu原子和几个Br原子组成:图⑴ 为________ 个Cu原子，_______ B r原子；图⑵ 为________ 个Cu原子，______ 个Br原子②用笔在图中圈出相应的一结构基元。

第一部分-晶体光学习题

第一部分晶体光学习题一、填空题1.根据矿物边缘、糙面的明显程度及突起高低，可将突起划分为六个等级，它们的折射率范围分别是：负高突起<_____<负低突起<_____<正低突起<_____<正中突起<_____正高突起<_____<正极高突起2.已知普通角闪石的三个主折射率1.701、1.692、1.665，Ng与Z轴的夹角为260，β=1060，薄片厚度为0.03mm，求：折射率值：Ng= ；Nm= ；Np= ，该矿物的突起等级大致为____ __，最大双折率，最高干涉色____ _，光性，⊥Bxa切面的双折率值，相应的干涉色在（010）切面上消光角延性符号；在下列切面上的消光类型分别是：（010）面；（001）面。

3.均质体矿物为晶系，其光率体形态为，一轴晶矿物包括、、晶系，其光率体为，有________ ___个圆切面，一轴晶有个光轴，有个光学主轴。

二轴晶矿物包括、________、、晶系，光率体形态为__________________ _____，有___ _ __个圆切面。

二轴晶光率体有个光轴，有个光学主轴。

4. 已知某矿物Ne=1.485，No=1.657，该矿物具_________突起，当Ne平行下偏光镜的振动方向时显_________突起，此时提升镜筒贝克线向_移动；当No平行下偏光镜的振动方向时显________突起，该矿物为________光性，通常具________干涉色。

