“晶体光学”复习思考题

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晶体光学整理复习资料

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一、名词解释(1)折射:当入射光波进入透明物后,其传播的方向和速度都发生改变的现象称为折射。

(2)矿物的消光位:矿片在正交偏光镜下处于消光位的位置,称为消光位,处于消光位时矿片光率体椭圆半径与上下偏光镜的振动方向一致。

(3)光率体:表示光波在晶体中传播,光波的振动方向与相应的折射率之间相关性指示体。

(4)干涉色:当白光通过正交偏光镜的矿片后,经干涉作用形成的颜色称为干涉色。

(5)晶体光性方向:晶体的光率体主轴与结晶轴之间的关系称为光性方向(6)全消光:在正交偏光镜间,载物台上放置均质体或非均质体垂直光轴的矿片,转动载物台360,矿片消光不改变,称为全消光。

(7)一轴晶:中级晶族中只有一个光轴方向,称为一轴晶(8)光性方向:光率体,主轴,晶体结晶轴三者之间的关系称为光性方向。

(9)二轴晶:低级晶族具有两个光轴方向,称为二轴晶。

(10)非均质体:中级晶族和低级晶族的矿物,其光学性质随方向而异称为光性非均质体。

(11)折射率的色散:同一晶体的折射率随单色光光波的波长不同而发生改变的现象称为折射率的色散。

(12)补色法则:两个非均质体除垂直光轴以外的任意方向切面,在正交偏光镜间45位置重叠,光波通过这两个矿片后,总光程差的增减称为补色法则。

(13)多色性和吸收性:在单偏光镜下转动载物台时,许多有色非均质体矿片的颜色及颜色的深浅发生变化,这种由于光波在晶体中波动方向不同,而使矿物的颜色发生变化的现象称为多色性,颜色深浅发生变化的现象称为吸收性。

(14)矿物的突起:在岩石薄片中,各种不同矿物表面高低不同,这种矿物表面突起来的现象称为突起。

(15)矿物的闪突起:在单偏光镜下,转动载物台,非均质体矿物边缘糙面及突起高低产生明显变化的现象称为闪突起。

(16)解理缝可视临界角:当解理面倾斜到一定角度时,解理缝就不见了,此时解理缝与矿片平面法线之间的夹角称为解理缝可见临界角。

(17)全反射临界角:入射光线的全部能量以反射光的形式全部返回入射介质的入射角。

晶体光学思考题-1

晶体光学思考题-1

晶体光学思考题1、观察二轴晶矿物多色性的明显程度应选择哪种切面?为什么?2、什么是闪突起?在你实习过的透明矿物中那些矿物具有闪突起现象?3、简述矿物系统鉴定的步骤、切面选择及主要的观察内容。

4、根据下表所列内容对比均质体光率体、一轴晶光率体和二轴晶光率体的特征。

类别均质体光率体一轴晶光率体二轴晶光率体特征形态特征最大双折率主折射率光性判别光轴数目5.画图并说明二轴晶垂直Bxa切面干涉图的图像特点6.电气石为一轴晶负光性。

试问:在平行电气石c轴的切面上,何为快光?在斜交电气石c轴的切面上,何为快光?7.在正交偏光系统下,放置一块非均质矿物切片,旋转载物台,将出现干涉色或消光。

现移去下偏光镜,让自然光直接射入该矿物切片。

试问:旋转载物台,能否同样地观察到干涉色或消光?为什么?8.已知石英中光波平行c 轴方向振动的折射率为1. 553, 垂直c 轴方向振动的折射率为1. 554, 求该矿物的光符正负, 最大双折率及垂直光轴切面上的双折率。

9. 已知方解石的No = 1. 658, Ne = 1. 486, 求:( 1 ) 轴性、光性符号;( 2 ) ⊥光轴及/ /光轴切面的突起等级;( 3 ) 在哪个切面闪突起最显著。

10. 蓝刚玉Ne = 1. 762 为浅绿色, No = 1. 770 为深蓝色, 求:( 1 ) 突起等级;( 2 ) 下降载物台时贝克线是向树胶移动还是向刚玉移动;( 3 ) 最大双折射率;( 4 ) 轴性、光性符号。

11. 单偏光镜下能够观察矿物的哪些光学特征?12. 已知角闪石两组解理的交角为56°和124 °, 为什么在薄片中测出的解理夹角可大于或小于上述角度? 应选择什么方向的切面, 才能测得真实的解理夹角?13. 何谓多色性、吸收性? 什么方向的矿物切面的多色性最明显?14. 贝克线移动规律是什么? 如何利用贝克线的移动规律来判断矿物折射率的相对大小?15. 在薄片中矿物突起高低取决于什么因素? 如何确定正突起和负突起?16. 已知薄片厚度d = 0. 03mm, R = 650nm, 分别用“计算”和“查色谱表”的方法求最大双折射率。

“晶体光学”复习思考题

“晶体光学”复习思考题
6要准确测定普通辉石的消光角ngz必须选择的切面这种切面在正交镜下的特征是具有晶轴与光率体主轴ng一致其最大双折率为0009薄片厚度为003mm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
晶体光学复习思考题 一、是非题 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、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、对于一轴晶矿物来说,其延性和光性总是一致的。 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
23、中级晶族的光性方位是一轴晶光率体的旋转轴与晶体的三个结晶轴之一重合。
24、在岩石薄片中,矿物突起愈低,其折射率就愈小。
25、矿物折射率与光波传播的速度紧密相关,因此光波在矿物中传播速度愈快,矿物折射 率就愈大。
二、填空题
1、单偏光下晶体光学性质的研究内容有 、


等四种。
2、突起正否确定的依据是
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

性,光轴面上的干涉色为

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

9、岩石薄片由


,薄片的标准厚度为

组成,连接它们的
,判别厚度的方法是

10、二轴晶垂直光轴切面干涉图的用途有
由下偏光镜透出的振动方向平行 PP 的偏光,进入矿片后,沿
通过矿
片,此时矿片的折射率值

53、单偏镜下物台上放置黑电气石平行光轴的切片,当其平行 Z 轴方向振动的光率体椭园

晶体学基础复习思考题.docx

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晶体学基础部分复习思考题一、比较下列基本概念的含义晶体与非晶体;空间点阵与品体结构;扭折与割阶;组元与相;凝固与结晶;固溶体与中间和;间隙固溶体与间隙相;肖脱基(Schottky)空位与弗兰克(Frenkel)空位——晶体屮的原子迁移到晶体表面或内表面的正常结点位置上,而使晶体内部留下空位,称为肖脱基(Schottky)空位;原子挤入点阵的间隙位置,而在晶体屮同时形成数口相等的空位和间隙原子,则称为弗兰克(Frenkel)空位。

全位错与分位错一一柏氏矢量等于点阵矢量的位错称为全位错;不等于点阵矢量的位错称为不全位错,小于点阵矢量的部分位错或分位错。

相与相变——相是合金中具有同一聚集状态、同一晶体结构和性质,并以界面相互隔开的均匀组成部分;从一种相到另一种相的转变叫相变。

有序化与有序固溶体一一对于某些合金,当其成分接近一定原子比时,较高温度时为短程有序,缓冷到某一温度以下,会转变为完全有序状态称为有序固溶体,这一转变过程称为固溶体的有序化。

二、填空题1.常见的三种晶体结构分是()、()和()o其中,()不属于14种布拉菲点阵中的一种。

2.七大晶系分别是()、()、()、()、()、()、和()。

3.对于刃型位错线,其柏氏矢量()于位错线,其滑移运动方向()于柏氏矢量,其攀移运动方向()于柏氏矢量;对于螺旋位错线,其柏氏矢量()于位错线,其滑移运动方向()于柏氏矢量,其交滑移运动方向()于柏氏矢量。

