結晶學基礎實驗教學大綱

結晶學基礎實驗教學大綱

01.教學單位：材料科學與工程學院

02.實驗中心：無機非金屬材料工程實驗教學中心

03.課程名稱：結晶學基礎

04.課程代碼:432203

05.課程類別:學科基礎課

06.課程性質:選修

07.課程學時學時，其中實驗課12學時

08.課程學分:2.5

09.面向專業:無機非金屬材料工程

10.實驗課程的教學目的、任務與要求

教學目的：是通過對晶體單形與聚形的對稱系與單形晶面的極射赤平投影,

分析32個晶體點群的對稱性特征；32個晶體點群中各晶類點群所可能存在的單

形種類與對稱特征；理解晶體點群的結晶單形與幾何單形之間的差異。

任務與要求：

(1)能夠通過對47個幾何單形的對稱系分析，導出其所對應的本征點群。

(2)能夠通過在幾何單形的晶面上添加晶面花紋(對應于實際晶體晶面的

原子排布)由47個幾何單形擴展出146種結晶單形，進而導出全部32個晶體點

群。

(3)掌握單形的常見分類及其依據：開形一閉形，左形一右形，正形一負

形，定形一變形。

(4)理解關于單形的幾個重要概念：一般形一特殊形，特征單形一非特征

單形，導出單形一本征單形。

11.學生應掌握的實驗技術及實驗能力

《結晶學基礎》實驗課是完成本課程教學的重要組成部分，目的是使學生掌

握晶體宏觀點對稱理論的基本原理和操作方法，培養學生獨立動手解決問題的能

力。

12.開設實驗項目

本課程實驗部分共計開設8個實驗(包含2個選做實驗)，12學時，具體內

容與學時安排如下：

開設實驗項目一覽表

每蛆人

實驗項目編號實驗項目名稱實驗類型實驗性質實驗學時

敷

43220301晶體的目估投影驗證必做21

43220302晶體定向與結晶符號驗證必做21

43220303高級晶族晶體的單形分析驗證必做21

43220304中級晶族晶體的單形分析驗證必做21

43220305低級晶族晶體的單形分析驗證必做21

43220306高級晶族晶體的聚形分析驗證必做21

43220307中級晶族晶體的聚形分析*驗證必做21

43220308低級晶族晶體的聚形分析*驗證必做21

*表示在時間充裕條件下安排的選做實驗。

13.實驗教材或指導書或主要參考資料

(1)《結晶學及礦物學》實習指導書，趙珊茸主編，高等教育出版社，2011.2.

(2)《結晶學與礦物學》實習與自學指導書，編著，地質出版社，200M0.