5. 石英的最大双折射率为0.009，平行光轴切面干涉色为Ⅱ级蓝，问这块薄片的厚度是多少____________。

6. 观察矿物的解理时，要看解理的_____________、____________、___________和______________。

7. 矿物颗粒的颜色及多色性和干涉色应分别在_____ ___ 、_____ ___条件下进行观察。

晶体练习题及答案

晶体练习题及答案题目一：晶体的基本概念1. 什么是晶体？答案：晶体指的是由周期性重复排列的原子、分子或离子组成的固态物质。

2. 晶体的特点有哪些？答案：晶体具有以下特点：- 具有长程有序性：晶体中的原子、分子或离子按照规则的排列方式组成，形成周期性的结构。

- 具有各向同性或各向异性：晶体的物理性质在不同方向上可能存在差异。

- 具有平面外的周期性：晶体的周期性结构在三维空间中保持着重复。

- 具有清晰的外形：晶体通常具有规则的几何形状，如立方体、六角柱等。

题目二：晶体的结构与分类1. 晶体的结构有哪些类型？答案：晶体的结构可分为以下几种类型：- 离子晶体：由正、负离子通过电子静力作用排列而成。

- 分子晶体：由分子通过分子间相互作用力排列而成。

- 原子晶体：由原子通过原子间相互作用力排列而成。

2. 晶体的分类方法有哪些？答案：晶体可按照成分、结构和形貌等进行分类。

- 成分分类：包括无机晶体和有机晶体两大类。

- 结构分类：根据晶体的结构类型，可分为离子晶体、分子晶体、原子晶体和金属晶体等。

- 形貌分类：按照晶体外形，可分为短柱状、针状、板状、粒状等多种形态。

题目三：晶胞与晶体的晶格1. 什么是晶胞？答案：晶胞是指晶体中最小的具有周期性结构的单位，通常由一组原子、分子或离子组成。

2. 什么是晶格？答案：晶格是指晶体中晶胞之间的无限重复排列形成的空间网格结构。

3. 晶体的晶格类型有哪些？答案：晶体的晶格类型可分为以下几种：- 简单晶格：晶胞中只有一个原子或离子。

- 面心立方晶格：晶胞的各个面心上都有一个原子或离子。

- 体心立方晶格：晶胞的中心位置还有一个原子或离子。

- 其他复杂晶格：如六方密排晶格、菱面体晶格等。

题目四：晶体的缺陷1. 晶体的缺陷有哪些？答案：晶体的缺陷可分为点缺陷、线缺陷和面缺陷三种。

- 点缺陷：包括空位、间隙原子和杂质原子等在晶体中的缺陷点。

- 线缺陷：主要指晶体表面的位错和堆垛层错等。

南开考研光学专业习题与解答第六章

第六章晶体的光学性质例题 6.1一束钠黄光以50o入射角入射到方解石平板上，设光轴与板表面平行并垂直入射面，问在晶体中o 光和e 光间的夹角是多少？解光进入晶体后发生双折射．对于o 光，n o =1.658，折射角为1i ，由折射定律10sin 658.150sin i =解得015.27=i ．对于e 光，n e =1.486，折射角为2i ，同理求得001231)486.150sin (sin ==-i ．因此晶体中o 光和e 光的夹角为05.35.2731=-．6.2 线偏振光垂直射入一块方解石晶体，光的振动方向与晶体的主平面成20o角，计算两束折射光（e 光和o 光）的相对振幅和强度.解线偏振光进入晶体后分解为振动面垂直与主平面的o 光和振动面平行于主平面的e 光，这两光的振幅分别为A A A o 34.020sin 0==，A A A e 94.020cos 0==．二者之比为36.0=eoA A . 两光的强度之比为)(13.020)()(0222θθθe o e o e e o o e o n n tg n n A n A n I I ===. 式中θ为e 光法线速度与光轴的夹角，e 光的折射率与其传播方向有关．题中未给计算题6.1解图ＡＡo Ａe计算题6.2解图定e 光的传播方向，其折射率未知．当光轴与晶体表面平行时，有15.013.0486.1658.12020)(0202=⨯===tg n n tg n n I I e o e o e o θ． 6.3两完全相同的方解石晶体A 、B 前后排列(如计算题6.3图),强度为I 的自然光垂直于晶体A 的表面并通过这一系统, A 、B 主截面之间夹角为θ,(图中θ=0),求θ = 00,450,900,1800时,由Ｂ出射的光线的数目和每个的强度(忽略反射、吸收等损失).解入射自然光强度为I ，进入晶体Ａ后发生双折射，从晶体A 分解出的两束光的强度分别为I I o 21=，I I e 21=．这两束光进入晶体B 后又各自被分解为o 光和e 光，自晶体B 出射的四束光强度与两块晶体主截面之间夹角θ有关，一般情况下，这四束光的强度分别为 θθ22cos 21cos I I I o oo ==，θθ22sin 21sin I I I o oe ==，θθ22sin 21sin I I I e eo ==，θθ22cos 21cos I I I e ee==．两晶体主截面夹角θ不同，出射的四束光强度也不同．当00=θ时，是计算题6.3解图（a ）所示的情况，两束强度都为I/2．当045=θ时，分解出的四束光强度相等，都等于Ｉ/4．当090=θ时，Ａ晶体中的o 光在Ｂ晶体中完全是e 分量，Ａ晶体中的e 光在Ｂ晶体中完全是o 分量，因此Ａ中的两束光在Ｂ中不再分解，B 后仍为两束光，每束的强度为Ｉ/2．当0180=θ时，有,21I I I ee oo ==计算题6.3图0==eo oe I I ．这时第一块晶体中分解出的o 光和e 光，进入第二块晶体中不再分解，仍然为第二块晶体中的o 光和e 光．但是，由于两块晶体的光轴对称于表面的法线（如解图d ），e 光在两块晶体中偏折方向相反，故出射后两束光的传播方向重合，两束合并为一束,强度为I ．6.4两个理想、正交的偏振片A 、B 之间加入一理想的偏振片C ，且C 以角速度ω旋转，强度为I 0的单色自然光垂直入射到偏振片A 上，试求偏振片B 后的出射光强．解强度为0I 的自然光，经过理想偏振片Ａ后，变为强度为2/0I 的线偏振光，题中给出偏振片Ｃ透振方向与Ａ透振方的夹角为ωt ，与Ｂ透振方向的夹角为（π/2-ωt ）（见计算题6.4解图）．由马吕斯定律，Ｂ后线偏振光的强度为)2/(cos cos 220t t I I ωπω-=).2(sin 41sin cos 20220t I tt I ωωω==出射光强与偏振片Ｃ透振方向的方位有关．当23,,2,0πππω=t 时，出射光强为零；当47,45,43,4ππππω=t 时，出射光强最大，为041I ．（b ）θ=1800（a ）θ=00计算题6.3解图BA CB（a ）计算题6.4解图6.5两尼可耳棱镜的透振方向夹角为60o，在两尼科耳棱镜之间加入一四分之一波片，波片的光轴方向与两尼科耳棱镜600夹角的平分线平行，强度为I 0的单色自然光沿轴向通过这一系统．（1）指出光透过λ/4波片后的偏振态；（2）求透过第二个尼可耳棱镜的光强度和偏振性质（忽略反射和介质的吸收）．解（１）两尼可耳棱镜Ｎ1、Ｎ2的透振方向和波片光轴的相对方位表示在计算题6.5解图中．自然光经过尼可耳棱镜，成为线偏振光，强度为I 0/2．线偏振光的振动方向与光轴夹角为300，进入晶体后分解为o 光和e 光，由于λ/4波片Ｃ使o 光和e 光产生π/2的相位差，所以过Ｃ后成为椭圆偏振光．（２）尼可耳棱镜Ｎ2前是椭圆偏振光，它是由振幅分别为Ａe 和Ａo 、相位差为π／2的两线偏振光合成，由计算题6.5解图可得 030sin A A o =，030cos A A e =．o A 和e A 在Ｎ2的透振方向上投影，产生干涉．两相干线偏振光的振幅分别为00260cos 30sin A A o =， 00230cos 30cos A A e =．由于投影引起π的附加相位差，故两相干光的相位差为（π+π/2）．过Ｎ2后的相干光强为.16585)30cos ()60cos 30sin ()2/cos(2022022002222222222I A A A A A A A A A I e o e o e o ==+=+=+++=ππ 出射光为线偏振光．6.6 在两正交尼可耳棱镜之间插入一方解石λ/4波片，晶轴与尼可耳棱镜的透振方向成35o角。