4.面心立方晶体(A1型结构)屮的两种典型不全位错分别是()不全位错和()不全位错,它们的柏氏矢量分别为()和()。

其中,()不全位错也被称为固定位错,只能攀移,不能滑移。

5.如果晶体屮不同的原子面用A、B、C、D等字母來表示,面心立方晶体中密排面的堆垛方式为(),密排六方晶体中密排面的堆垛方式为()。

常见金属晶体结构特性常见金属晶体结构的柏氏矢量三、简答题(本题共17分)1.简述柏氏矢量的物理意义。

2.为什么说点缺陷为热力学平衡缺陷,位错是热力学不平衡的缺陷?3.点缺陷对材料行为的影响。

晶体光学实验(十三)钾长石类白云母等

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

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。

正交偏光镜下晶体光学性质

正交偏光镜下晶体光学性质

确定光性
垂直光轴、斜交切面、 ⊥Bxa切面
确定切片方位
⊥ OA、⊥Bxa、 ⊥Bxo切面 闪图:平行光轴(面)切片
思考题(1)
单偏光和正交偏光下所观察到的晶体“颜色” 有何区别? 2. 普通辉石为正光性晶体,在正交偏光下其最高 干涉色为二级黄(R=880nm),⊥Bxa 切面具 有一级亮灰干涉色(R=210nm),设 NgNm=0.019,求薄片厚度。 3. 斜长石的Ng=1.563, Nm=1.555, Np=1.511, 薄片 厚度为0.03mm,问它在正交偏光镜下应有的干 涉色(光程差)如何?
(2)一轴晶干涉图
垂直光轴切面干涉图
一轴晶垂直光轴切面成因
一轴晶垂直光轴切面光性判断
斜交光轴切面干涉图
平行光轴切面
成因
(3) 二轴晶干涉图 垂直锐角等分线(⊥Bxa)切面干涉图
⊥Bxa切面干涉图成因
拜-弗定律
光沿任意方向射入二轴晶晶体,垂直此入射光的光率体切 面的椭圆半径必定是入射光与两个光轴所构成的二平面夹 角的两个平分面与切片的交线。
干涉色色谱表 R=d(Ng-Np)
横坐标:光程差(nm) 纵坐标:薄片厚度(mm) 射线:双折射率
(4)补色法则和补色器 补色法则 两晶体切片重叠时, 若Ng1∥Ng2、Np1∥Np2,即两晶体切片 的椭圆半径同名轴平行, 则总光程差为R=R1+R2,干涉色升高。
两晶体切片重叠时, 若Ng1∥Np2、Np1∥Ng2,即两晶体切片的椭 圆半径异名轴平行, 则总光程差为R=∣R1-R2∣,干涉色降低。
正交偏光镜下合成光波的振幅
A OB sin 2 sin ( R / )
2 2 2 2
•光程差R计算
tg ' d /V

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

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。

晶体光学复习思考题

晶体光学复习思考题

晶体光学复习思考题1、研究透明矿物的晶体光学性质应用哪种光?为什么?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、光波在非均质体中传播时,其传播速度及相应折射率值大小是取决于光波的传播方向还是取决于光波的振动方向?为什么?5、绘出一轴晶负光性光率体的三种主要切面,并注明每一个切面的半径名称。

6、解释:光率体、一轴晶、二轴晶、光轴、常光、非常光、光学主轴、主轴面、光轴面、光轴角、Bxo、Bxa、双折射率。

7、试从形态、主轴(主折射率)、光轴、主要切面、光性规定等,对比一轴晶与二轴晶光率体的特征。

8、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、⊥A(1)、⊥A(2)、⊥Bxa、∥A、斜交A9、写出下列切面的轴性、光性、切面方向和双折射率大小。

Ne10、当入射光波为偏光,如果其振动方向平行于垂直入射光波的光率体椭圆切面长短半径之一时,光波进入矿片后的情况如何?如果入射偏光的振动方向与光率体椭圆长短半径斜交时,光波进入矿片后的情况又如何?11、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。

12、假设普通角闪石的Ng、Nm和Np分别为1.701、1.691和1.655,且其光性方位是Nm=Y,N g∧Z=30°, β=60°。

试确定普通角闪石的光性符号,并绘出普通角闪石的光性范围图以及(001)、(010)和(100)面上的光率体椭圆切面及长短半径与{110}解理缝之间的关系。

13、偏光显微镜由哪些主要部件组成14、偏光显微镜与生物显微镜有什么区别?这些区别有什么作用?15、使用偏光显微镜应注意哪些事项?16、为什么要校正偏光显微镜的中心?在校正中心时,扭动定心校正螺丝时,为什么只能使质点由α`处移动至偏心圆圆心(O点)而不能直接移至十字丝交点?如果使质点移至十字丝交点,将会发生什么也的情况?17、如何确定下偏光镜的振动方向?这样才能使目镜十字丝能够代表上、下偏光镜的振动方向?18、单偏光(-N)装置有何特点?如何确定下偏光的振动方向?在-N下可研究矿物晶体的哪些光学性质?19、试描述下列矿物的形态、解理组数及完善程度。

(完整word版)晶体光学 复习资料

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91021,91022班晶体光试题(A)2004.6班级姓名成绩一、是非题,正确的画“√”,错误的画“⨯”(共10分,每小题1分)1.光波沿任何方向射入非均质体透明矿物都要发生双折射。

()2.二轴晶光率体的任意切面都含有Nm。

()3.黄玉(黄晶)的Ng-Nm=0.007、Ng-Np=0.009,其为二轴晶负光性矿物。

()4.边缘明显、糙面显著的矿物必为正高突起的矿物。

()5.普通角闪石的Ng-深绿色、Nm-绿色、Np-浅黄绿色,其吸收性公式为Ng>Nm>Np。

()6.硬玉具有{110}、{110}两组完全解理。

()7.矿物干涉色级序的高低,取决于光程差的大小。

()8.在正交偏光镜下呈现四次消光和干涉的矿物一定是非均质体矿物。

()9.在二轴晶垂直光轴切面的干涉图中,当2V=900时,黑带为一直带。

()10.顽火辉石为斜方晶系矿物,其所有切面都具斜消光。

()二、选择题(共20分,每小题2分)1.刚玉有两个主折射率值,在平行c轴方向上的主折射率值为1.763,垂直c轴方向上的主折射率值为1.772,该矿物为()。

A、一轴晶正光性矿物B、一轴晶负光性矿物C、二轴晶正光性矿物D、二轴晶负光性矿物2.二轴晶正光性矿物的Bxa为()。

A、NeB、NoC、NgD、Np3.某矿物光率体三个主轴Ng、Nm、Np与结晶轴a、b、c斜交,该矿物属于()。

A、六方晶系B、斜方晶系C、单斜晶系D、三斜晶系4.微斜长石的突起等级为()。

A、负高突起B、负低突起C、正低突起D、正高突起5.石英的两个主折射率值为1.553、1.544,矿片厚度为0.03mm,该矿物的最高干涉色为()。

A、一级暗灰B、一级黄白C、一级橙黄D、一级紫红6.测定单斜角闪石的Ng∧C最大消光角时,要选择()。

A、//(001)的切面B、//(100)的切面C、//(010)的切面D、//(110)的切面7.利用干涉图确定矿物的轴性、光性符号,估计2V(二轴晶)大小,应选择该矿物的()。

晶体光学复习思考题参考答案解析

晶体光学复习思考题参考答案解析

晶体光学课后复习思考题参考答案(若有部分错误,请谅解~)第一章1.研究透明矿物的晶体光学性质应用哪种光?为什么?参考答案:根据实验的需要;不同的晶体光学性质需要用不同的光来鉴定。

2.矿物折射率的大小与哪些因素有关?参考答案:矿物自身构造3.①光波在均质体和非均质体中的传播特点有何不同?②为什么?参考答案:①光波射入均质体中,发生单折射现象,基本不改变入射光波振动特点和振动方向。

P5;光波沿光轴方向射入非均质体中时,不发生双折射,基本不改变入射光波的振动特点和振动方向。

光波沿非光轴方向射入非均质体中时,入射光波会发生双折射而分解形成两种偏光。

P5;②由于均质体的光学性质各个方向相同,而非均质体的光学性质随方向的不同而不同。

4.①光波在非均质体中传播时,其传播速度及相应折射率大小是取决于光波的传播方向还是取决于光波的振动方向?②为什么?参考答案:①取决于光波的振动方向P6;②根据电磁波理论,组成物质的原子或离子受电磁波扰动将极化成偶极子,可见光波在吴志忠的传播主要就是通过偶极子的感应振动来进行的。

在晶体中使振动偶极子回复到平衡位置的回复力强度控制光波的传播速度。

因此,光波在非均质体中的传播速度取决于光波的振动方向。

P65.绘出一轴晶负光性光率体的三种主要切面,并注明每一个切面的半径名称。

垂直光轴切面斜交光轴切面平行光轴切面 P96.解释下列名词:光率体、一轴晶、二轴晶、光轴、常光、非常光、光学主轴、主轴面、光轴面、光轴角、Bxo、Bxa、双折射率。

光率体:表示光波在晶体中传播时,光波的振动方向与相应折射率之间关系的光学立体图形。

P6一轴晶:只有一个光轴的非均质体称一轴晶。

P5二轴晶:有两个光轴的非均质体成为二轴晶。

P5光轴:在非均质体中,不发生双折射的特殊方向成为光轴(Z轴、OA)P5常光:当光波射入一轴晶时,发生双折射形成两种偏光,其中振动方向垂直Z晶轴,其传播速度及其相应折射率值不变的偏光称为常光,以符号”o”表示。

