光学晶体
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2023年2月22日发(作者：蛇从革)1
晶体光学基础试题（判断对错/简答）
1．除真空以外的任何介质的折射率总是大于1（）
2．折射定律表达为折射率为入射角与折射角的正弦之比,所以入射角越大,折射率越大；入射角越小,折射
率越小()
3．某介质绝对折射率为光在空气中传播速度与在该介质中速度之比,即N=C
O
/V（）
4．光在某介质中传播速度愈快,折射率愈大()
5．光由光疏介质射入光密介质,永远不会发生全反射()
6．光由光密介质射入光疏介质,一定发生全反射()
7．均质体有无数个相同的Ｎ或只有一个Ｎ（）
8．非均质体有几个不同的Ｎ（）
9．自然光射入均质体中，基本仍为自然光，偏光射入仍为偏光，不放生双折射（）
10．自然光射入非均质体中一般发生双折射形成两种偏光；偏光射入非均质体中，按入射偏光传播，
不发生双折射（）
11．光在晶体中传播方向一致，则Ｎ一样（）
12．光在晶体中振动方向一致，则Ｎ一样（）
光率体基础
1.一轴晶有N
e
、N
o
两个折射率，二轴晶有N
g
、N
m
、N
p
三个折射率()
2.一轴晶N
e
>N
o
,二轴晶N
g
>N
m
>N
p
()
3.一轴晶正光性N
e
>N
o
；负光性N
e
o ;二轴晶正光性N g >N m >N p ；负光性N g m p () 4.一轴晶光率体切面始终有一个N o ，二轴晶光率体切面始终有一个N m （） 5.无论是一轴晶还是二轴晶，具有最大双折率的切面一定平行光轴（） 6.一轴晶有一个光率体圆切面，二轴晶有两个光率体圆切面（） 7.一轴晶有两个主折射率N e 、N o ，二轴晶有三个主折射率N g 、N m 、N p （） 8.二轴晶光轴面一定是与N g N p 面一致（） 9.二轴晶垂直光轴面的任意切面总有一个半径是N m （） 10.一轴晶最大双折率为︱N e –N o ︱，二轴晶最大双折率为N g –N m （） 11.二轴晶Bxa一定垂直Bxo（） 12.二轴晶Bxa和、Bxo构成的切面也一定是与光轴面一致（） 13.二轴晶Bxa或Bxo不可能是N m （） 14.一轴晶光率体的光轴始终是竖直的（） 15.二轴晶光率体的N g 始终是竖直的（） 16.一轴晶N e 与Z轴始终一致，二轴晶N g 与Z轴始终一致() 17.二轴晶三个光率体主轴一定与三个结晶轴一致（） 18.一轴晶光轴（N e ）始终是竖直的，二轴晶光轴面（OAP）则始终是竖直的（） 19.二轴晶斜方晶系N g 、N m 、N p 与X、Y、Z轴一致（） 20.二轴晶单斜晶系一定是N m =Y（） 单偏光镜下晶体光学性质 1.解理缝一般是暗色细缝（） 2 2.当解理面与薄片垂直时解理缝最清楚（） 3.某矿物切面见不到解理缝，说明该矿物一定不发育解理（） 4.辉石和长石都发育两组解理，薄片中辉石见到解理的机会少，而长石机会多（） 5.手标本上见到某矿物有颜色，则薄片中一定也有颜色（） 6.均质体矿物在薄片中一定无多色性（） 7.非均质体矿物在薄片中一定有多色性（） 8.薄片中矿物有颜色的切面一定有多色性（） 9.有多色性矿物的没有多色性的切面一般是光率体圆切面（） 10.有多色性的一轴晶只有N e N o 面上有多色性，二轴晶只有N g N p 面上有多色性（） 11.电气石纵切面平行十字丝纵丝时，所见的颜色是N o （） 12.黑云母解理缝平行十字丝纵丝时，所见的颜色是N p （） 13.普通角闪石（010）面上多色性最明显，可以见到N g 和N p 的颜色（） 14.