宝石的结晶学和晶体光学基础

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1、第一章宝石的结晶学和晶体光学基础教学内容：一、晶体结构和形状二、光率体第一节宝石的晶体结构和形状教学内容：一、晶体的基本特征二、宝石矿物的晶体结构三、晶体的外表特征一、晶体的基本特征1.什么是晶体晶体（Crystal）：凡具有格子构造的固体，称为晶体。晶体内部构造的最基本特征是质点（原子或离子）在三维空间作有规律的周期性重复。空间格子是表示晶体内部构造的一种模拟几何图像。晶体具晶体结构，有晶面。晶形的充分发育可导致其外部晶面规则的几何形态。2.晶体的基本特征（1）晶体具有格子构造，它们在三度空间作格子状的规则排列（晶体的均一性）。（2）晶体在自由生长状态下能自发地形成规则的多面体形态（晶体的

2、自范性或自限性）。（3）晶体的性质具有随方向而变化的异向性（晶体的各向异性）。（4）晶体具有外形和性质的对称性（晶体的对称性）。（5）晶体具有最小内能和稳定性（晶体的稳定性）。3.晶体的对称对称要素：在研究对称时，为使物体作有规律重复而凭借的一些几何元素（点、线、面）称之为对称要素。（1）点：对称中心（2）线：对称轴（3）面：对称面根据晶体对称的特点，将晶体划分为三个晶族、七个独立的晶系。它们是晶体研究的基础，并对晶体的光学性质和力学性质有着直接的影响。晶族名称晶系名称对称特点高级晶族等轴晶系有四个三次轴中级晶族六方晶系有一个六次轴三方晶系有一个三次轴四方晶系有一个四次轴低级晶族斜方晶系二次轴

3、或对称面多于一个单斜晶系二次轴或对称面不多于一个三斜晶系无二次轴和对称面晶体的对称分类Q:参考教材上的资料总结每个晶系都有哪些宝石品种。4.单形和聚形（1）单形：是由对称要素联系起来的一组晶面的总和，同一单形的所有晶面都同形等大。（2）聚形：两个或两个以上的单形所组成的晶体称为聚形。这时的单形的形状变化较大，可以假想把单形的晶面扩展，使其晶面相交后确定单形名称。单形是由同种晶面组成的一组晶面的总和。从单形的一个晶面，可以通过对称型中全部对称要素的作用，将该单形全部晶面推导出来共同特征各晶体模型的每一晶面同形等大且从单形的一个晶面，通过对称型中全部对称要素的作用，可将其余晶面全部推导出来常用单形

4、的形状或晶面的形状和多少来命名，如三方双锥、菱形十二面体、八面体、四面体关于单形名称单形概念知识的应用钻石常见晶形(立方体、八面体)绿柱石常见晶形(六方柱)知识的应用电气石常见晶形复三方柱石榴石常见晶形四角三八面体知识的应用尖晶石常见晶形八面体黄玉常见晶形斜方柱二、宝石矿物的晶体结构用作宝石的矿物（宝石矿物），是由自然界中的无机物组成的，它具有明显的化学结构特征，具有一定的晶体结构。所有的物质，都是由一种或多种化学元素组成的。一种矿物，在其适合的条件下形成，其元素的原子，在其形成物质的过程中，会有规律地排列好，形成一个严格的，有其特点的内部结构，这种确切的、严格的结构，在矿物学中称之为晶体结构

5、(crystalstructure)。物质结晶速度很快，限制了原子按其自己的方式排列，称之为非晶质体(noncrystalline)。宝石的晶体结构，直接影响：（1）宝石的特性（2）宝石的耐用性（3）宝石晶体的形态这些特性对宝石的切磨、宝石的鉴定都有很重要的作用。不同晶体形态的宝石在加工切磨时，它的切磨方法是不同的。也就是说，宝石切磨后，既要美观，又要保持最大重量。而宝石的切磨又与宝石的晶体结构密切相关。三、晶体的外表特征1.双晶（Twincrystal）：双晶是两个以上的同种晶体按一定的对称规律形成的规则连生，相邻两个个体的相应的面、棱、角并非完全平行，但它们可借助对称操作：反映、旋转或反伸

6、，使两个个体彼此重合或平行。双晶有以下三种类型（1）接触双晶：各单晶沿一个简单的平面（双晶面）相接触。（2）穿插双晶：两个单晶互生并相互穿插。（3）聚片双晶：一系列薄层晶体的页片状接触双晶。2.晶簇（Crystalaggregates）：是由一组具有共同基底的单晶呈簇状集合而成。3.显晶质集合体（Crystallineaggregate）：按单体的结晶习性及集合方式的不同可分为粒状、片状、板状、针状、柱状、棒状、放射状、纤维状等集合体。4.隐晶质集合体（Cryptocrystallineaggregate）：晶体细小，只能在显微镜下才能看到其晶体颗粒，称为隐晶质集合体。例如：玛瑙、玉髓等。第二

7、节光率体教学内容：一、均质体和非均质体二、光率体复习当光波从一种介质传到另一种介质时，其传播速度和方向会发生改变,这种现象叫折射。光在入射介质中的传播速度与折射介质中的传播速度之比，等于入射角正弦与折射角正弦之比。即υ1/υ2=sini/sinr=n=n2/n1当两种介质一定时，n为一常数，称为折射介质相对入射介质的相对折射率。n1(光蔬质)n2(光密质)ir1.双折射和单折射冰洲石下的绳子有两个