实验教学课件.ppt

实验1偏光显微镜的使用与维护 实验目的与要求 1 掌握偏光显微镜的结构与构造2 学会使用和维护方法3 学会偏光显微镜调节技术与步骤 偏光显微镜的构造和使用 实验原理与步骤 1调节照明 对光 1 装上低倍或中倍物镜 打开锁光圈 轻轻推出上偏光镜 勃氏镜及聚光镜 2 转动反光镜至视域最亮为止 如果总是对不亮 可以轻轻抽出目镜或推入勃氏镜 然后转动反光镜至视域内看到光源为止 此时加上目镜或推出勃氏镜 视域必然最亮 调节焦距 准焦 1 将一薄片置于载物台上 注意必须使盖玻璃朝上 用弹簧夹夹住 2 从侧旁看物镜镜头 转动粗动螺丝 使镜筒下降 至物镜到最低位置 注意切勿压碎薄 3 从目镜中观察 同时转动粗动螺丝 使物台升降 当视域中刚刚出现物象时 改用微动螺丝 使物象清晰为止 4 换用高倍物镜 用同法调节焦距 在调节焦距时 绝不能眼睛看着目镜下降镜筒 因为这样很容易压碎薄片并损坏物镜 在调节高倍物镜焦躁时 尤应注意 因为高倍物镜的焦躁很短 镜头几乎与薄片接触 若薄片盖玻璃朝下时 不但无法准焦 而且常有压碎薄片 割伤镜头的事故发生 校正中心在校正中心前 必须检查接物镜位置是否正确 如物镜没有安装在正确位置上 中心不但不能校正 而且往往容易损坏物镜和校正螺丝 校正中心时 如发现螺丝旋转费力 或失效时 应立即报告 请求指导 切勿强力扭动 校正中心的方法 参阅教材的有关部分 MIE系统的使用 1 打开计算机桌面的MIE系统2 观察系统的窗口设置与条目类别3 对每一条目用鼠标点击打开 确认各窗口功能 并按说明进行操作4 分析操作各项设置对系统测量结果的影响 实验2解理及多色性观察 实验目的和要求 1 认识解理等级 了解同一矿物不同方向切面上解理缝的表现特征不同 学会解理夹角的测定方法 2 认识多色性现象及其明显程度 了解同一矿物不同方向切面上多色性的表现特征不同 3 学会利用黑云母确定某个偏光镜的振动方向 实验内容 1 观察并描述黑云母的极完全解理特征 以及其所具有的极明显多色性现象 利用黑云母测定上偏光镜的振动方向 2 观察角闪石的解理特征 并测定其解理夹角 实验原理 1 解理存在与特征决定于二个方面 一是晶体的结晶学特点 二是矿物晶体切面方向及矿物晶体的折射率与膜片介质之间的差异2 多色性和吸收性在单偏光镜下 矿物薄片呈现的颜色是矿片对白光中各单色光波选择吸收的结果 选择吸收为矿片对白光中各单色光波的不等量吸收 多色性 光波在晶体中的振动方向不同 导致矿片颜色发生改变的现象 吸收性 光波在晶体中的振动方向不同 矿片颜色深浅发生改变的现象 影响因素 与矿物本性有关 黑云母多色性明显 紫苏辉石多色性不明显 与切片方向有关 平行光轴或光轴面切面的多色性最明显 垂直光轴切面不具多色性 其它方向切面介于两者之间 薄片愈厚 多色性愈明显 3 偏光振动方向的确定利用黑云母确定上偏光的振动方向 黑云母的结晶学特点证实 发育完整的具有解理的切面 解理缝延伸方向为Ng或Nm方向 其折射率较大 吸收性最强 颜色最深 在旋转物台的过程中 只有当解理缝方向与上偏光振动方向平行时 才能透过上偏光观察到的矿物Ng或Nm颜色 表现为此时矿物颜色最深 由此可以确定上偏光的振动方向 测定步骤 1 解理夹角的测定 1 选择正确的切面 要选择同时垂直两组解理的切面 判断 两组解理最细最清楚 把解理缝平行目镜十字丝纵丝时 升降载物台 解理缝不左右移动 两组解理都要检验 2 测定方法 1 在薄片中选择一个具有两组解理的矿物颗粒 准焦 移至视域中心 2 转动载物台使矿物的一组解理与十字丝之一平行 记下载物台刻度盘读数 3 旋转载物台使矿物的另一组解理与同一十字丝平行 记下载物台刻度盘读数 4 两次读数差即为两组解理的夹角 利用解理夹角鉴定矿物时必须在其切面垂直与矿物两组解理的颗粒上进行 