复习-固体物理习题与思考题

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第一章晶体结构 思 考 题1. 以堆积模型计算由同种原子构成的同体积的体心和面心立方晶体中的原子数之比. [解答] 设原子的半径为R , 体心立方晶胞的空间对角线为4R , 晶胞的边长为3/4R , 晶胞的体积为()33/4R , 一个晶胞包含两个原子, 一个原子占的体积为()2/3/43R ,单位体积晶体中的原子数为()33/4/2R ; 面心立方晶胞的边长为2/4R , 晶胞的体积为()32/4R , 一个晶胞包含四个原子, 一个原子占的体积为()4/2/43R , 单位体积晶体中的原子数为()32/4/4R . 因此, 同体积的体心和面心立方晶体中的原子数之比为2/323⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=0.272.2. 解理面是面指数低的晶面还是指数高的晶面?为什么?[解答]晶体容易沿解理面劈裂,说明平行于解理面的原子层之间的结合力弱,即平行解理面的原子层的间距大. 因为面间距大的晶面族的指数低, 所以解理面是面指数低的晶面.3. 基矢为=1a i a , =2a aj , =3a ()k j i ++2a 的晶体为何种结构? 若=3a ()k j +2a +i 23a , 又为何种结构? 为什么?[解答]有已知条件, 可计算出晶体的原胞的体积23321a =⨯⋅=a a a Ω.由原胞的体积推断, 晶体结构为体心立方. 按照本章习题14, 我们可以构造新的矢量=-=13a a u 2a ()k j i ++-,=-=23a a v 2a()k j i +-,=-+=321a a a w 2a()k j i -+.w v u ,,对应体心立方结构. 根据14题可以验证, w v u ,,满足选作基矢的充分条件.可见基矢为=1a i a , =2a aj , =3a ()k j i ++2a 的晶体为体心立方结构.ﻩ若=3a ()k j +2a +i 23a ,则晶体的原胞的体积23321a Ω=⨯⋅=a a a ,该晶体仍为体心立方结构.4. 与晶列[l 1l 2l 3]垂直的倒格面的面指数是什么?[解答]ﻩ正格子与倒格子互为倒格子. 正格子晶面(h 1h 2h 3)与倒格式=h K h 11b +h 22b +h 33b 垂直, 则倒格晶面(l 1l 2l3)与正格矢=l R l 11a + l22a + l33a 正交. 即晶列[l1l 2l 3]与倒格面(l 1l 2l 3) 垂直.5. 在结晶学中, 晶胞是按晶体的什么特性选取的?[解答]在结晶学中, 晶胞选取的原则是既要考虑晶体结构的周期性又要考虑晶体的宏观对称性.6.六角密积属何种晶系? 一个晶胞包含几个原子?ﻩ[解答]六角密积属六角晶系, 一个晶胞(平行六面体)包含两个原子.7.面心立方元素晶体中最小的晶列周期为多大? 该晶列在哪些晶面内?[解答]周期最小的晶列一定在原子面密度最大的晶面内. 若以密堆积模型, 则原子面密度最大的晶面就是密排面. 由图1.9可知密勒指数(111)[可以证明原胞坐标系中的面指数也为(111)]是一个密排面晶面族, 最小的晶列周期为2/2a . 根据同族晶面族的性质, 周期最小的晶列处于{111}面内.8. 在晶体衍射中,为什么不能用可见光?[解答]晶体中原子间距的数量级为1010-米,要使原子晶格成为光波的衍射光栅,光波的波长应小于1010-米. 但可见光的波长为7.6−4.0710-⨯米, 是晶体中原子间距的1000倍. 因此, 在晶体衍射中,不能用可见光.9. 高指数的晶面族与低指数的晶面族相比, 对于同级衍射, 哪一晶面族衍射光弱? 为什么?[解答]ﻩ对于同级衍射, 高指数的晶面族衍射光弱, 低指数的晶面族衍射光强. 低指数的晶面族面间距大, 晶面上的原子密度大, 这样的晶面对射线的反射(衍射)作用强. 相反, 高指数的晶面族面间距小, 晶面上的原子密度小, 这样的晶面对射线的反射(衍射)作用弱. 另外, 由布拉格反射公式ﻩﻩﻩﻩﻩ λθn sin 2=hkl d可知, 面间距hkl d 大的晶面, 对应一个小的光的掠射角θ. 面间距hkl d 小的晶面, 对应一个大的光的掠射角θ. θ越大, 光的透射能力就越强, 反射能力就越弱.10. 温度升高时, 衍射角如何变化? X 光波长变化时, 衍射角如何变化?[解答]温度升高时, 由于热膨胀, 面间距hkl d 逐渐变大. 由布拉格反射公式ﻩ ﻩ ﻩλθn sin 2=hkl d可知, 对应同一级衍射, 当X 光波长不变时, 面间距hkl d 逐渐变大, 衍射角θ逐渐变小.所以温度升高, 衍射角变小.当温度不变, X 光波长变大时, 对于同一晶面族, 衍射角θ随之变大.第2章晶体的结合思考题1.是否有与库仑力无关的晶体结合类型?[解答]ﻩ共价结合中,电子虽然不能脱离电负性大的原子, 但靠近的两个电负性大的原子可以各出一个电子, 形成电子共享的形式,即这一对电子的主要活动范围处于两个原子之间, 通过库仑力, 把两个原子连接起来. 离子晶体中,正离子与负离子的吸引力就是库仑力.金属结合中, 原子实依靠原子实与电子云间的库仑力紧紧地吸引着.分子结合中, 是电偶极矩把原本分离的原子结合成了晶体. 电偶极矩的作用力实际就是库仑力. 氢键结合中, 氢先与电负性大的原子形成共价结合后, 氢核与负电中心不在重合, 迫使它通过库仑力再与另一个电负性大的原子结合.可见,所有晶体结合类型都与库仑力有关.2.如何理解库仑力是原子结合的动力?[解答]ﻩ晶体结合中,原子间的排斥力是短程力, 在原子吸引靠近的过程中,把原本分离的原子拉近的动力只能是长程力, 这个长程吸引力就是库仑力. 所以, 库仑力是原子结合的动力. 3.晶体的结合能, 晶体的内能, 原子间的相互作用势能有何区别?[解答]ﻩ自由粒子结合成晶体过程中释放出的能量, 或者把晶体拆散成一个个自由粒子所需要的能量,称为晶体的结合能.ﻩ原子的动能与原子间的相互作用势能之和为晶体的内能.在0K时, 原子还存在零点振动能.但零点振动能与原子间的相互作用势能的绝对值相比小得多. 所以, 在0K时原子间的相互作用势能的绝对值近似等于晶体的结合能.4.原子间的排斥作用取决于什么原因?[解答]ﻩ相邻的原子靠得很近, 以至于它们内层闭合壳层的电子云发生重叠时, 相邻的原子间便产生巨大排斥力.也就是说, 原子间的排斥作用来自相邻原子内层闭合壳层电子云的重叠.5.原子间的排斥作用和吸引作用有何关系? 起主导的范围是什么?[解答]在原子由分散无规的中性原子结合成规则排列的晶体过程中, 吸引力起到了主要作用. 在吸引力的作用下, 原子间的距离缩小到一定程度, 原子间才出现排斥力. 当排斥力与吸引力相等时,晶体达到稳定结合状态. 可见, 晶体要达到稳定结合状态, 吸引力与排斥力缺一不可. 设此时相邻原子间的距离为0r, 当相邻原子间的距离r>0r时, 吸引力起主导作用;当相邻原子间的距离r<0r时,排斥力起主导作用.6.共价结合为什么有“饱和性”和“方向性”?[解答]设N为一个原子的价电子数目, 对于IVA、VA、VI A、VII A族元素,价电子壳层一共有8个量子态, 最多能接纳(8-N)个电子, 形成(8-N)个共价键.这就是共价结合的“饱和性”.共价键的形成只在特定的方向上, 这些方向是配对电子波函数的对称轴方向, 在这个方向上交迭的电子云密度最大. 这就是共价结合的“方向性”.7.共价结合, 两原子电子云交迭产生吸引, 而原子靠近时, 电子云交迭会产生巨大的排斥力, 如何解释?[解答]ﻩ共价结合, 形成共价键的配对电子, 它们的自旋方向相反, 这两个电子的电子云交迭使得体系的能量降低,结构稳定. 但当原子靠得很近时, 原子内部满壳层电子的电子云交迭, 量子态相同的电子产生巨大的排斥力, 使得系统的能量急剧增大.8.试解释一个中性原子吸收一个电子一定要放出能量的现象.[解答]当一个中性原子吸收一个电子变成负离子, 这个电子能稳定的进入原子的壳层中, 这个电子与原子核的库仑吸引能的绝对值一定大于它与其它电子的排斥能. 但这个电子与原子核的库仑吸引能是一负值. 也就是说, 当中性原子吸收一个电子变成负离子后,这个离子的能量要低于中性原子原子的能量. 因此, 一个中性原子吸收一个电子一定要放出能量.9.如何理解电负性可用电离能加亲和能来表征?