普通角闪石（001）面上可以见到两组解理，其锐夹角方向为N m 的颜色（） 15.普通角闪石（100）面上只能见到一组解理，也可以见到N m 的颜色（） 16.在薄片中某矿物颗粒贝克线在该矿物一侧，则该矿物Ｎ一定＞1.54（） 17.矿物突起越高，Ｎ越大，突起越小，Ｎ越小（） 18.提升物台时，贝克线向折射率大的物质方向移动（） 19.所有非均质体切面都具有闪突起（） 20.所有非均质体椭圆切面都具有闪突起（） 正交偏光镜下晶体光学性质（一） １.正交偏光间全消光的矿物颗粒一定是均质体（） ２.正交偏光间出现“四明四暗”现象的颗粒一定是非均质体（） ３.正交偏光间某矿物所有切面都呈全消光，该矿物一定是均质体（） ４.非均质体所有切面都可以见“四明四暗”现象（） ５.干涉色与单偏光镜下颜色的形成原理类似（） ６.干涉色与光程差是一一对应的，只要干涉色颜色种类一样，则光程差一样（） ７.灰色和黄色干涉色一定属于Ⅰ级干涉色（） ８.蓝色和绿色干涉色至少是Ⅱ级或以上干涉色（） ９.相邻色序对比，紫红对应的光程差一定小于蓝对应的光程差（） １０.同一级别内，紫红对应的光程差也一定小于蓝对应的光程差（） １１.同一薄片中，具有不同干涉色的颗粒，一定是不同种矿物（） １２.同一薄片中，具有相同干涉色的颗粒，一定是同一种矿物（） １３.每一种非均质体矿物，只有一种干涉色（） １４.每一种非均质体矿物，只有一种最高干涉色（） １５.具有最高干涉色的切面一定平行光轴（） １６.平行光轴的切面，一定具有最高干涉色（） １７.单偏光下具有闪突起的矿物颗粒，正交偏光下其干涉色一般比较高（） １８.石英为一轴晶，N o =1.544,N e =1.553，标准薄片厚度下，最高干涉色是Ⅰ级紫红（） １９.方解石为一轴晶，N o =1.658,N e =1.486，最高干涉色达到高级白（） ２０.某二轴晶矿物，N g =1.705,N m =1.70,N p =1.693,垂直Bxa切面干涉色是灰色（） 正交偏光镜下晶体光学性质（二） １.补色法则中，光率体半径同名平行时，结果干涉色一定比矿片原来的高（） 3 ２.补色法则中，光率体半径异名平行时，结果干涉色一定比矿片原来的低（） ３.某矿物颗粒干涉色为灰色，加石膏试板后，一个45°位变为蓝，另一个45°位变为黄，干涉色都比原来的高， 所以两个45°位都是光率体半径同名平行（） ４.某颗粒干涉色为灰色，加石膏试板后，一个45°位变为蓝，那另一个45°位一定变为黄（） ５.某颗粒加石膏试板后，一个45°位变为蓝，另一个45°位变为黄，那原来的干涉色一定是灰（） ６.某颗粒加石膏试板后，一个45°位变为蓝，另一个45°位变为灰，那原来的干涉色一定是黄（） ７.某颗粒干涉色加石膏试板后，两个45°位都变为绿色，说明原来的干涉色一定至少为Ⅱ级（） ８.某颗粒干涉色加石膏试板后，只要有一个45°位变为Ⅰ级，说明原来的干涉色一定不超过Ⅱ级（） ９.原干涉色为蓝色，加云母试板后，升高位一定变成绿色，降低位一定变成红色（） １０.某矿物颗粒，加云母试板后，一个变成红，另一个变成绿，原来的干涉色一定是蓝色（） １１.原干涉色为黄色，加云母试板后，升高位一定变成红色，降低位一定变成绿色（） １２.某矿物颗粒，加云母试板后，一个变成红，另一个变成绿，原来的干涉色一定是黄色（） １３.一轴晶矿物平行C轴切面为平行消光（） １４.单斜晶系矿物普通角闪石N m =b，其平行（100）的切面是平行消光，平行(010)的切面是斜消光，平行（001） 的切面是对称消光（） １５.正光性矿物一定是正延性，负光性矿物一定是负延性（） 锥光镜下晶体光学性质（一） １.