近代矿物学第六讲——矿物发光研究

<正> 近二十年来在矿物学中形成了一门新的分支学科——矿物物理学。矿物发光研究是这门新学科的一个组成部分。本文就其研究概况、基本原理、实验方法和应用范围等方面,作一简要介绍。     

近代矿物学第四讲——矿物的吸收光谱研究

<正> 吸收光谱又称为晶体吸收光谱或电子光谱,它是一个较老的测试方法,过去在化学分析中用来进行比色测定。50年代末,由于仪器灵敏度的提高,吸收光谱开始大量用于透明矿物的研究。它是探讨矿物颜色形成机制(包括多色性、变色性等)的主要手段。与其它矿物物理学手段配合,通过矿物物理学的理论     

近代矿物学第八讲——矿物核磁共振波谱研究

<正> 核磁共振波谱是应用核物理学原理,借助电子技术来研究分子结构的一种重要的技术方法。核磁共振现象是Bloch(斯坦福大学)和Purcell(哈佛大学)在1946年同时发现的,为此,1952年他们获得诺贝尔奖金。 发现核磁共振之后,开始阶段确定了布洛赫(Bloch)方程、弛予理论、范弗莱克矩法等基本原理:1951年后,发现了化学位移和谱线分裂,开始了对有机官能团以及对金属奈特位移的研究,在1955年前后造出了分辨率为10~(-7)—10~(-9)的谱仪,极大的促进了化     

近代矿物学第七讲——矿物红外光谱研究

<正> 早在1800年,威廉·侯舍勒就通过实验发现了红外线,但直到第二次世界大战期间,由于军事需要,红外光谱技术才迅速地发展起来。本世纪40年代末,商品红外分光光度计的出现,使红外光谱法获得了长足的进展,成为有机化合物定性剖折和结构研究的必不可少的手段。 至于矿物红外光谱,早在本世纪初就有人研究,但发展较慢,主要原因是受到实验条件和理论解的限制。1952年,KBr压片技术的提出和1955年宽范围的光栅仪器的制成,才为矿物红外光谱的发展扫清了实验上的障碍。此时,美国以及西德、英国、法国等西     

近代矿物学第十一讲——矿物的微波特性研究

<正> 引言 矿物的微波特性研究是近十多年来矿物物理学新发展起来的一个分支。主要研究矿物在微波频率下的电磁特性(介电常数、介电损耗、电导牢、磁导率、磁损耗)和发射特性、衰减特性、散射性质等等。它是一个依据固体物理理论利用微波技术来研究矿物的边缘分支学科。     

近代矿物学第五讲——矿物的反射光谱

<正> 一、引言 矿物的反射光谱,有时称为反射率光谱,或称反射率色散,是指在一定的照明条件下,矿物的反射率随波长变化的特征曲线。 矿物的反射光谱,是一种镜面反射光谱,是不透明矿物的重要光学特性。其重要性表现在它的信息量很大。据现有资料,它是不透明矿物在单偏光下的全部光学性质的统一表征,同时还包含有矿物的晶体结     

近代矿物学第十讲——矿物的穆斯鲍尔谱研究

<正> 穆斯鲍尔(R.L.M(?)ssbauer)1957年发现的无核反冲的r共振现象叫做穆斯鲍尔效应。这一发现使人们有可能观察到原子核与它周围环境之间的超精细相互作用,这些观察结果就构成了穆斯鲍尔谱。因此,当某些具有穆斯鲍尔效应的原子核进入晶体之后,就可以被视为放入晶格之中的探测器,通过测量它的穆斯鲍尔谱即可得到有关该原子核自身原子(离     

近代矿物学第十七讲 矿物晶体的电子衍射

<正> 1927年电子衍射的发现,证实了电子不只具有粒子的性质,同时也具有波动的性质。这种现象的发现,成为量子力学的实验基础,具有重大的物理意义。之后,人们利用了电子衍射现象来分析物质的原子构造。作为一种分析方法,电子衍射从两个方面取得很大的发展:一个方面,是利用气体的电子衍射来测定分子构造,所得的数据丰富了人们对分子构造的认识;另一个方面,是利用晶体的电子衍射测定晶体的构造。这后一方面在固体物理学、材料学、金属学、     

近代矿物学第十五讲——矿物的塑性变形和流变

<正> 六十年代以后,随着固体物理学,特别是金属物理学引进到矿物学领域,矿物的塑性变形和流变研究取得相当大的进展。它对于板块运动、变质作用以及某些成矿作用都具有实际意义,因此在矿物学、变质岩、构造地质和地球物理学等研究领域中受到广泛的注意。     

近代矿物学第三讲——矿物晶体表面微形貌研究

<正> 矿物晶体表面微形貌(surface Microtopography)研究是近一、二十年来迅速发展起来的矿物学新领域,它以发育良好的天然矿物和人工晶体为对象,应用灵敏的位相差显微镜和多光束干涉仪等光学显微技术,揭露晶体表面上各种精细的生长或溶解图案(包括不同形态的螺蜷线、生长层、生长条纹、微斜面、蚀坑结构等),精确测量每一生长台阶(或生长层)的高度及台阶间宽度,运用近代晶体生长理论解释所研究的微形貌特征与矿物生长条件,生长过程的内在连系,达到从微观角度解决矿物个体生长发育历史的目的。     