[解答]ﻩ使原子失去一个电子所需要的能量称为原子的电离能, 电离能的大小可用来度量原子对价电子的束缚强弱. 一个中性原子获得一个电子成为负离子所释放出来的能量称为电子亲和能.放出来的能量越多, 这个负离子的能量越低,说明中性原子与这个电子的结合越稳定. 也就是说, 亲和能的大小也可用来度量原子对电子的束缚强弱. 原子的电负性大小是原子吸引电子的能力大小的度量. 用电离能加亲和能来表征原子的电负性是符合电负性的定义的.10.为什么许多金属为密积结构?[解答]ﻩ金属结合中, 受到最小能量原理的约束, 要求原子实与共有电子电子云间的库仑能要尽可能的低(绝对值尽可能的大).原子实越紧凑,原子实与共有电子电子云靠得就越紧密, 库仑能就越低. 所以,许多金属的结构为密积结构.11.你认为固体的弹性强弱主要由排斥作用决定呢, 还是吸引作用决定?[解答]如上图所示,0r附近的力曲线越陡,当施加一定外力, 固体的形变就越小. 0r附近力曲线的斜率决定了固体的弹性性质. 而0r附近力曲线的斜率主要取决于排斥力.因此, 固体的弹性强弱主要由排斥作用决定.12.固体呈现宏观弹性的微观本质是什么?[解答]固体受到外力作用时发生形变,外力撤消后形变消失的性质称为固体的弹性. 设无外力时相邻原子间的距离为0r, 当相邻原子间的距离r>0r时, 吸引力起主导作用; 当相邻原子间的距离r<0r时,排斥力起主导作用. 当固体受挤压时, r<0r,原子间的排斥力抗击着这一形变.当固体受拉伸时, r>0r,原子间的吸引力抗击着这一形变.因此,固体呈现宏观弹性的微观本质是原子间存在着相互作用力, 这种作用力既包含着吸引力,又包含着排斥力.13.固体中的弹性波与理想流体中的传播的波有何差异? 为什么?[解答]理想流体中只能传播纵波. 固体中不仅能传播纵波, 还能传播切变波. 这是因为理想流体分子间距离大, 分子间不存在切向作用力,只存在纵向作用力;而固体原子间距离小,原子间不仅存在纵向作用力,还存在切向作用力.第三章晶格振动与晶体的热学性质思 考 题1. 引入玻恩卡门条件的理由是什么?ﻩ[解答](1) (1) 方便于求解原子运动方程.由本教科书的(3.4)式可知, 除了原子链两端的两个原子外, 其它任一个原子的运动都与相邻的两个原子的运动相关. 即除了原子链两端的两个原子外, 其它原子的运动方程构成了个联立方程组. 但原子链两端的两个原子只有一个相邻原子, 其运动方程仅与一个相邻原子的运动相关, 运动方程与其它原子的运动方程迥然不同. 与其它原子的运动方程不同的这两个方程, 给整个联立方程组的求解带来了很大的困难.(2) (2) 与实验结果吻合得较好.对于原子的自由运动, 边界上的原子与其它原子一样, 无时无刻不在运动. 对于有N 个原子构成的的原子链, 硬性假定0 ,01==N u u 的边界条件是不符合事实的. 其实不论什么边界条件都与事实不符. 但为了求解近似解, 必须选取一个边界条件. 晶格振动谱的实验测定是对晶格振动理论的最有力验证(参见本教科书§3.2与§3.4). 玻恩卡门条件是晶格振动理论的前提条件. 实验测得的振动谱与理论相符的事实说明, 玻恩卡门周期性边界条件是目前较好的一个边界条件.2. 什么叫简正振动模式?简正振动数目、格波数目或格波振动模式数目是否是一回事? ﻩ[解答]为了使问题既简化又能抓住主要矛盾,在分析讨论晶格振动时,将原子间互作用力的泰勒级数中的非线形项忽略掉的近似称为简谐近似. 在简谐近似下, 由N个原子构成的晶体的晶格振动, 可等效成3N 个独立的谐振子的振动. 每个谐振子的振动模式称为简正振动模式, 它对应着所有的原子都以该模式的频率做振动, 它是晶格振动模式中最简单最基本的振动方式. 原子的振动, 或者说格波振动通常是这3N 个简正振动模式的线形迭加.简正振动数目、格波数目或格波振动模式数目是一回事, 这个数目等于晶体中所有原子的自由度数之和, 即等于3N .3. 长光学支格波与长声学支格波本质上有何差别?ﻩ[解答]长光学支格波的特征是每个原胞内的不同原子做相对振动, 振动频率较高, 它包含了晶格振动频率最高的振动模式. 长声学支格波的特征是原胞内的不同原子没有相对位移, 原胞做整体运动, 振动频率较低, 它包含了晶格振动频率最低的振动模式, 波速是一常数. 任何晶体都存在声学支格波, 但简单晶格(非复式格子)晶体不存在光学支格波.4. 温度一定,一个光学波的声子数目多呢, 还是声学波的声子数目多?[解答]频率为ω的格波的(平均) 声子数为11)(/-=T k B e n ωω .因为光学波的频率O ω比声学波的频率A ω高, (1/-T k B O e ω )大于(1/-T k B A e ω ), 所以在温度一定情况下, 一个光学波的声子数目少于一个声学波的声子数目.5. 对同一个振动模式, 温度高时的声子数目多呢, 还是温度低时的声子数目多? ﻩ[解答]设温度T H >T L , 由于(1/-H B T k eω )小于(1/-LB T k e ω ), 所以温度高时的声子数目多于温度低时的声子数目.6. 高温时, 频率为ω的格波的声子数目与温度有何关系?ﻩ[解答]ﻩ温度很高时, 1/-≈ωω T k B e , 频率为ω的格波的(平均) 声子数为11)(/-=T k B e n ωω ω T k B ≈.可见高温时, 格波的声子数目与温度近似成正比.7. 你认为简单晶格存在强烈的红外吸收吗?ﻩ[解答]实验已经证实, 离子晶体能强烈吸收远红外光波. 这种现象产生的根源是离子晶体中的长光学横波能与远红外电磁场发生强烈耦合. 简单晶格中不存在光学波, 所以简单晶格不会吸收远红外光波.8. 爱因斯坦模型在低温下与实验存在偏差的根源是什么?[解答]按照爱因斯坦温度的定义, 爱因斯坦模型的格波的频率大约为Hz 1013, 属于光学支频率. 但光学格波在低温时对热容的贡献非常小, 低温下对热容贡献大的主要是长声学格波. 也就是说爱因斯坦没考虑声学波对热容的贡献是爱因斯坦模型在低温下与实验存在偏差的根源.9. 在甚低温下, 德拜模型为什么与实验相符?[解答]在甚低温下, 不仅光学波得不到激发, 而且声子能量较大的短声学格波也未被激发, 得到激发的只是声子能量较小的长声学格波. 长声学格波即弹性波. 德拜模型只考虑弹性波对热容的贡献. 因此, 在甚低温下, 德拜模型与事实相符, 自然与实验相符.10. 在绝对零度时还有格波存在吗? 若存在, 格波间还有能量交换吗?ﻩ[解答] 频率为i ω的格波的振动能为i i i n ωε ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=21,其中i i n ω 是由i n 个声子携带的热振动能, (2/i ω )是零点振动能, 声子数11/-=T k i B i e n ω .绝对零度时, i n =0. 频率为i ω的格波的振动能只剩下零点振动能.格波间交换能量是靠声子的碰撞实现的. 绝对零度时, 声子消失, 格波间不再交换能量.11. 温度很低时, 声子的自由程很大, 当0→T 时, ∞→λ, 问0→T 时, 对于无限长的晶体, 是否成为热超导材料?[解答]对于电绝缘体, 热传导的载流子是声子. 当0→T 时, 声子数n 0→. 因此, 0→T 时, 不论晶体是长还是短, 都自动成为热绝缘材料.12. 石英晶体的热膨胀系数很小, 问它的格林爱森常数有何特点?[解答]由本教科书可知, 热膨胀系数V α与格林爱森常数γ成正比. 石英晶体的热膨胀系数很小, 它的格林爱森常数也很小. 格林爱森常数γ大小可作为晶格非简谐效应大小的尺度. 石英晶体的格林爱森常数很小, 说明它的非简谐效应很小.第四章 晶体中电子能带理论思考题1. 波矢空间与倒格空间有何关系? 为什么说波矢空间内的状态点是准连续的? ﻩ[解答]波矢空间与倒格空间处于统一空间, 倒格空间的基矢分别为321 b b b 、、, 而波矢空间的基矢分别为32N N / / /321b b b 、、1N , N1、N 2、N3分别是沿正格子基矢321 a a a 、、方向晶体的原胞数目.倒格空间中一个倒格点对应的体积为*321) (Ω=⨯⋅b b b ,波矢空间中一个波矢点对应的体积为N N b N b N b *332211)(Ω=⨯⋅,即波矢空间中一个波矢点对应的体积, 是倒格空间中一个倒格点对应的体积的1/N . 由于N是晶体的原胞数目, 数目巨大, 所以一个波矢点对应的体积与一个倒格点对应的体积相比是极其微小的. 