14.考核要求、考核方式及成績評定標準

考核要求：要求學生實驗前應預習實驗相關內容，通過實驗指導教師講解實

驗內容、實驗原理和方法，儀器設備的演示操作，學生應獨立完成實驗，有原始

數據記錄，按照實驗報告要求完成實驗報告。本實驗課程成績占本課程總成績的

20%,實驗成績按百分制，依據參加實驗課和實驗報告評分，對于無故兩次不做

實驗的同學取消實驗成績。

考核方式：考試。

成績評定標準：實驗成績實行百分制，主要包括實驗過程中出勤、預習報告、

實驗相關理論知識、實驗技能、實驗數據、實驗報告規范正確等，實驗課缺課達

1/3或以上的同學，沒有實驗成績。

成績考核內容一覽表

序號內容要求成績占比％

實驗原理闡述準確完整，實驗步驟設計合

1實驗預習20

理。

實驗報告格式規范，字跡工整；內容準確全

2實驗報告質量60

面，圖表齊全。

3實驗課后思考題實驗課后思考題回答全面準確。20

結晶學基礎(432203)實驗項目卡1

No字段名填寫內容

1課程名稱結晶學基礎

2課程編號432203

3實驗項目名稱晶體的目估投影

4實驗項目編號43220301

5網絡實驗0

6每組人數1

7計劃學時數2

8實驗性質必做

1.掌握晶體多面體晶面的球面投影與極射赤平投影方法

9實驗目的

2.掌握晶體點群對稱系的球面投影與極射赤平投影方法

掌握球面投影與極射赤平投影原理，對晶體晶面與晶體點

10實驗內容

群對稱系進行投影。

1.晶體多面體晶面的球面投影與極射赤平投影①球面投影：

以晶體多面體質心力球心，作包圍晶體多囿體的投影球，從

球心出發，作每個晶面的外法線，與球面的交點即為晶面的

球面投影點一極點。②極射赤平投影：取投影球的赤道面為

11實驗原理投影面，北半球的極點與南極點連線、南半球的極點與北極

點連線，每條連線都與赤道平面看一個交點，這些交點就是

晶體多面體晶面的極射赤平投影點。2.晶體點群對稱系的球

面投影與極射赤平投影①對稱軸的極射赤平投影及其圖示

符號②對稱面的極射赤平投影及其圖示符號

12實驗類型1.演示性口；2.驗證性回；3.綜合性口；4.設計性口；5.研究性口。

13實驗者層次本科生

1.極球、大演不晶體模型七種、樣品盒

2.幾何單形：立方體、八面體、菱形十二面體、正四面體，

14實驗儀器設備

四方單錐、四方四面體，三方單錐、三方偏方面體，六方單

錠、六方柱，斜方單錐、斜方四囿體

15實驗套數25

16開出時間1997

17教學單位名稱材料科學與工程學院

18教學單位編號43

19實驗單位名稱無機非金屬材料工程實驗教學中心

20實驗中心編號433

21實驗地名稱無機非金屬材料工程實驗室

22實驗地編號百嶺第二教學樓+實習室

23一次性材料品名實驗報告紙、酒精、記號筆、標簽紙、膠水、脫脂棉

24一次性材料50元

25面向專業無機非金屬材料工程

26X

27

結晶學基礎(432203)實驗項目卡2

No字段名填寫內容

1課程名稱結晶學基礎

2課程編號432203

3實驗項目名稱晶體定向與結晶符號

4實驗項目編號43220302

5網絡實驗0

6每組人數1

7計劃學時數2

8實驗性質必做

為七個晶系的宏觀晶體建立合適的坐標系統，對晶面、單

實驗目的

9形、晶棱、晶帶進行指標化。

1.掌握等軸晶系、四方晶系、正交晶系、單斜晶系和三

斜晶系晶體的二軸定向方式，以及晶面符號、單形符號與

10實驗內容晶棱符號表示方法C

2.掌握二方晶系、六方晶系晶體的四軸定向方式,以及

晶面符號、單形符號與晶磁符號表示方法。

11實驗原理參照實驗教材

1.演示性口；2.驗證性回；3.綜合性口；4.設計性口；5.研究性

12實驗類型

□o

13實驗者層次本科生

1.三軸定向用幾何單形：立方體、八面體、菱形十二面體、

四面體，四方單錐、四方四面體，斜方單錐、斜方四面體，

14實驗儀器設備斜方柱

2.四軸7E向用幾何單形.二方偏方面體、菱面體,六方柱、

六方單錐

15實驗套數25

16開出時間1997

17教學單位名稱材料科學與工程學院

18教學單位編號43

19實驗單位名稱無機非金屬材料工程實驗教學中心

20實驗中心編號433