正交镜下全消光的矿物切面，在锥光镜下也全消光（） ２.只有光率体切面为椭圆的矿物颗粒，在锥光镜下才有干涉图（） ３.一轴晶垂直光轴切面干涉图就是一个黑十字（） ４.正交镜下最高干涉色越高的矿物，其垂直OA切面干涉图干涉色色圈越多（） ５.单偏光镜下具有闪突起的矿物，其垂直OA切面干涉图干涉色色圈一般比较多（） ６.一轴晶垂直OA切面，波向图中切线方向为N o ，放射线方向为N e （） ７.一轴晶垂直OA切面，波向图中放射线方向一定为光率体椭圆长半径方向（） ８.某一轴晶矿物颗粒在锥光下出现一黑十字，且四个象限均为灰色，现插入石膏试板，发现一、三象限变成蓝色， 二、四象限变为黄色，该矿物为负光性（） ９.根据上题，把石膏试板换成云母试板，则第一、三象限干涉色变为黄色（） １０.具有多圈干涉色色圈的垂直OA干涉图，从中心向外干涉色逐渐升高，加入石膏试板后，干涉色仍然从中心 向外逐渐升高（） １１.具有多圈干涉色色圈的垂直OA干涉图，加入石英楔试板后，发现二、四象限干涉色色圈连续向外移动，该 矿物为正光性（） １２.偏心干涉图一般只见黑十字一条横臂或一条竖臂，均无法判断视域外黑十字中心的位置（） １３.当视域内见一条横臂，顺时针转物台，其向上移动，说明黑十字中心在视域右侧（） １４.当视域内见一条竖臂，顺时针转物台，其向左移动，说明黑十字中心在视域下方（） １５.当视域内见一条竖臂，逆时针转物台，其向左移动，继续逆时针转动物台，当该竖臂转到离开视域后，则下 一步将会看到一条横臂从上方进入视域（） １６.接上题，当看到一条横臂从上方刚进入视域时，插入石膏试板，若视域的颜色由灰色变成蓝色，其光性符号 为正（） １７.具有闪图干涉图的矿物颗粒，去掉锥光系统后，在正交镜下，一般具有比较高的干涉色（） 锥光镜下晶体光学性质（二） １.二轴晶垂直Bxa切面干涉图45°位时，两个弯曲黑带顶点连线为光轴方向（） 4 ２.二轴晶垂直Bxa切面干涉图的色圈，也是以黑十字交点为中心的同心园色圈（） ３.二轴晶垂直Bxa切面干涉图中，两个弯曲黑带顶点连线为N g N p 面迹线方向（） ４.二轴晶正光性垂直Bxa切面干涉图与负光性垂直Bxo切面干涉图一样（） ５.二轴晶垂直Bxa切面干涉图中，两个弯曲黑带顶点凸方连线方向为Bxo投影方向（） ６.二轴晶垂直Bxa切面干涉图中，两个弯曲黑带顶点凹方连线方向为Bxa投影方向（） ７.二轴晶垂直Bxa切面干涉图中，与两个弯曲黑带顶点连线方向相垂直的方向始终为光轴方向（） ８.二轴晶垂直Bxa切面干涉图中，弯曲黑带在Ⅱ、Ⅳ象限时，加试板后，Ⅰ、Ⅲ象限干涉色变化一致，Ⅱ、Ⅳ象 限凸方与凹方干涉色变化也一致（） ９.垂直Bxa切面干涉图，弯曲黑带在Ⅰ、Ⅲ象限的45°位时，从Ⅱ、Ⅳ象限插入石膏试板，弯曲黑带顶点之间干 涉色由灰变蓝，其光性符号是负（） １０.垂直Bxa切面干涉图（色圈多），弯曲黑带在Ⅰ、Ⅲ象限，从Ⅱ、Ⅳ象限插入云母试板，两个弯曲黑带凹方 各出现一个对称的小黑团，其光性符号是正（） １１.接上题，若使用石英楔代替云母试板，弯曲黑带顶点之间干涉色圈连续向内移动（） １２.二轴晶垂直OA切面干涉图与一轴晶垂直OA切面干涉图很类似（） １３.二轴晶垂直OA切面干涉图相当于垂直Bxo切面干涉图的一半（） １４.二轴晶垂直OA切面干涉图45°位时，加试板后，弯曲黑带凸方与凹方干涉色变化正好相反（） １５.二轴晶垂直Bxo切面干涉图，也会出现一个粗大黑十字，也叫闪图（） １６.二轴晶垂直Bxo切面干涉图与垂直Bxa切面干涉图类似，只是中心出露轴不同（） １７.二轴晶矿物N g N p 面干涉图一定为闪图；反过来，具有闪图特点的切面，一定是N g N p 面（） １８.