晶体光学与光性矿物学考试习题附答案

一．名词解释1.光轴角（2V）：两光轴相交的锐角2.贝克线：在偏光显微镜下观察矿物切面光线较集中的一方沿矿物边缘形成的一条亮带。

3.洛多奇尼科夫色散效应：当两种介质折射率相差很小时，贝克线发生变化，在折射率较低的矿物一边出现橙黄色细线，在折射率较高的矿物一边出现浅蓝色细线的现象。

4.糙面：是在偏光显微镜下所见矿物粗糙的表面，是光线通过矿片后产生的一种光学效应。

5.闪突起：是旋转物台时，矿物切面的突起时高时低，发生闪动变化的现象。

6.矿物的颜色：是矿物在单偏光镜下的色泽。

7.多色性：是非均质体矿物颜色色彩发生改变呈多种色彩的现象。

8.糙面：偏光显微镜下所见的矿物的粗糙表面，是光线通过矿片后产生的一种光学效应。

9.吸收性：矿物颜色深浅发生改变的现象。

10.消光：正交偏光镜下透明矿物矿片呈现黑暗的现象。

11.消光位：在正交偏光镜下处于消光时的位置。

12.全消光：旋转物台360度，矿片始终保持黑暗的现象。

13.干涉色：正交显微镜下用白光观察时，非均质体矿片呈现的各种颜色。

14.补色法则：在正交偏光镜间，两个非均质体任意方向的切片（除垂直光轴外的），在45度位置重叠时，两矿片光率体椭圆半径同名半径平行，总光程差等于原来两矿片光程差之和，表现为干涉色升高。