也就是说, 波矢点在倒格空间看是极其稠密的. 因此, 在波矢空间内作求和处理时, 可把波矢空间内的状态点看成是准连续的.2. 与布里渊区边界平行的晶面族对什么状态的电子具有强烈的散射作用?ﻩ[解答]当电子的波矢k 满足关系式0)2(=+⋅n n K k K时, 与布里渊区边界平行且垂直于n K 的晶面族对波矢为k 的电子具有强烈的散射作用. 此时, 电子的波矢很大, 波矢的末端落在了布里渊区边界上, k 垂直于布里渊区边界的分量的模等于2/n K .3. 一维周期势函数的付里叶级数nx ai n n eV x V π2)(∑=中, 指数函数的形式是由什么条件决定的?[解答]周期势函数V (x ) 付里叶级数的通式为 xi nn n e V x V λ∑=)( 上式必须满足势场的周期性, 即xi n n a i x i n n a x i n n n n n n e V x V e e V e V a x V λλλλ∑∑∑====++)()()()(.显然1=a i n e λ.要满足上式, n λ必为倒格矢n a n πλ2=.可见周期势函数V (x )的付里叶级数中指数函数的形式是由其周期性决定的.4. 在布里渊区边界上电子的能带有何特点?[解答]电子的能带依赖于波矢的方向, 在任一方向上, 在布里渊区边界上, 近自由电子的能带一般会出现禁带. 若电子所处的边界与倒格矢n K 正交, 则禁带的宽度)(2n K V E g=, )(n K V 是周期势场的付里叶级数的系数.不论何种电子, 在布里渊区边界上, 其等能面在垂直于布里渊区边界的方向上的斜率为零, 即电子的等能面与布里渊区边界正交.5. 当电子的波矢落在布里渊区边界上时, 其有效质量何以与真实质量有显著差别?[解答]晶体中的电子除受外场力的作用外, 还和晶格相互作用. 设外场力为F , 晶格对电子的作用力为F l , 电子的加速度为)(1l m F F a +=.但F l 的具体形式是难以得知的. 要使上式中不显含F l , 又要保持上式左右恒等, 则只有F a *1m =.显然, 晶格对电子的作用越弱, 有效质量m*与真实质量m的差别就越小. 相反, 晶格对电子的作用越强, 有效质量m *与真实质量m 的差别就越大. 当电子的波矢落在布里渊区边界上时, 与布里渊区边界平行的晶面族对电子的散射作用最强烈. 在晶面族的反射方向上, 各格点的散射波相位相同, 迭加形成很强的反射波. 正因为在布里渊区边界上的电子与晶格的作用很强, 所以其有效质量与真实质量有显著差别.6. 带顶和带底的电子与晶格的作用各有什么特点?ﻩ[解答]由本教科书得m m ml F F F +=*. 将上式分子变成能量的增量形式m t m t mt l d d d *ννν⋅+⋅=⋅F F F , 从能量的转换角度看, 上式可表述为m E mE m E 晶格对电子作的功外场力对电子作的功外场力对电子作的功)d ()(d )(d *+=.由于能带顶是能带的极大值, 22k E∂∂<0, 所以有效质量222*k Em ∂∂= <0.说明此时晶格对电子作负功, 即电子要供给晶格能量, 而且电子供给晶格的能量大于外场力对电子作的功. 而能带底是该能带的极小值, 22k E∂∂>0,所以电子的有效质量222*k Em ∂∂= >0.但比m小. 这说明晶格对电子作正功. m*<m 的例证, 不难由(5.36)式求得 n n V T mm 211*+=<1. 7. 电子的有效质量*m 变为∞的物理意义是什么?[解答]仍然从能量的角度讨论之. 电子能量的变化m E m E m E 晶格对电子作的功外场力对电子作的功外场力对电子作的功)d ()(d )(d *+=[]电子对晶格作的功外场力对电子作的功)d ()(d 1E E m -=. 从上式可以看出,当电子从外场力获得的能量又都输送给了晶格时, 电子的有效质量*m 变为∞. 此时电子的加速度01*==F a m ,即电子的平均速度是一常量. 或者说, 此时外场力与晶格作用力大小相等, 方向相反.8. 紧束缚模型下, 内层电子的能带与外层电子的能带相比较, 哪一个宽? 为什么?ﻩ[解答]以s态电子为例.紧束缚模型电子能带的宽度取决于积分s J 的大小, 而积分rR r R r r r d )()]()([)(*n at s n at N at s s V V J ----=⎰ϕϕΩ 的大小又取决于)(r ats ϕ与相邻格点的)(n at s R r -ϕ的交迭程度. 紧束缚模型下, 内层电子的)(r at s ϕ与)(n at s R r -ϕ交叠程度小, 外层电子的)(r at s ϕ与)(n at s R r -ϕ交迭程度大. 因此, 紧束缚模型下, 内层电子的能带与外层电子的能带相比较, 外层电子的能带宽.9. 等能面在布里渊区边界上与界面垂直截交的物理意义是什么?[解答]将电子的波矢k 分成平行于布里渊区边界的分量//k 和垂直于布里渊区边界的分量k ┴. 则由电子的平均速度)(1k E k ∇= ν得到 ////1k E∂∂=ν,⊥⊥∂∂=k E 1ν. 等能面在布里渊区边界上与界面垂直截交, 则在布里渊区边界上恒有⊥∂∂k E /=0, 即垂直于界面的速度分量⊥ν为零. 垂直于界面的速度分量为零, 是晶格对电子产生布拉格反射的结果. 在垂直于界面的方向上, 电子的入射分波与晶格的反射分波干涉形成了驻波.10. 一维简单晶格中一个能级包含几个电子?ﻩ[解答]设晶格是由N个格点组成, 则一个能带有N个不同的波矢状态, 能容纳2N个电子.由于电子的能带是波矢的偶函数, 所以能级有(N/2)个.可见一个能级上包含4个电子.11. 本征半导体的能带与绝缘体的能带有何异同?ﻩ[解答]在低温下, 本征半导体的能带与绝缘体的能带结构相同. 但本征半导体的禁带较窄,禁带宽度通常在2个电子伏特以下.由于禁带窄,本征半导体禁带下满带顶的电子可以借助热激发, 跃迁到禁带上面空带的底部, 使得满带不满,空带不空, 二者都对导电有贡献.第六章 金属电子论思 考 题1.如何理解电子分布函数)(E f 的物理意义是: 能量为E 的一个量子态被电子所占据的平均几率?[解答]金属中的价电子遵从费密-狄拉克统计分布, 温度为T时, 分布在能级E上的电子数目1/)(+=-T k E E B F e g n ,g 为简并度, 即能级E 包含的量子态数目. 显然, 电子分布函数11)(/)(+=-T k E E B F e E f是温度T 时, 能级E 的一个量子态上平均分布的电子数. 因为一个量子态最多由一个电子所占据, 所以)(E f 的物理意义又可表述为: 能量为E 的一个量子态被电子所占据的平均几率.2.绝对零度时, 价电子与晶格是否交换能量?[解答]ﻩ晶格的振动形成格波,价电子与晶格交换能量,实际是价电子与格波交换能量. 格波的能量子称为声子, 价电子与格波交换能量可视为价电子与声子交换能量. 频率为i ω的格波的声子数11/-=T k i B i e n ω .从上式可以看出, 绝对零度时, 任何频率的格波的声子全都消失. 因此, 绝对零度时, 价电子与晶格不再交换能量.3.你是如何理解绝对零度时和常温下电子的平均动能十分相近这一点的?[解答]自由电子论只考虑电子的动能. 在绝对零度时, 金属中的自由(价)电子, 分布在费密能级及其以下的能级上, 即分布在一个费密球内. 在常温下, 费密球内部离费密面远的状态全被电子占据, 这些电子从格波获取的能量不足以使其跃迁到费密面附近或以外的空状态上, 能够发生能态跃迁的仅是费密面附近的少数电子, 而绝大多数电子的能态不会改变. 也就是说, 常温下电子的平均动能与绝对零度时的平均动能一定十分相近.4.晶体膨胀时, 费密能级如何变化?[解答]费密能级3/2220)3(2πn m E F=,其中n 是单位体积内的价电子数目. 晶体膨胀时, 体积变大, 电子数目不变, n 变小, 费密能级降低.5.为什么温度升高, 费密能反而降低?[解答]当0≠T 时, 有一半量子态被电子所占据的能级即是费密能级. 温度升高, 费密面附近的电子从格波获取的能量就越大, 跃迁到费密面以外的电子就越多, 原来有一半量子态被电子所占据的能级上的电子就少于一半, 有一半量子态被电子所占据的能级必定降低. 也就是说, 温度升高, 费密能反而降低.6.为什么价电子的浓度越大, 价电子的平均动能就越大?[解答]。