二轴晶闪图干涉图，去掉锥光系统后，在正交偏光间具有该矿物最高干涉色（） １９.二轴晶垂直Bxa切面干涉色一定低于垂直Bxo切面干涉色（） ２０.二轴晶垂直Bxa切面与垂直Bxo切面干涉色的相对高低，视光性不同而不同（） 填空题 1.某矿物为一轴晶，平行c轴方向振动的折射率为1.553，垂直c轴方向振动的折射率为1.544，则该矿物 Ne=，No=，光性为，最大双折率为，最高干涉色为。 2.某矿物为二轴晶斜方晶系，c=N p ，b=N m ，a=N g ，N g =1.635，N m =1.617，N p =1.607，问： ①（010）面上双折率为，干涉色为；②（001）面上双折率为，干涉色 为；③（100）面上双折率为，干涉色为；④光性符号为。 3.某矿物为二轴晶单斜晶系，N g =1.633，N m =1.628，N p =1.613，问： ①最高干涉色为；②垂直Bxa切面干涉色为；③垂直Bxo切面干涉色 为；④光性符号为。 4.某矿物为二轴晶单斜晶系，β（a^c）=106°，N g =1.701，N m =1.691，N p =1.665，b=N m ,N g ∧c=25°（N g 在+β 内），具{110}两组解理，问： ①（010）切面光率体椭圆为，干涉色为，消光类型为，消光角为；② （100）切面光率体椭圆为，消光类型为；③（001）切面光率体椭圆为，消光类型 为；④光性符号为。 简答题 1.已知石英No=1.544，Ne=1.553，求石英的光性、最大双折率、最高干涉色。 5 2.已知方解石No=1.658，Ne=1.486，求方解石的光性、最大双折率、最高干涉色。 3.已知某橄榄石N g =1.689，N m =1.670，N p =1.654，求该橄榄石的光性、最大双折率、最高干涉色、Bxa和Bxo 的光率体轴名称、垂直Bxa切面干涉色、垂直Bxo切面干涉色。 4.把云母试板放在偏光显微镜的载物台上，从试板孔中插入石膏试板，在正交偏光条件下转动物台一周，可以看到 干涉色的变化情况如何？若把两个试板交换位置，干涉色的变化情况又如何？ 5.一轴晶垂直OA与二轴晶垂直Bxa切面的干涉图有何异同点？根据此种干涉图判断光性，关键需要记住什么规 律？ 6.简述透明矿物系统鉴定的主要内容。 7.如何在镜下寻找垂直光轴、平行光轴（一轴晶）和平行光轴面（二轴晶）、二轴晶垂直Bxa等常用的定向切面？ 各定向切面主要用来测定哪些光学性质或参数？ 综合题 1.某电气石Ne=1.633，No=1.655，在单偏光下，当纵切面延长方向平行纵丝时，矿片表现为深蓝色，平行横丝时， 矿片表现为浅黄色；在正交偏光下，当纵切面延长方向平行纵丝或横丝时，矿片均表现为消光，当纵切面延长方向 在1-3象限中时，从2-4象限分别插入云母试板和石膏试板（试板短边方向为慢光方向），请问： (1)该电气石的突起等级和光性？；（2）该电气石的最大双折率和最高干涉色？；（3）该矿物的多色性和吸收性公 式？；（4）插入云母试板和石膏试板后，干涉色各变为什么？（5）若把纵切面延长方向转到2-4象限，仍然分别 插入云母试板和石膏试板，干涉色各变为什么？ 2.在正交偏光镜下，见一个二轴晶矿物最高干涉色矿片，在图A位置不消光，顺时针转物台25°后，该矿片消光 （图B），继续顺时针转物台45°至C位置，矿片显示蓝色干涉色，此时从2-4象限方向插入石膏试板（见图C）， 试板短边方向为慢光方向，矿片干涉色仍变为蓝色，但从C位置转90°后，矿片干涉色则变为灰色，请问： （1）该矿物的最高干涉色蓝色是几级？；（2）该矿片消光类型和消光角Ng^Z=？