近代矿物学第十三讲——矿物晶体结构的X射线衍射研究

<正> 矿物晶体结构研究的主要内容是测定矿物中原子(离子、分子)的空间分布,以及利用所得资料,配合其它数据用以探讨及阐明矿物的物理和化学性质,矿物和矿床的成因等。因此,它是地质学、矿物材料、矿物物理的最基础的工作。 X射线衍射法是矿物晶体结构研究的一种主要方法。本讲拟对其历史、方法及晶体结构研究成果的应用作一介绍。同时附带谈一下中子衍射的问题。     

近代矿物学第九讲——矿物的电子顺磁共振波谱研究

<正> 电子顺磁共振(Electron Paramagnetio Resonance—EPR)或称电子自旋共振(Electron Spin Resonance—ESR)现象是苏联物理学家于1944年发现的。它首先被应用于物理学、化学和生物学研究中。五十年代,在研究离子晶体的磁中心的能级结构、阐明晶格的精细结构、研究晶格缺陷以及金属和半导体中传导电子的性质,在化学中测定自由基的存在等诸方面都取得了很大成功,     

近代矿物学第十二讲——矿物晶体的合成和生长

<正> 在近代矿物学的形成和发展过程中,起推动作用的因素除了固体物理理论的引入、新型测试仪器和技术的采用以外。矿物晶体的合成也扮演了重要的角色。而电子、激光、半导体、能源等新兴工业技术所需的各种功能材料,更离不开人工矿物晶体的补给。正是由于生产和科学发展的急需,矿物晶体的合成和生长一变过去那种不那么受人重视的“技艺”技态而发展为介于近代矿物学和材料学之间的一门边缘学科。本文不准备叙述读者们可能已熟知的矿物溶解度、相平衡等热力学资料,也不打算罗列各种矿物的合成和生长     

近代矿物学第十四讲——矿物晶体中的多型性

<正> 众所周知,金刚石和石墨的化学组成都是碳(C),但它们所表现的一系列性质却截然不同。造成这种情况的根本原因,在于两者具有明显不同的晶体结构。象金刚石和石墨这样化学组成相同的物质,在不同的物理化学条件下形成结构不同之晶体的现象,就是通常所称的同质多象现象(polymorphism,亦译为多晶或多形现象;又称同质异象现象 heteromorp-hism);对于化学组成相同而内部结构不同的晶体,     

近代矿物学第十九讲——矿物体系热力学的几个问题

<正> 近年来,在矿物研究中积累了较多的矿物热力学数据和矿物体系的相平衡实验资料,促进了热力学在矿物学及其它地学领域中的实际应用。本文拟对有关矿物体系的热力学理论和方法方面的新近发展作一简要介绍。一、简单矿物体系的热力学分析1.热容和熵目前许多矿物的熵数据主要是通过低温热容(C_P)测量而得的矿物相第三定律熵:     

近代矿物学第十六讲——高压下矿物物性和物态的变化

<正> 高压下矿物物性物态的变化,历来是研究地球内部动力学和建立地球成分模式必须涉及的重要问题。从五十年代金刚石压腔装置问世以来,特别是近十年间,随着实验技术的不断改进,高温高压下矿物物性和物态的观测已取得了可喜的成果,为研究地球深部提供了宝贵的资料。本讲着重介绍高压下某些矿物的结构相变、晶场光谱、电学性质、布里渊散射等方面的研究成果,并且对其研究意义作简单的讨论。     

近代矿物学第二讲——电子显微镜与矿物学

<正> 一.前言 电子显微镜(简称电镜)问世已近50年,在40多年前就被用来研究某些矿物学问题。但是,由于绝大多数矿物样品制备的困难及早期电镜性能等方面的问题,使其在矿物学上的应用一直停滞不前。直到70年代,由于高分辨率和超高压透射电镜的出现,并与选区电子衍射、X射线能量分析等多种测试手段相联合,同时也出现了离子束减薄制样装置,才使电镜在矿物学研究方面得到迅速发展,人们长期以来梦寐以求想直接观察矿物晶体构造的渴望终于实现了。在过去十多年中,通过使用现代电镜对矿物单位晶胞大小的结     

近代矿物学第一讲——研究内和方法

<正> 近代矿物学是相对于经典矿物学或传统矿物学而言的,是经典矿物学的继续、深入和发展。它是经典矿物学与物理学、化学的一些近代理论和分析测试、实验技术相结合的产物。 大家知道,矿物就是具有一定化学组成和内部结构的天然元素及其天然化合物,它们可以呈固态、液态、气态或胶态存在。可以说,自然界就是由矿物和生物组成的。 研究矿物的学问——矿物学是一门古老的学科。矿物的发现和应用已有几千年的历史。矿物学的发展,     

近代矿物学第二十讲——激光喇曼光谱在矿物学研究中的应用

<正> 喇曼效应是在1928年由印度物理学家 C.V.Ra-man 发现的一种光的散射现象。在这之后一个月,苏联物理学家和在利用汞灯作光源辐射到石英晶体上时,也观察到了这一现象。实际上这是对矿物的喇曼谱进行的第一次测量。在此后的几十年中,喇曼光谱在分子结构化学研究上发挥了十分重要的作用。但直到五十年代末,除了少数矿物,如石英、绿柱石等外,大多数矿物都还没有喇曼光谱数据。这是因为:第一,能满足喇曼光谱测量要求的大颗粒矿物晶     

超高压下矿物的某些物理性质的研究

<正> 金刚石压腔超高压装置自五十年代末由美国国家标准局Van Valkenburg首先研制成功以来,经过不断发展,在技术上已日臻完善。尤其是把红宝石萤光测压技术与YAG激光加热技术结合使用,使得金刚石压腔有了实际应用的价值。采用封垫技术和充入某些液体和气体作为传压介质,既可对金刚石压砧起到支撑