21實驗地名稱無機非金屬材料工程實驗室

22實驗地編號南嶺第二教學樓+實習室

23一次性材料品名實驗報告紙、酒精、記號筆、標簽紙、膠水、脫脂棉

24一次性材料50元

25面向專業無機非金屬材料工程

26

27

結晶學基礎（432203）實驗項目卡3

No字段名填寫內容

1課程名稱結晶學基礎

2課程編號432203

3實驗項目名稱高級晶族晶體的單形分析

4實驗項目編號43220303

5網絡實驗0

6每組人數1

7計劃學時數2

8實驗性質必做

1.掌握立方晶系點群T、Th、Td、0、Oh對應的35種結

晶單形的導出方法，15種幾何單形的幾何特征；理解結

晶單形與幾何單形之間的差異。

9實驗目的

2.掌握立方晶系點群對應的15種幾何單形的晶體定向

方式，對稱系與單形晶面投影方式，晶面符號以及單形

符號表示方法。

1.掌握從15個幾何單形上尋找對稱要素，以確定確定對

稱系，劃分晶族、晶系、晶類的方法；

10實驗內容

2.掌握15個幾何單形及其對稱系的極射赤平投影方式，

晶面符號、單形符號表示方式以及單形命名方法。

11實驗原理參照實驗教材

1.演示性口；2.驗證性團；3.綜合性口；4.設計性口；5.研究性

12實驗類型

□o

13實驗者層次本科生

幾何單形小模型：47個幾何單形中立方晶系對應的15

個單形：四面體、三角三四面體、四角三四面體、五角

二四面體（左右型）、八四面體，八面體、二角二八面體、

14實驗儀器設備

四角三八面體、五角三八面體（左右型）、六八面體，立

方體、四六面體、菱形十二面體、五角十二面體、偏方

復十二面體。

15實驗套數25

16開出時間199709

17教學單位名稱材料科學與工程學院

18教學單位編號43

19實驗單位名稱無機非金屬材料工程實驗教學中心

20實驗中心編號433

21實驗地名稱無機非金屬材料工程實驗室

22實驗地編號南嶺第二教學樓+實習室

23一次性材料品名實驗報告紙、酒精、記號筆、標簽紙、膠水、脫脂棉

24一次性材料50元

25面向專業無機非金屬材料工程專業

26、

27

結晶學基礎（432203）實驗項目卡4

No字段名填寫內容

1課程名稱結晶學基礎

2課程編號432203

3實驗項目名稱中級晶族晶體的單形分析

4實驗項目編號43220304

5網絡實驗0

6每組人數1

7計劃學時數2

8實驗性質必做

1.掌握四方晶系7個點群C4、D4、C4h、C4v、D4h、S《、D2d

對應的31種結晶單形（11種幾何單形），三方晶系點群C3、

D3、C3v、C3i、D3d對應的27種結晶單形（14種幾何單形）

和六方晶系C6、D6、C6h、CsvxD6h、C3h、D3h對應的31種

9實驗目的結晶單形（13種幾何單形）的幾何特征；理解結晶單形與幾

何單形的差異；

2.掌握上述25種兒何單形（89種結晶單形）及其對稱系的

極射赤平投影方式，晶面符號、單形符號表示方式以及單形

命名方法。

1.掌握從上述25種幾何單形上尋找對稱要素，以確定對稱

系，劃分晶族、晶系、晶類的方法；2.掌握上述25種幾何單

10實驗內容形及其對稱系的極射赤平投影方式，晶面符號、單形符號表

示方式以及單形命名方法。

11實驗原理參照實驗教材

12實驗類型1.演示性口；2.驗證性回；3.綜合性口；4.設計性口；5.研究性口。

13實驗者層次木科生

47種幾何單形中上述2個晶系對應的16種幾何單形小模

型：

三方單錐、復三方單錐、三方雙錐、復三方雙錐、三方柱、

14實驗儀器設備

復二力柱、二方偏方面體（左右型）、菱面體、復二方偏二

角面體，六方柱、復六方柱、六方單錐、復六方單錐、六方

雙錐、復六方雙錐、六方偏方面體（左右型）

15實驗套數25

16開出時間199709

17教學單位名稱材料科學與工程學院

18教學單位編號43

19實驗單位名稱無機非金屬材料工程實驗教學中心

20實驗中心編號433

21實驗地名稱無機非金屬材料工程實驗室

22實驗地編號南嶺第二教學樓+實習室

23一次性材料品名實驗報告紙、酒精、記號筆、標簽紙、膠水、脫脂棉

24一次性材料50元

25面向專業無機非金屬材料工程