否则所测不是矿物的真正解理夹角 MIE方法测定解理夹角 1 选取符合要求的切面 见上 2 启动MIE系统中的测量系统3 选取角度按纽 将鼠标在需要测定的两组解理纹上按规定操作 解理交角数据会自动显示在所测定的矿物解理区 4 不同区域重复操作可以得到一系列解理夹角数据 2 多色性的测定 1 选取多色性较为明显角闪石或黑云母的矿物切面 旋转物台观察矿物颜色的变化 2 在观察过程中作好纪录 并图示矿物晶体不同方向上颜色且要标明上偏光的位置 3 上偏光振动方向的确定 1 选取具有解理发育良好的黑云母切面 并检查切面的状况 2 转动物台观察矿物晶体颜色的变化 3 找出颜色最深方向并标记 实验3糙面 突起 贝克线的观察与应用 实验目的 认识石英 长石 黑云母 角闪石等的突起和糙面特征观察方解石的闪突起现象学会利用贝克线判断相邻矿物折射率的相对大小和突起正负 实验内容 1 观察石英 长石 云母 角闪石的边缘轮廓 糙面 突起等特征及等级 2 观察方解石的闪突起现象3 利用贝克线移动规律确定石英和长石 黑云母和角闪石折射率的相对大小 确定黑云母突起的正负 实验原理 矿物突起是由于矿物晶体与介质折射率差别引起 差别越大突起越高 突起正负之分则决定于矿物折射率高于 正 或低于 负 介质的折射率值 贝克线起源于光线通过矿物边缘所产生的折射作用 其结果为在相邻二矿物或介质的接触边界上 贝克线总是出现在折射率相对较高的介质一边 此时 缩短焦距 贝克线向折射率相对较低的介质移动 反之则反 闪突起则是由于矿物切面在不同方向上与介质或环境中矿物折射率差别较大而显示出来 实验步骤 糙面 突起的观察从薄片上选取石英 长石 黑云母 角闪石等矿物晶体 单偏光镜下对比观察并记录和描述突起的特征确定突起等级和正负 必要时需寻找矿物与胶结物之间的接触边界进行测定 贝克线的观察和移动规律 选择矿物晶体 当视域光线变暗时 贝克线显示明显 易观察到 此时稍微调节焦距 可以发现贝克线的移动规律 闪突起的观察 选择含方解石矿物的矿片 置于物台上 调节好显微镜 转动物台 就会观察到在方解石上出现的闪突起 即在不同位置上 方解石突起变化明显 实验4干涉色的观察与光率体半轴名称的确定 实验目的 认识正交偏光镜下消光与干涉现象观察比较不同级别的干涉色特征学会利用补色原理判断矿物切面上光率体半轴的名称 实验内容 原理和步骤 检查上 下偏光镜振动方向是否垂直装上中倍或低倍物镜 调节照明使视域最亮推入上偏光镜 观察视域中黑暗程度如何 如果不够黑暗 说明上 下偏光镜振动方向不正交 需转动上 下偏光镜至视域最暗为止 检查目镜十字丝是否与上 下偏光镜振动方向一致 由于已使下偏光镜振动方向与东西十字丝平行 并使上 下偏光镜振动方向正交 南北十字丝应与上偏光镜振动方向平行 否则十字丝不正交 应予维修 A在薄片中找一个具有清晰解理的黑云母 置视域中心旋转物台使解理缝与南北十字丝平行 黑云母解理缝平行东西十字丝时吸收性最强 不易观察 此时最亮B推入上偏光镜 如果黑云母变至最暗 说明上 下偏光镜振动方向已正交C推入上偏光镜后 如果黑云母未达到最暗 说明十字丝与上下偏光镜振动方向不平行 此时应旋转物台使黑云母最暗 然后再转动目镜使十字丝与黑云母解理平行 3消光与干涉现象的观察 观察非均质矿物任意方向切片 除垂直光轴外 的四次消光 四次明亮现象 将非均质矿物任意方向切片置视域中心 旋转物台360度 有四次黑暗 四次明亮现象 但每次黑暗并非骤然变暗 而是由亮逐渐变暗直到消光 此时即为消光位 由消光位转45度时最亮 所见干涉色最鲜艳和最亮 准确消光位的确定 非均质矿物的任意方向的切片 消光时的位置是消光位 此时无光通过上偏光镜而视线呈现黑暗 如何准确确定是否达到消光位至关重要 其方法如下 A置矿物切片于视域中心 B旋转物台使之消光 即达最暗位置 C插入石膏板 