；（3）分别画出图C、图B、图A 中矿片上的光率体椭圆，并标出半径名称；（4）在图C中，若换用云母试板，矿片的干涉色变为什么？；（5）若拔 出试板，继续顺时针转45°，会出现什么现象？若再继续顺时针转45°，仍按C位置方向分别插入石膏试板与云 母试板，矿片干涉色又如何变化？ 3.在锥光镜下，分别见同一个矿物不同切面的两种干涉图，除黑臂外视域中干涉色均为灰色（图A和图B），顺时 针转物台时，图A黑十字交点围绕视域中心作圆周运动，图B黑横臂向下作平移运动，请问： 6 （1）该矿物的轴性？两种干涉图的切面类型？；（2）若在图A的2-4象限方向插入石膏试板（短边为慢光方向）， 黑十字2-4象限干涉色变为黄色，求该矿物的光性，1-3象限干涉色变为什么？；（3）若同样在图B插入石膏试板， 黑横臂下方的干涉色变为什么？；（4）图B中顺时针转物台，当黑横臂向下平移逐渐移出视域后，黑竖臂从什么方 向进入视域？此时若插入云母试板，视域干涉色变为什么？ 4.在锥光镜下，见某矿物一个切面的0°位干涉图如图A，45°位干涉图如图B，另一个切面的45°位干涉图为图 C，除黑臂外视域中干涉色均为灰色，请问： （1）该矿物的轴性和两个切面的类型？；（2）两个弯曲黑臂的顶点、二者连线的方向、垂直该连线的方向各代表 光率体的什么要素？；（3）若在图B中的2-4象限方向插入云母试板（短边方向为慢光方向），弯曲黑臂凸方干涉 色变为黄色，求该矿物的光性？黑臂凹方干涉色变为什么？（4）若换用石膏试板，图B中弯曲黑臂凸方和凹方干 涉色各变为什么？（5）在图C中的2-4象限插入石膏试板，弯曲黑臂凸方和凹方干涉色各如何变化？ 参考答案 晶体光学基础（判断对错/简答） 1（T）2（F）3（T）4（F）5（T）6（F）7（T）8（F）9（T）10（F）11（F）12（T） 光率体基础 1（F）2（F）3（F）4（F）5（T）6（T）7（T）8（T）9（T）10（F）11（T）12（T）13（T）14（T）15 （F）16（F）17（F）18（F）19（T）20（F） 单偏光镜下晶体光学性质 1（T）2（T）3（F）4（F）5（F）6（T）7（F）8（F）9（T）10（F）11（T）12（T）13（T）14（T）15 （T）16（F）17（F）18（F）19（F）20（F） 正交偏光镜下晶体光学性质（一） 7 1（F）2（T）3（T）4（F）5（F）6（F）7（F）8（T）9（T）10（F）11（F）12（F）13（F）14（T）15 （T）16（F）17（T）18（F）19（T）20（T） 正交偏光镜下晶体光学性质（二） 1（T）2（F）3（F）4（T）5（T）6（F）7（F）8（T）9（T）10（F）11（F）12（F）13（T）14（T）15 （F） 锥光镜下晶体光学性质（一） 1（F）2（F）3（F）4（T）5（T）6（F）7（F）8（F）9（T）10（F）11（T）12（F）13（F）14（T）15 （T）16（F）17（T） 锥光镜下晶体光学性质（二） 1（F）2（F）3（T）4（F）5（T）6（T）7（F）8（F）9（T）10（F）11（T）12（F）13（F）14（T）15 （F）16（F）17（F）18（T）19（T）20（F） 填空题参考答案 =1.553，No=1.544，正光性，最大双折率为0.009，最高干涉色为Ⅰ级灰白。 2.①（010）面上双折率为0.028，干涉色为Ⅱ级黄；②（001）面上双折率为0.018，干涉色为Ⅰ级紫红；③（100） 面上双折率为0.01，干涉色为Ⅰ级灰白；④光性符号为正。 3.①最高干涉色为Ⅱ级蓝；②垂直Bxa切面干涉色为Ⅰ级灰；③垂直Bxo切面干涉色为Ⅰ级黄；④光性符 号为负。 