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主干专业基础课－结晶学与矿物学 0. 课前的话 0. 课程说明 1. 教材、参考书和辅导材料 2. 时间安排 3. 考试方式 4. 其他 0-0. 课程说明 课程名称: 结晶学与矿物学 Crystallography and Mineralogy 授课教师: 授课对象: 学 分: 总学时数: 周学时数: 开课时间: 考查方式: 闭卷考试 0-1. 教材、参考书和辅导材料 教材 结晶学及矿物学，赵珊茸等，高等教育出版社，2003 《结晶学及矿物学》实习与自学指导书，许虹（内部印制），2004 结晶学与矿物学实习报告书编 者：地大（北京）矿物岩石教研室（内部印制） 参考书 结晶学及矿物学(第三版), 潘兆橹等, 地质出版社, 1993 结晶学导论, 罗谷风, 地质出版社, 1985 结晶学及矿物学实习指导书, 潘兆橹等, 地质出版社, 1996 矿物学导论, 陈武,季寿元, 地质出版社, 1985 Cornelis Klein Cornelius S. Hurlbut, Jr. Manual of Mineralogy. New York: John Wiley Sons, Inc. 1993 0-2. 时间安排 根据课时数具体说明 0-3. 考试方式 平时及实验测试成绩占40% (包括出勤、上课、作业和测试情况) 期末考试成绩占60% 0-4. 其他 联系方式: 办公室: 教1楼/240 Email: lixuping@cugb.edu.cn 1. 晶体、非晶体和准晶体 0. 什么是结晶学(Crystallography)? 1. 晶体的概念 2. 晶体的空间格子规律 3. 空间格子的基本类型 4. 非晶质体和准晶体 5. 晶体的基本性质 6. 晶体的层生长理论 1-0. 什么是结晶学?(1) 结晶学(crystallography)是以晶体(crystal)为研究对象的一门自然科学。 研究简史 19世纪中叶以前: 外形研究为主 20世纪初: 内部结构的理论探索 1912年: X射线衍射应用于晶体学研究 研究意义 是矿物学的基础 是材料科学的基础 是生命科学的基础 1-0. 什么是结晶学?(2) 结晶学的分支 晶体生成学(crystallogeny): 研究天然及人工晶体的发生、成长和变化的过程与机理, 以及控制和影响它们的因素; 几何结晶学(geometrical crystallography):研究晶体外表几何多面体的形状及其间的规律性; 晶体化学(crystallochemistry): 亦称结晶化学,研究晶体的化学组成与晶体结构以及晶体的物理、化学性质间关系的规律性; 晶体物理学(crystallophysics): 研究晶体的各项物理性质及其产生的机理。 1.1. 晶体的概念 晶体—具有格子构造的固体, 或内部质点在三 维空间成周期性重复排列的固体。 如何理解? 格子构造是什么? 1.2.晶体的空间格子规律 1.2.晶体的空间格子规律 1.2.晶体的空间格子规律 基本术语 质点 阵点(lattice point)或结点(node) 行列(row)和结点间距(row-spacing) 面网(net), 面网密度(reticular density)和面网间距(interplanar spacing) 空间格子或空间点阵(space lattice) 平行六面体和单位晶胞(unit cell) 晶体概念总结 晶体—具有格子构造的固体, 或内部质点在三维空间 成周期性重复排列的固体。 即晶体内部的原子排列具有周期性(长程有序, long-range order); 在原子近邻具有的周期性, 叫短程有序(short-range order), 液体具有短程有序; 气体既无长程, 也无短程有序。 晶体是固体, 非液体或气体 1.3. 空间格子的基本类型 1.3. 空间格子的基本类型 1.3. 空间格子的基本类型 1.3. 空间格子的基本类型 1.4. 非晶体和准晶体 非晶体(non-crystal): 内部质点在三维空间不成周期 性重复排列的固体。 准晶体(quasi-crystal): 具有准周期格子构造的固体。准周期构造－不同于晶体中的平移周期, 但具有自相似性 (放大或缩小) 。准晶体的质点排列虽具有长程有序，但不体现平移的周期重复，即不存在格子构造。 1.4. 非晶体和准晶体 1.4. 非晶体和准晶体 1.4. 非晶体和准晶体 目前推导的准晶体点群共28种, 单形42个, 5个晶系。 1.5. 晶体的基本性质 1.5. 晶体的基本性质 异向