晶体光学课后答案

晶体光学课后答案

晶体光学课后答案【篇一:晶体光学复习题(2) 】lass=txt> 晶体光学基础(判断对错 /简答) 1 (t ) 2( f ) 3( t )4( f )5( t) 6( f) 7(t )8(f )9(t) 10(f) 11(f )12 ( t)1.除真空以外的任何介质的折射率总是大于1(t )2.折射定律表达为折射率为入射角与折射角的正弦之比,所以入射角越大 ,折射率越大;入射角越小,折射率越小 (f )3.某介质绝对折射率为光在空气中传播速度与在该介质中速度之比,即 n=co/v (t )4 .光在某介质中传播速度愈快,折射率愈大 ( f )5 .光由光疏介质射入光密介质,永远不会发生全反射 (t)6 .光由光密介质射入光疏介质,一定发生全反射 (f )7 .均质体有无数个相同的N或只有一个N(t )8 .非均质体有几个不同的N( f )9 .自然光射入均质体中,基本仍为自然光,偏光射入仍为偏光,不放生双折射(t)10 .自然光射入非均质体中一般发生双折射形成两种偏光;偏光射入非均质体中,按入射偏光传播,不发生双折射( f )11 .光在晶体中传播方向一致,则N一样( f )12 .光在晶体中振动方向一致,则N一样(t )光率体基础 1( f)2( f) 3(f) 4(f )5(t )6(t)7(t) 8(t)9(t)10 ( f) 11 (t) 12(t )13 ( t) 14 (t)15 (f) 16 (f)17 (f)18 (f)19 (t) 20( f)1. 一轴晶有 n e 、 no 两个折射率,二轴晶有n g 、nm 、np 三个折射率 ( f )2. 一轴晶 n e no , 二轴晶 n g nm np ( f )3. 一轴晶正光性 n e no ;负光性 n e no ; 二轴晶正光性 n g nm np;负光性 n g nm n p ( f )4.一轴晶光率体切面始终有一个 no ,二轴晶光率体切面始终有一个nm (f )5.无论是一轴晶还是二轴晶,具有最大双折率的切面一定平行光轴(t)6. 一轴晶有一个光率体圆切面,二轴晶有两个光率体圆切面(t )7. 一轴晶有两个主折射率n e 、 no ,二轴晶有三个主折射率n g 、nm 、n p (t )8. 二轴晶光轴面一定是与n g n p 面一致( t )9. 二轴晶垂直光轴面的任意切面总有一个半径是n m (t )10. 一轴晶最大双折率为︱n e –no ︱,二轴晶最大双折率为n g –nm (f)11.12.13.二轴晶 bxa 一定垂直 bxo ( t )二轴晶 bxa 和、 bxo 构成的切面也一定是与光轴面一致( t )二轴晶 bxa 或 bxo 不可能是 nm (t )14.一轴晶光率体的光轴始终是竖直的( t )15.二轴晶光率体的 n g 始终是竖直的( f )16. 一轴晶 n e 与 z 轴始终一致,二轴晶ng 与 z 轴始终一致 (f )17.二轴晶三个光率体主轴一定与三个结晶轴一致(f )18. 一轴晶光轴( ne )始终是竖直的,二轴晶光轴面(oap )则始终是竖直的( f )19.二轴晶斜方晶系 n g 、 nm 、 np 与 x、 y、 z 轴一致( t )20. 二轴晶单斜晶系一定是nm =y ( f )单偏光镜下晶体光学性质1( t)2(t)3(f ) 4( f)5( f) 6(t)7 (f )8(f)9( t) 10 (f )11 ( t) 12 (t) 13(t )14 (t)15 (t) 16(f)17 ( f) 18 (f) 19(f )20 ( f)1.解理缝一般是暗色细缝( t )2.当解理面与薄片垂直时解理缝最清楚( t )3. 某矿物切面见不到解理缝,说明该矿物一定不发育解理( f )4.辉石和长石都发育两组解理,薄片中辉石见到解理的机会少,而长石机会多( f )5. 手标本上见到某矿物有颜色,则薄片中一定也有颜色( f )6.均质体矿物在薄片中一定无多色性( t )7.非均质体矿物在薄片中一定有多色性( f )8.薄片中矿物有颜色的切面一定有多色性(f)9. 有多色性矿物的没有多色性的切面一般是光率体圆切面(t )10. 有多色性的一轴晶只有n eno 面上有多色性,二轴晶只有n g np 面上有多色性( f )11. 电气石纵切面平行十字丝纵丝时,所见的颜色是no (t )12. 黑云母解理缝平行十字丝纵丝时,所见的颜色是np (t )13. 普通角闪石( 010 )面上多色性最明显,可以见到n g 和 np 的颜色( t )14.普通角闪石( 001 )面上可以见到两组解理,其锐夹角方向为nm 的颜色( t )15. 普通角闪石( 100 )面上只能见到一组解理,也可以见到nm的颜色( t )16.在薄片中某矿物颗粒贝克线在该矿物一侧,则该矿物N一定>1.54 ( f )17. 矿物突起越高,N越大,突起越小,N越小( f )18. 提升物台时,贝克线向折射率大的物质方向移动( f )19.所有非均质体切面都具有闪突起( f )20.所有非均质体椭圆切面都具有闪突起( f )正交偏光镜下晶体光学性质(一)1. 正交偏光间全消光的矿物颗粒一定是均质体( f )四明四暗”现象的颗粒一定是非均质体(t )3.正交偏光间某矿物所有切面都呈全消光,该矿物一定是均质体(t)4. 非均质体所有切面都可以见“四明四暗”现象(f)5. 干涉色与单偏光镜下颜色的形成原理类似( f )6.干涉色与光程差是一一对应的,只要干涉色颜色种类一样,则光程差一样( f )7. 灰色和黄色干涉色一定属于Ⅰ级干涉色( f )8. 蓝色和绿色干涉色至少是Ⅱ级或以上干涉色(t )9.相邻色序对比,紫红对应的光程差一定小于蓝对应的光程差( t )10 . 同一级别内,紫红对应的光程差也一定小于蓝对应的光程差(f )11. 同一薄片中,具有不同干涉色的颗粒,一定是不同种矿物( f )12. 同一薄片中,具有相同干涉色的颗粒,一定是同一种矿物( f )13. 每一种非均质体矿物,只有一种干涉色( f )14. 每一种非均质体矿物,只有一种最高干涉色(t )15. 具有最高干涉色的切面一定平行光轴(t )16. 平行光轴的切面,一定具有最高干涉色( f )17 . 单偏光下具有闪突起的矿物颗粒,正交偏光下其干涉色一般比较高( t )18 . 石英为一轴晶,no =1.544, ne =1.553,标准薄片厚度下,最高干涉色是Ⅰ级紫红( f )19 . 方解石为一轴晶,no =1.658, ne =1.486,最高干涉色达到高级白( t )20 . 某二轴晶矿物, ng=1.705, nm=1.70, np=1.693,垂直bxa切面干涉色是灰色(t )正交偏光镜下晶体光学性质(二) 1( t)2( f) 3(f )4(t )5( t)6( t) 7( f) 8(t )9(t )10 ( f) 11 (f) 12(f )13 (t)14 (t) 15 (f)1.补色法则中,光率体半径同名平行时,结果干涉色一定比矿片原来的高( t )2.补色法则中,光率体半径异名平行时,结果干涉色一定比矿片原来的低( f )9.原干涉色为蓝色,加云母试板后,升高位一定变成绿色,降低位一定变成红色( t )10 . 某矿物颗粒,加云母试板后,一个变成红,另一个变成绿,原来的干涉色一定是蓝色( f )11. 原干涉色为黄色,加云母试板后,升高位一定变成红色,降低位一定变成绿色( f )12 . 某矿物颗粒,加云母试板后,一个变成红,另一个变成绿,原来的干涉色一定是黄色( f )13 . 一轴晶矿物平行 c 轴切面为平行消光( t )14 . 单斜晶系矿物普通角闪石nm =b ,其平行( 100 )的切面是平行消光,平行 (010) 的切面是斜消光,平行(001 )的切面是对称消光(t )15 . 正光性矿物一定是正延性,负光性矿物一定是负延性( f )锥光镜下晶体光学性质(一)1( f )2( f) 3(f) 4(t ) 5(t)6( f)7( f) 8( t) 9(t )10( f)11 ( t) 12 (f )13( f)14 ( t) 15 (t )16 (f)17 (t)1 . 正交镜下全消光的矿物切面,在锥光镜下也全消光( f )f )2. 只有光率体切面为椭圆的矿物颗粒,在锥光镜下才有干涉图(3. 一轴晶垂直光轴切面干涉图就是一个黑十字( f )4. 正交镜下最高干涉色越高的矿物,其垂直oa 切面干涉图干涉色色圈越多( t )5. 单偏光镜下具有闪突起的矿物,其垂直oa 切面干涉图干涉色色圈一般比较多( t )6. 一轴晶垂直oa 切面,波向图中切线方向为no ,放射线方向为ne (f )7.一轴晶垂直 oa 切面,波向图中放射线方向一定为光率体椭圆长半径方向( f )8.某一轴晶矿物颗粒在锥光下出现一黑十字,且四个象限均为灰色,现插入石膏试板,发现一、三象限变成蓝色,二、四象限变为黄色,该矿物为负光性(t )9.根据上题,把石膏试板换成云母试板,则第一、三象限干涉色变为黄色( t )10 . 具有多圈干涉色色圈的垂直 oa 干涉图,从中心向外干涉色逐渐升高,加入石膏试板后,干涉色仍然从中心向外逐渐升高( f )11. 具有多圈干涉色色圈的垂直 oa 干涉图,加入石英楔试板后,发现二、四象限干涉色色圈连续向外移动,该矿物为正光性( t )12 . 偏心干涉图一般只见黑十字一条横臂或一条竖臂,均无法判断视域外黑十字中心的位置( f )13 . 当视域内见一条横臂,顺时针转物台,其向上移动,说明黑十字中心在视域右侧( f )14 . 当视域内见一条竖臂,顺时针转物台,其向左移动,说明黑十字中心在视域下方( t )15 . 当视域内见一条竖臂,逆时针转物台,其向左移动,继续逆时针转动物台,当该竖臂转到离开视域后,则下一步将会看到一条横臂从上方进入视域(t )16 . 接上题,当看到一条横臂从上方刚进入视域时,插入石膏试板,若视域的颜色由灰色变成蓝色,其光性符号为正( f )17 . 具有闪图干涉图的矿物颗粒,去掉锥光系统后,在正交镜下,一般具有比较高的干涉色( t )锥光镜下晶体光学性质(二)1( f )2( f) 3(t) 4(f ) 5(t)6( t)7( f) 8( f) 9(t )10( f)11 ( t) 12 (f )13( f)14 ( t) 15 (f )16 (f)17 (f) 18( t)19 (t)20 (f )2.二轴晶垂直 bxa 切面干涉图的色圈,也是以黑十字交点为中心的同心园色圈( f )3. 二轴晶垂直 bxa 切面干涉图中,两个弯曲黑带顶点连线为 ng np 面迹线方向( t )4.二轴晶正光性垂直 bxa 切面干涉图与负光性垂直 bxo 切面干涉图一样( f )5.二轴晶垂直 bxa 切面干涉图中,两个弯曲黑带顶点凸方连线方向为 bxo 投影方向( t )6.二轴晶垂直 bxa 切面干涉图中,两个弯曲黑带顶点凹方连线方向为 bxa 投影方向( t )7.二轴晶垂直 bxa 切面干涉图中,与两个弯曲黑带顶点连线方向相垂直的方向始终为光轴方向( f )8.二轴晶垂直 bxa 切面干涉图中,弯曲黑带在Ⅱ、Ⅳ象限时,加试板后,Ⅰ、Ⅲ象限干涉色变化一致,Ⅱ、Ⅳ象限凸方与凹方干涉色变化也一致(f )色由灰变蓝,其光性符号是负( t )10 . 垂直 bxa 切面干涉图(色圈多),弯曲黑带在Ⅰ、Ⅲ象限,从Ⅱ、Ⅳ象限插入云母试板,两个弯曲黑带凹方各出现一个对称的小黑团,其光性符号是正( f )11. 接上题,若使用石英楔代替云母试板,弯曲黑带顶点之间干涉色圈连续向内移动( t )12 . 二轴晶垂直 oa 切面干涉图与一轴晶垂直 oa 切面干涉图很类似( f )13 . 二轴晶垂直oa 切面干涉图相当于垂直bxo 切面干涉图的一半(f)15 . 二轴晶垂直bxo 切面干涉图,也会出现一个粗大黑十字,也叫闪图( f )16 . 二轴晶垂直bxo 切面干涉图与垂直bxa 切面干涉图类似,只是中心出露轴不同( f )17 . 二轴晶矿物ng np 面干涉图一定为闪图;反过来,具有闪图特点的切面,一定是ng np 面( f )18 . 二轴晶闪图干涉图,去掉锥光系统后,在正交偏光间具有该矿物最高干涉色( t )19 . 二轴晶垂直bxa 切面干涉色一定低于垂直bxo 切面干涉色( t )20 . 二轴晶垂直bxa 切面与垂直bxo 切面干涉色的相对高低,视光性不同而不同( f )填空题 1. ne=1.553 , no=1.544 ,正光性,最大双折率为0.009 ,最高干涉色为Ⅰ级灰白。