4.①（010）切面光率体椭圆为N g N p ，干涉色为Ⅱ级紫红，消光类型为斜消光，消光角为N g ∧c=25°；②（100） 切面光率体椭圆为N g ’N m ，消光类型为平行消光；③（001）切面光率体椭圆为N m N p ’，消光类型为对称消光； ④光性符号为负。 简答题参考答案 1.石英为正光性，最大双折率为0.009，最高干涉色为Ⅰ级灰白。 2.方解石为负光性，最大双折率为0.172，最高干涉色为高级白。 3.已知某橄榄石N g =1.689，N m =1.669，N p =1.654，该橄榄石为正光性、最大双折率0.035、最高干涉色Ⅱ级紫红、 Bxa=N g ，Bxo=N p 、垂直Bxa切面干涉色Ⅰ级黄、垂直Bxo切面干涉色Ⅱ级蓝。 4.把云母试板放在偏光显微镜的载物台上，从试板孔中插入石膏试板，在正交偏光条件下转动物台一周，可以看到 四次Ⅰ级紫红（云母试板消光时）、两次Ⅱ级蓝（干涉色升高时）、两次Ⅰ级黄（干涉色降低时）；若把两个试板交 换位置，可以看到四次Ⅰ级灰（石膏试板消光时）、两次Ⅱ级蓝（干涉色升高时）、两次Ⅰ级黄（干涉色降低时）。 5.一轴晶垂直OA与二轴晶垂直Bxa切面的干涉图都可见黑十字与干涉色（或色圈），但是不同的是，一轴晶垂直 8 OA干涉图的黑十字转动一周不变化，而二轴晶垂直Bxa切面的干涉图的黑十字转动一周会发生变化，在45度位 会分解为两个弯曲黑带；另外，一轴晶垂直OA干涉图的色圈是同心园状，而二轴晶垂直Bxa切面的干涉图的色 圈是“8”字形。根据此种干涉图判断光性，对于一轴晶垂直OA干涉图，关键是要记住波向图放射线方向是Ne’方 向，切线方向是No方向！对于二轴晶垂直Bxa切面的干涉图，关键是要记住在45度位时，两个弯曲黑带顶点凸 方连线为Bxo投影方向，凹方连线为Bxa投影方向，而垂直两个弯曲黑带顶点的连线方向无论在凸方还是在凹方 都是N m 投影方向！ 6.参考《晶体光性》教材 7.参考《晶体光性》教材 综合题参考答案 1．（1）正中突起，负光性；（2）最大双折率0.022，最高干涉色Ⅱ级蓝；（3）多色性公式：No=深蓝，Ne=浅黄； 吸收性公式：No>Ne；（4）插入云母试板后，干涉色变为Ⅰ级红，插石膏试板后，干涉色变为灰色；（5）插入云 母试板后，干涉色变为Ⅱ级绿，插石膏试板后，干涉色变为Ⅲ级蓝。 2．（1）该矿物的最高干涉色蓝色是Ⅱ级？；（2）该矿片消光类型为斜消光，消光角Ng^Z=25°；（3）图C光率体 椭圆N g 在1-3象限45°位，N p 在2-4象限45°位、图B光率体椭圆N g 在纵丝上，N p 在横丝上、图A中矿片上的 光率体椭圆N g 在纵丝逆时针转25°位置，N p 在横丝逆时针转25°位置；（4）在图C中，若换用云母试板，矿片 的干涉色变为绿色；（5）若拔出试板，继续顺时针转45°，会出现消光现象。若再继续顺时针转45°，仍按C位 置方向分别插入石膏试板与云母试板，矿片干涉色分别变为Ⅰ级灰和Ⅰ级红。 3．（1）一轴晶，斜交光轴切面干涉图，（A）光轴倾角不大，（B）光轴倾角较大；（2）正光性，1-3象限干涉色变 为Ⅱ级蓝；（3）黑横臂下方的干涉色变为Ⅱ级蓝；（4）黑竖臂从右侧进入视域，此时若插入云母试板，视域干涉色 变为黑色（消色）。 4．（1）二轴晶，（A/B）垂直Bxa切面、（C）垂直OA切面；（2）两个弯曲黑臂的顶点代表两个OA、二者连线的 方向代表OAP迹线方向、垂直该连线的方向代表N m （3）正光性，黑臂凹方干涉色变为黑色（消色）（4）凸方变 为Ⅱ级蓝，凹方变为Ⅰ级黄；（5）凸方变为Ⅰ级黄，凹方变为Ⅱ级蓝。