如果矿片呈现石膏一级红干涉色 即达消光位 否则要稍转物台 至矿片是一级红方可 4干涉色的观察 1 分别观察云母试板 R 1 4 石膏试板 R 1 的干涉色 2 观察石英楔的干涉色级序 A装好正交偏光镜 B从试板孔缓缓插入石英楔 从薄到厚 从镜中可以看到视域中一至三级干涉色连续出现 其次序与干涉色色谱表的相同 有的甚至可看到四级干涉色 观察时注意多级干涉色的特征 3 观察方解石的高级白干涉色 高级白干涉色往往是混合的灰白色 并带珍珠色彩 但要确定为高级白干涉色应作如下操作 A置白云石于视域中心 推入上偏光镜 B旋转物台使其消光 再转物台45度观察干涉色特征 C插入云母板或石膏板 干涉色无明显变化 此即为高级白 否则为一级白 5判断干涉色级序 1 直观法和色圈法根据各级的特征 多次观察对比 积累经验 可以直接观察 判断干涉色的级序 一级以上干涉色的矿片 其边缘往往可见到细圈干涉色色圈 红圈圈数加1 即为矿片本身的干涉色级序 用直观法判断石英和白云石的最高干涉色 用色圈法判断橄榄石的最高干涉色 2 借助试板判断干涉色级序 1 用石膏板和云母板判断 其步骤如下 A将该切片转至消光位 B由消光位转物台45度 至干涉色最亮 C插入试板观察干涉色变化 D向相反方向转物台90度 即由消光位转45度 观察干涉色特征 如用石膏板时出现黄或灰 用云母板时出现橙红或灰白 则该黄为一级黄 2 用石英楔判断干涉色级序 A在薄片中选干涉色最高的切片置视域中心 旋转物台使之消光 再转物台45度 观察切片的干涉色 B从试板孔缓缓插入石英楔 如果干涉色逐渐降低 直到矿物切片呈现黑暗或出现黑带为止 如果干涉色逐渐升高 旋转物台90度 再插入石英楔 C缓缓抽出石英楔 干涉色由低逐渐升高 注意有几次红色出现 红色数加1即为该片干涉色级序 6判断干涉色级序升降 干涉色的升高与降低 是以色谱表的顺序为标准确定的 干涉色向色谱表右方移动是升高 向左方移动是降低 1 借助石膏板判断干涉色升降 石膏板R 575毫米 呈一级红干涉色 通常用于判断一级干涉色的升降 它升降一个级序 A将石英切片置视域中心 旋转物台使之消光 再转45度 呈一级灰白干涉色 B插入石膏板 观察干涉色的变化 注意此时判断干涉色升降应以石膏板的干涉色为准 若由一级红变为二级兰 则干涉色升高 若由一级红变为一级灰白或一级黄 对矿物来说升高了 则干涉色降低 2 借助云母板判断透辉石干涉色的升降 云母板R 147毫微米 呈一级灰白干涉色 使用它可使干涉色升降一个色序 其使用方法与石膏板相同 通常用于一级以上干涉色升降的判断 3 借助石英楔判断透辉石干涉色的升降 A将具较高干涉色的透辉石切片 有干涉色圈者 置视域中心 旋转物台使之消光 再转45度观察干涉色 B向试板孔缓缓插入石英楔 观察干涉色的连续变化 C按色谱表顺序确定干涉色升降 D一般应根据干涉色圈的移动情况来判断 当插入石英楔时 色圈向外移动是升高 向内移动是降低 7光率体轴名的测定 根据补色法则确定矿物切面上光率体半轴名称 操作方法和步骤见上述有关部分 实验5 消光类型 延长符号及双晶的观察 实验目的和要求 1 认识不同类型矿物的消光类型和消光特征 学会消光角的测定2 观察条柱状矿物的延性特征 了解延性符号的测定方法3 观察正交偏光镜下双晶的特征和表现 认识几种常见的矿物双晶类型 实验原理 消光 是矿物晶体在正交偏光显微镜下当矿物切面上光率体长短半轴分布于上下偏光振动方向相互平行时所表现的矿物黑暗现象 根据矿物晶体处于消光时所表现的结晶特征和偏光振动特点的关系 可以分为三种类型 平行消光 对称消光和斜消光 特征见教材 在斜消光的矿物切面上测定消光角 光率体主轴与结晶轴之间的夹角 具有区别矿物种类的作用 具体到每个矿物如何测定需按 光性矿物学 的规定 在符合要求的切面上测定 延性 