晶体光学复习题

晶体光学复习题

晶体光学复习题晶体光学复习题光学是一门研究光的传播、反射、折射和干涉等现象的科学,而晶体光学则是光学中的一个重要分支。

晶体光学研究的是光在晶体中的传播和相互作用,涉及到晶体的结构、性质以及光的波动性质等方面。

下面将给大家提供一些晶体光学的复习题,希望能够对大家的学习有所帮助。

1. 什么是晶体?晶体是由规则排列的原子、分子或离子构成的固体物质。

晶体具有明确的外形和特定的结构,具有周期性的排列和重复的单元结构。

2. 什么是晶体的晶格?晶体的晶格是由原子、分子或离子组成的周期性排列的结构。

晶格可以用一组基矢来描述,基矢可以是立方晶系的a、b、c三个轴,也可以是其他晶系的不同轴。

3. 什么是晶体的晶体学坐标?晶体学坐标是用来描述晶体中原子、分子或离子位置的坐标系。

常用的晶体学坐标有直角坐标、倾斜坐标和球坐标等。

4. 什么是晶体的晶体学指标?晶体学指标是用来描述晶体晶面方向和晶面倾斜程度的一组数值。

晶体学指标用[hkl]表示晶面的方向,用(hkl)表示晶面的倾斜程度。

5. 什么是晶体的光学轴?晶体的光学轴是指晶体中光的传播方向。

根据晶体的对称性,光学轴可以是单轴或双轴。

单轴晶体的光学轴是唯一的,双轴晶体的光学轴有两个。

6. 什么是晶体的折射率?晶体的折射率是指光在晶体中传播时的速度与光在真空中传播时速度的比值。

折射率与光的波长和晶体的物理性质有关。

7. 什么是晶体的双折射?晶体的双折射是指光在晶体中传播时,不同振动方向的光具有不同的折射率和传播速度。

双折射现象是晶体光学中的重要现象。

8. 什么是晶体的偏振性质?晶体的偏振性质是指光在晶体中传播时,光的振动方向受到晶体结构的影响而发生变化。

晶体的偏振性质是光学中的重要研究内容。

9. 什么是晶体的吸收谱和发射谱?晶体的吸收谱是指晶体对入射光的吸收程度随波长的变化关系。

晶体的发射谱是指晶体在受到激发后发射出的光的强度随波长的变化关系。

10. 什么是晶体的光学活性?晶体的光学活性是指晶体对圆偏振光的旋光现象。

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。

晶体光学复习思考题

晶体光学复习思考题

晶体光学复习思考题
1、光性均质体与光性非均质体?
2、一轴晶、二轴晶、光轴?
3、光率体?
4、如何判断一轴晶、二轴晶光性符号的正、负?
5、何谓光轴面(Ap)?、光轴角(2V)?Bxa?、Bxo?、
6、光性方位?
7、绘出一轴晶、二轴晶正光性光率体的主要切面,并注明每一个切面的半径名称。

8、当入射光波为偏光,而且其振动方向平行于垂直入射光的光率体椭圆切面半径之一时,光波进入晶体后的情况如何(发生双折射?发生单折射?),如果入射偏光的振动方向与光率体椭圆切面半径斜交,光波进入晶体的情况如何(发生双折射?发生单折射?)
9、某矿物的光性方位如图,请据图说明该矿物在镜下(单偏光、正交偏光和锥光下)的主要光学性质。

该矿物的Ng=1.78,Nm=1.683,Np=1.647。

Z
Ng
Y=Nm
X=Np
10、多色性?多色性产生的原因以及表达方式?吸收性?其产生的原因以及表达方式?
11、正、负突起的判别标志是什么?
12、闪突起?产生的原因?对于一轴晶和二轴晶体矿物来说,哪种方向的切面上闪突起最明显?
13、消光?干涉色?干涉色产生的原因?干涉色的高低与什么因素有关?对于一轴晶和二轴晶体矿物来说,哪种方向的切面上干涉色最高?
14、补色法则?
15、两束偏光相互干涉必须具备哪三个条件?
16、消光有哪三种类型?特点如何?
17、拜-弗定律?
云母试板
由一级黄变为一级红,
是()延性
石膏试板
石膏试板
一级紫红石膏试板。

晶体光学课后答案看完后考试局对没问题综述

晶体光学课后答案看完后考试局对没问题综述

第一章1.当入射光波射入一轴晶矿物时,发生双折射和偏光化,分解为两种振动方向相互垂直且传播速度不等的偏光,其中一种偏光无论入射光方向如何改变,其振动方向总是垂直于c轴的,相应折射率No 也始终保持不变。

所以一轴晶光率体所有椭圆切面上都有No。

不是。

(1)垂直光轴(OA)的切面(2)垂直锐角等分线(Bxa)的切面(3)垂直钝角等分线(Bxo)的切面2.一轴晶:Ne>No,光性符号为正;Ne<No,光性符号为负二轴晶: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。

3.二轴晶两光轴相交的锐角称为光轴角以符号“2V”表示。

公式为tan2α=4.P15图1-14,P16图1-15(1)垂直光轴切面:双折射率为零(2)平行光轴切面:一轴正晶最大双折射率为Ne-No,一轴负晶最大双折射率为No-Ne (3)斜交光轴切面:一轴正晶Ne>Ne'>No,一轴负晶Ne<Ne'<No。

5.P22图1-21(1)垂直光轴(OA)的切面:双折射率为零(2)平行光轴面(OAP)的切面:最大双折射率Ng-Np (3)垂直锐角等分线(Bxa)的切面:二轴正晶Nm-Np,二轴负晶Ng-Nm(4)垂直钝角等分线(Bxo)的切面:二轴正晶Ng-Nm,二轴负晶Nm-Np6.均不能。