异名半径平行时，总光程差等于原来两矿片光程差之差，其干涉色降低。

15.消色：当光率体椭圆异名半径平行时，总光程差R=0时，矿片黑暗的现象。

16.延性：矿物晶体沿着一个或两个光率体椭圆半径方向延长的习性。

17.正延性：切面延长方向与其光率体椭圆长半径平行或交角小于45度。

18.负延性：切面延长方向与其光率体椭圆短半径平行或交角小于45度。

19.单偏光：垂直光波传播方向的某一个固定方向上振动的光波。

20.自然光：垂直光波传播方向的平面内各个方向上都有等振幅的光振动的光波。

21.双折射率：光波进入非均质体分解为两种偏光后，这两种偏光折射率的差值。

22.光率体：是表示在晶体中传播的光波振动方向与晶体对该光波的折射率之间关系的立体几何图形。

晶体光学课后习题答案

晶体光学课后习题答案晶体光学课后习题答案晶体光学是光学的一个重要分支，研究光在晶体中的传播和相互作用。

通过学习晶体光学，我们可以更好地理解光的行为和性质，以及晶体的结构和性质。

在学习过程中，课后习题是巩固知识和提高能力的重要途径。

下面是一些晶体光学课后习题的答案，希望对你的学习有所帮助。

习题一：什么是晶体的周期性？答案：晶体的周期性是指晶体内部原子、离子或分子排列有规律地重复出现。

晶体的周期性是晶体结构的基本特征，也是晶体光学研究的基础。

晶体的周期性导致了晶体的各种特殊性质，如晶体的各向同性和各向异性。

习题二：什么是晶体的各向同性和各向异性？答案：晶体的各向同性是指晶体在各个方向上具有相同的物理性质，如光的传播速度和折射率。

晶体的各向同性是由于晶体的周期性结构所决定的。

晶体的各向异性是指晶体在不同的方向上具有不同的物理性质。

晶体的各向异性是由于晶体结构中存在特定方向性的原子、离子或分子排列所导致的。

晶体的各向异性使得光在晶体中的传播和相互作用表现出复杂的行为。

习题三：什么是晶体的光学轴？答案：晶体的光学轴是指晶体中光传播的特定方向。

晶体的光学轴通常由晶体的对称性决定，可以是单轴或双轴。

单轴晶体的光学轴是唯一的，而双轴晶体的光学轴有两个。

习题四：什么是晶体的折射率？答案：晶体的折射率是指光在晶体中传播时的速度与在真空中传播时速度的比值。

晶体的折射率是晶体光学性质的重要参数，可以用来描述光在晶体中的传播和相互作用。

习题五：什么是晶体的双折射？答案：晶体的双折射是指光在晶体中传播时，由于晶体的各向异性导致光的速度和方向发生变化。

双折射现象是晶体光学的重要特征之一，可以通过双折射现象来研究晶体的结构和性质。

习题六：什么是晶体的偏振性？答案：晶体的偏振性是指晶体对偏振光的响应。

偏振光是指在特定方向上振动的光，晶体对偏振光的传播和相互作用表现出与普通光不同的行为。

晶体的偏振性可以通过晶体的各向异性和光的偏振方向来描述。

晶体光学课后习题答案

第一章1、为什么一轴晶光率体所有椭圆切面上都有No？二轴晶光率体任意切面上是否都有Nm？在哪些切面上才有Nm？（P15）答：一轴晶光率体是以Ne轴为旋转轴的旋转椭球体，所有斜交光轴的切面都与圆切面相交，因此，所有斜交光轴的椭圆切面的长、短半径中必有一个是主轴No。

否。

（1）垂直光轴OA切面（2）垂直锐角等分线Bxa切面（3）垂直钝角等分线Bxo切面（4）垂直光轴面NgNp的斜交切面2、怎样定义一轴晶光率体的光性符号？(P14)怎样定义二轴晶光率体的光性符号？(P20)答：一轴晶光率体只要比较出Ne′、No的相对大小即可确定出矿物的光性符号。

因为一轴正晶Ne＞Ne′＞No，一轴负晶Ne＜Ne′＜No，即只要确定出No＜Ne′，则矿物光性符号1、要测定矿物的轴性和光性符号，应该选择在正交偏光下干涉色最高的切面。

（×）2、2、在同一岩石薄片中，同种矿物不同方向的切面上，其干涉色不同。

（√）3、3、对于一轴晶矿物来说，其延性和光性总是一致的。

（√）4、4、两非均质体矿片在正交镜间的45°位重迭，当异名半径平行时，因总光程差为零而使矿片变黑暗的现象，称为消色。

（√）5、5、贝克线的移动规律是下降物台，贝克线总是向折射率大的物质移动。

（√）6、6、二轴晶光率体，当Np＞Nm＞Ng时，为负光性。

（×）7、7、矿物的多色性在垂直光轴的切面上最不明显。

（√）8、8、一轴晶光率体的旋转轴永远是Ne轴。

（√）9、9、某矿物的最高干涉色为Ⅱ级紫红，因此该矿物的某些切面可能出现Ⅰ级紫红。

（√）10、10、一轴晶平行光轴切面的干涉图与二轴晶平行光轴面切面的干涉图特点完全一样，在轴性明确的情况下也不能用作光性正负的测定。

（×）为正，No＞Ne′则矿物光性符号为负。

二轴晶光率体必须确定Bxa方向是Ng轴还是Np轴：若Bxa=Ng（Bxo=Np），则光性符号为正；若Bxa=Np（Bxo=Ng），则光性符号为负。

晶体光学习题

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