是指正交显微镜下矿物延长方向与其切面上光率体主轴之间的夹角 规定 延长方向与Ng夹角小于45度为正延性 否则为负延性 双晶 由于矿物个体按一定规律结合成的双晶 在正交偏光显微镜下会表现为不同时消光的现象 这样就能通过对矿物集合体的消光现象观察确定双晶的存在和类型 实验内容 1观察角闪石 黑云母 石英 长石不同方向切面的消光类型和消光特点 2测量黑云母或斜长石或角闪石的延长符号 3 观察长石类矿物的简单双晶 聚片双晶 和格子状双晶的特征 实验步骤 1延长符号的测定 A将欲测矿物切片置视域中央 转动物台使之消光 B由消光位转物台45度 呈最亮干涉色 C插入试板 根据干涉色升降确定光率体轴名称 即得延长符号 D写出延性符号 注意表示延性符号最好用图表示 2测普通角闪石的消光角 A选定角闪石矿物切面 置视域中心 B转物台使解理平行南北十字丝 记下物台读数 C转物台使之消光 并达准确消光位 记下物台读数 D两次读数之差即为夹角 E由消光位转物台45度 至最亮干涉色 然后插入试板 根据干涉色升降确定光率体轴名称 F写出消光角 注意表示消光角必须有三要素 一是矿物结晶学方向 如结晶轴 双晶面 解理缝等 二是光率体轴名称 三是二者之间夹角 实验6锥光镜下干涉图的特征及其应用 实验目的和要求 观察和认识干涉图的特征并学会利用干涉图测定矿物的光性符号和确定矿物切面类型 实验内容和实验步骤 1一轴晶干涉图及光性测定1 锥光镜下观察的操作程序 A用中倍或低倍物镜在薄片中找好欲研究的矿物切片 移到视域中心 如为单矿物定向切片可省略此步 B把聚光镜升到最高位置 C换用高倍物镜 并小心准焦 注意 要特别小心 切勿压碎薄片 割伤镜头 D认真地校正中心 E推入上偏光镜及勃氏镜 即可看到干涉图 注意锥光镜下观察时 视域中只能有一个颗粒 颗粒因互相影响而混淆了欲研究的干涉图 此时可缩小镜筒内锁光圏 有的偏光镜无此装置 若中心未校好也可将欲研究矿物颗粒转出视域 达不到研究的目的 故应认真校正中心 2 用石英或方解石的垂直光轴干涉图 测定光性正负 二轴晶干涉图及光性测定观察白云母垂直锐角等分线干涉图特征并测定光性正负 实验原理 利用一轴晶垂直光轴切面测定光性符号的依据为 补色法则和其波向图 详见教材 利用二轴晶垂直BXa切面测定光性符号 是依据其干涉图在45度位置时 二个光轴之间的光率体投影在光轴面方向上均为BXO的投影 这样利用补色法则就可以确定测定矿物的光性符号 实验7透明矿物系统鉴定 实验要求 1 全面总结复习观察晶体光学性质的基本操作方法 2 学会系统鉴定透明矿物的程序 实验内容 1 系统测定普通角闪石或黑云母的光学性质 绘出普通角闪石或黑云母的光性方位图 2 选择薄片中某一未知矿物 利用前述方法测定光学性质 根据相关鉴定表或图书确定出矿物种类 实验8反光显微镜的使用 实验目的与要求 了解反光显微镜的结构与构造 掌握反光显微镜的调节方法和原理了解和掌握反光显微镜下不透明矿物的基本特征和性质变化 学会基本的性质观察方法和步骤 实验内容 反光显微镜的使用 金相显微镜 利用金相显微镜观察不透明矿物的光学性质 矿物反射率的观察矿物颗粒及其边界与矿物粒度观察矿物反射色的观察矿物内反射的观察 实验原理和观察方法 参阅教材 实验9扫描电子显微镜下材料物相分析 参观理工大学实验分析测试中心扫描电子显微镜实验室 由专家介绍和讲解 基本要求 了解和初步掌握以下几点1 样品的制备过程及其测试要求2 图像的采集与图像特征表现3 图像的解释所涉及到的相关问题及其处理 实验10 显微镜下材料结构参数的测定 实验目的和要求 显微镜下认识并学会区分矿物颗粒及其类型学会矿物粒度的基本统计方法和原理 实验内容 显微镜下测定薄片中矿物颗粒的粒度并绘制粒度分布图 实验原理 见教材相关部分 实验步骤 选取薄片视域 具有代表性 认真观察矿物特征和区分矿物种类选取一种或