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。

光性正负取决于Ne与No的相对大小,当Ne>No时为正光性,Ne<No时为负光性。

无论正光性还是负光性其光率体直立旋转轴必定是Ne,水平旋转轴是No,放倒不能改变其光性正负。

7.由旋转椭球体逐渐变为圆球体。

8.光率体形状由三轴椭球体逐渐变为旋转椭球体。

Nm=Np时为一轴晶,光性符号为(+)Nm=Ng时为一轴晶,光性符号为(—)9.中级晶族:三方晶系、四方晶系、六方晶系中,无论光性符号正、负,Ne轴总是与晶体的高次对称轴L3、L4、L6一致(或说平行)。

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29、二轴晶光率体的光轴面与三主轴面之一的
对应。
30、观察方解石的闪突起,应选择
切面才最明显。
31 、 角 闪 石 的 多 色 性 公 式 为 : Ng = 深 缘 , Nm = 绿 , Np = 浅 黄 绿 , 其 吸 收 性 公 式 应


32、二轴晶负光性光率体垂直 Bxo 的切面,其光率体椭园切面半径是

54、矿物在薄片中呈现的颜色除了对白光中各色光波的选择性吸收的结果之外,还与

有关。
55、测定两组解理夹角时,必须选择
的切面,这种切面有

特点。
56、干涉图是在
下观察的,应当是各个方向入射光通过矿片后所产生的

的总和所构成的特殊图形。
57、斜长石是由 Ab 与 An 组成,根据 An 和 Ab 的比例不同,斜长石可分为
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

性,光轴面上的干涉色为

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

9、岩石薄片由


,薄片的标准厚度为

组成,连接它们的
,判别厚度的方法是

10、二轴晶垂直光轴切面干涉图的用途有
由下偏光镜透出的振动方向平行 PP 的偏光,进入矿片后,沿
通过矿
片,此时矿片的折射率值

53、单偏镜下物台上放置黑电气石平行光轴的切片,当其平行 Z 轴方向振动的光率体椭园
切面半径 动的椭园半径
与 与
振动方向一致时,呈现浅紫色,垂直 Z 轴方向振 振动方向一致时呈现深兰色。因此,黑电气石
的吸收性公式为


40、判别下图的轴性、光性正负和切面方向。未加试板前干涉色为一级灰白。 轴晶 方向的切面 光性
41、石膏试板的光程差为
,其干涉色为

,其干涉色为

;云母试板的光程差
42、在实验中所见的、具有闪突起的矿物有

。前者的突起变化
规律为
;后者的突起变化规律为

43、黑云母具有明显的多色性,当
为棕黑色,当
性明确的情况下也不能用作光性正负的测定。 11、两非均质矿片在正交镜间的 45°位置重叠,当异名半径平行时,总光程差等于两矿片
光程差之差。 12、在单偏光镜下,黑云母颜色最深时的解理缝方向可以代表下偏光的振动方向。 13、同一岩石薄片中,同一种矿物的干涉色相同,不同种矿物的干涉色不同。 14、某矿物的干涉色为二级绿,在 45°位加云母试板,如同名半径平行,干涉色升高为二



11、矿物在薄片中的突起高低取决于
突起


愈大,突起
, 愈小,
12、二轴晶光率体有


,和
等主要切面。
13、非均质矿物垂直光轴的切面在正交镜间为 消光。
消光,而其他方向的切面则会出现
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2称。 未加试板前干涉 Nhomakorabea为一级灰白。
系统测定光学性质后,查阅有关资料,定出矿物名称。 2)矿物的不同晶体光学性质的需要在不同定向切面上进行测定,对于多色性公式、 吸收性公式、双折射率及消光角等特征,需要在平行光轴或光轴面的切面上测定、对于光 性正负的确定需要在除平行光轴或光轴面的切面外的各种切面上进行、对于 2V 大小的测 定则需要在垂直光轴的切面上进行。 垂直光轴切面特征:a) 有色矿物不显多色性、b) 全消光、c) 锥光下显示一轴晶或二 轴晶垂直光轴切面干涉图;平行光轴或平行光轴面切面特征:a) 多色性最明显、b) 干涉 级序最高、c) 锥光下显示平行光轴或光轴面切面干涉图;其它方向的切面特征介于上述两 种切面之间。 3)主要的观察内容有:单偏光镜下包括矿物的晶态、解理、颜色及多色性、突起及 闪突起等、正交偏光镜下包括干涉色级序、双晶类型、延性符号、双折射率大小、消光类 型及消光角等、锥光镜下包括切面方向、轴性、光性及 2V 大小等。


18、在同一岩石薄片中,同种矿物不同方向的切面上,其干涉色

19、对于一轴晶矿物来说,其延性总是和
相一致。
20、两光轴之间所夹的锐角称为
,以符号
表示。
21、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

22、贝克线的移动规律是
,贝克线总是向折射率大的物质移动。
时,称正吸收;吸收公式为
时,称反吸收。
49、一、二级干涉色相比,二级干涉色的特点是有
50、二轴晶垂直 Bxo 的切面形态为一
分别为


色,而无
色。
切面;若为负光性时其半径应
51、光率体是表示光波在晶体中传播时,光波的

系的一种光性指示体。
之间关
52、在单偏光镜下旋转非均质体的任意切面,当矿片上的椭圆半径之一与 PP 方向平行时,
响。 19、二轴晶垂直光轴切面的干涉图用途有:确定轴性、光性、切面方向和估计折射率的大
小。 20、矿片糙面的明显程度是受矿物软硬和矿片表面光滑程度的影响。 21、在一轴晶平行光轴切面的干涉图中,从中心到边缘干涉色逐渐升高的方向就是 Ne 的
1
方向。
22、根据 Ng、Nm 和 Np 的相对大小可以确定二轴晶矿物的光性正负,当 Ng―Nm <Nm―Np 时为正光性,当 Ng―Nm>Nm―Np 为负光性。
色? 参考答案:1) 观察二轴晶矿物多色性的明显程度应选择平行光轴面的切面。这种切
面的光率体主轴分别为Ng和Np,因而具有最大的双折射率值,也就可以看到最明显的多 色性变化;2)要测定这种切面上Ng和Np的颜色,可按以下步骤进行:a) 将待测的矿物颗 粒置于视域中心,转动物台使其颜色最深(或最浅),b) 加上上偏光镜(此时矿物颗粒应为消 光),并逆时针转动物台 45o而使其处于 45o位,此时代表最深(或最浅)颜色的光率体主轴分 布在一、三象限,c) 观察加上石膏试板或云母试板后,矿物干涉色级序的升降变化。如果 干涉色级序升高,则表明代表最深(或最浅)颜色的光率体主轴为Ng,反之则为Np。这样就 可以确定Ng和Np的颜色。 3、 什么是闪突起?在你实习过的透明矿物中那些矿物具有闪突起现象?

3、正交偏光下晶体光学性质的研究内容有


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 。
5、 一轴晶垂直光轴的切面,是 点。
切面,其半径为
,在正交镜下具 的特
6、要准确测定普通辉石的消光角(Ng∧Z),必须选择
镜下的特征是具有

的切面,这种切面在正交
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
参考答案:1)在单偏光镜下,转动载物台,非均质体矿物颗粒的边缘、糙面及突起 高低发生明显改变的现象就是闪突起;2)在实习过的透明矿物中具有闪突起的矿物有方 解石和白云母;3)它们闪突起变化规律分别为:对于方解石,当其两组解理的锐角等分 线平行下偏光镜的振动方向时为正中突起,而当其两组解理的钝角等分线平行下偏光镜的 振动方向时则为负低突起;对于白云母,当其一组极完全解理的解理缝平行下偏光镜的振 动方向时为正中突起,而当其一组极完全解理的解理缝垂直下偏光镜的振动方向时则为正 低突起。 4、 简述矿物系统鉴定的步骤、切面选择及主要的观察内容。






58、在同一岩石薄片中,各矿物表面实际上是在同一水平面上,为什么会给人有高低不同
的感觉呢?主要是由于矿物和树胶折射率不同,光波通过两者之间的界面时,产生


作用所形成。
59、影响矿物糙面显著程度的因素有


60、单斜晶系的光性方位是

重合,其余

三、简答题
斜交。
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?
为浅黄色。
44、条纹长石属于 它们的判别标志有
,它可进一步分为




等三种。
等三种,
45 、 在 实 验 中 所 见 的 辉 石 有







等七方面。
两种。它们的区别主要表现


46、斜长石有

双晶,而无

双晶。
47、在 实验中 所见 的均质 体矿 物有 为
和 。
两种。它们的共性
4
48、当吸收公式为
参考答案: 1)矿物的系统鉴定首先应该区分是均质体矿物还是非均质体矿物。对于均质体,其 各个方向切面为全消光,且无干涉图。对于非均质体,仅垂直光轴切面全消光,其它则为 四次消光,且有干涉图。然后再分别对均质体和非均质体加以鉴定。 对于均质体矿物只需在单偏光镜下观察矿物的晶形、解理、突起等级和颜色等特征; 对于非均质体矿物需要在以下四个方面进一步鉴定:a) 在单偏光下观察晶形、解理、
晶体光学复习思考题 一、是非题 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、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、对于一轴晶矿物来说,其延性和光性总是一致的。 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
23、中级晶族的光性方位是一轴晶光率体的旋转轴与晶体的三个结晶轴之一重合。
24、在岩石薄片中,矿物突起愈低,其折射率就愈小。
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