26N

27

結晶學基礎（432203）實驗項目卡5

No字段名填寫內容

1課程名稱結晶學基礎

2課程編號432203

3實驗項目名稱低級晶族晶體的單形分析

4實驗項目編號43220305

5網絡實驗0

6每組人數1

7計劃學時數2

8實驗性質必做

1.掌握三斜晶系點群Ci、Ci對應的2種結晶單形（2種幾何

單形），單斜晶系點群C2、Cs、C2h對應的9種結晶單形（5

和幾何單形）和正交晶系點群D2、C2v、D2h對應的11種結

9實驗目的晶單形（7種幾何單形）的幾何特征；理解結晶單形與幾何

單形之間的差異；2.掌握上述7種幾何單形（22種結晶單

形）及其對稱系的極射赤平投影方式，晶面符號、單形符號

表示方式以及單形命名方法。

1.掌握從上述7種幾何單形上尋找對稱要素，以確定對稱系，

劃分晶族、晶系、晶類的方法；

10實驗內容

2.掌握上述7種幾何單形及其對稱系的極射赤平投影方式，

晶面符號、單形符號表不方式以及單形命名方法。

11實驗原理參照實驗教材

12實驗類型1.演示性口；2.驗證性W；3.綜合性口；4.設計性口；5.研究性口。

13實驗者層次本科生

47中幾何單形中上述3個晶系對應的7種幾何單形小模型：

14實驗儀器設備單面、平行雙面，雙面，斜方柱、斜方四面體、斜方單錐、

斜方雙錐。

15實驗套數25

16開出時間1997

17教學單位名稱材料科學與工程學院

18教學單位編號43

19實驗單位名稱無機非金屬材料工程實驗教學中心

20實驗中心編號433

21實驗地名稱無機非金屬材料工程實驗室

22實驗地編號南嶺第二教學樓+實習室

23一次性材料品名實驗報告紙、酒精、記號筆、標簽紙、膠水、脫脂棉

24一次性材料50元

25面向專業無機非金屬材料工程

26、

27

結晶學基礎(432203)實驗項目卡6

No字段名填寫內容

1課程名稱結晶學基礎

2課程編號432203

3實驗項目名稱高級晶族晶體的聚形分析

4實驗項目編號43220306

5網絡實驗0

6每組人數1

7計劃學時數2

8實驗性質必做

9實驗目的掌握立方晶系重要礦物晶體常見的聚形特征與分析方法

1.掌握從立方晶系重要礦物晶體常見的聚形上尋找對稱

要素以確定對稱系，劃分晶族、晶系、晶類的方法；

1()實驗內容2.掌握立方晶系重要礦物晶體常見的聚形及其對稱系的

極射赤平投影方式，晶面符號、單形符號表示方式以及單

形命名方法。

11實驗原理參照實驗教材

1.演示性口；2.驗證性回；3綜合性口；4.設計性口；5.研究性

12實驗類型

□o

13實驗者層次本科生

14實驗儀器設備

15實驗套數25

16開出時間199707

17教學單位名稱材料科學與工程學院

18教學單位編號43

19實驗單位名稱無機非金屬材料工程實驗教學中心

20實驗中心編號433

21實驗地名稱無機非金屬材料工程實驗室

22實驗地編號南嶺第二教學樓+實習室

23一次性材料品名實驗報告紙、酒精、記號筆、標簽紙、膠水、脫脂棉

24一次性材料50元

25面向專業無機非金屬材料工程

26X

27

結晶學基礎(432203)實驗項目卡7(選做)

No字段名填寫內容

1課程名稱結晶學基礎

2課程編號432203

3實驗項目名稱中級晶族晶體的聚形分析

4實驗項目編號43220307

5網絡實驗0

6每組人數1

7計劃學時數2

8實驗性質必做

掌握中級晶族晶系重要礦物晶體常見的聚形特征與分析

9實驗目的

方法

1.掌握從中級晶族晶系重要礦物晶體常見的聚形上尋找

對稱要素以確定對稱系，劃分晶族、晶系、晶類的方法；

10實驗內容2.掌握中級晶族晶系重要礦物晶體常見的聚形及其對稱

系的極射赤平投影方式，晶面符號、單形符號表示方式以

及單形命名方法。

11實驗原理參照實驗教材

1.演示性口；2.驗證性因；3.綜合性口；4.設計性口；5.研究性

12實驗類型

□o

13實驗者層次本科生

14實驗儀器設備

15實驗套數25

16開出時間199709

17教學單位名稱材料科學與工程學院

18教學單位編號43

19實驗單位名稱無機非金屬材料工程實驗教學中