Экзаменационный билет №14

9. Двупреломление. Методы определения двупреломления

По отношению к поляризованному свету кристаллы разделяются на две группы: оптически изотропные, обладающие одинаковыми оптическими свойствами по всем направлениям, оптически анизотропные, свойства которых меняются в зависимости от направления.

Луч света, входя в пластинку анизотропного минерала, разлагается на два луча с разными показателями преломления, распространяющиеся с различными скоростями и колеблющиеся во взаимно перпендикулярных плоскостях. Это явление получило название двойного лучепреломления или двупреломления.

Силой двойного лучепреломления() называется величина, показывающая, насколько показатель преломления одного луча отличается от показателя преломления другого: ‘ =N₁-N₂ ,

где N₁ и N₂ - показатели преломления.

Сила двупреломления - величина переменная. Она зависит от направления прохождения света в кристалле и изменяется от нуля до какого-то максимума, который принято считать истинной величиной силы двупреломления данного минерала:  = Ng-Np, где Ng - наибольший по величине показатедль преломления данного минерала, а Np - наименьший.

Значения  для различных минералов колеблются в довольно широких пределах. Так, для нефелина она равна0,005-0,006, для оливина 0,03500,040, а для кальцита 0,172-0,180.

Луч света, входя в кристалл, раздваивается, и каждая из световых волн распространяется в кристалле с разной скоростью. В результате один луч обгоняет другой, и между ними возникает разность хода (R). Величина разности хода измеряется в миллимикронах и прямо пропорциональна длине пути, пройденного в анизотропной сред, т.е. толщине кристаллической пластинки (d), в нашем случае толщине шлифа, и силе двупреломления данного кристалла (): R= d (Ng-Np).

Наличие определенной разности хода при прохождении световых лучей через анализатор обуславливает их интерференцию, вследствие чего зерна минералов при изучении их под микроскопом приобретают интерференционные окраски.

Причем каждому значению разности хода соответствует своя интерференционная окраска.

При определении силы двупреломления пользуются таблицей Мишеля-Леви, которая является графическим выражением зависимости R=d.

Слева по вертикали отложена толщина шлифа, по горизонтали значения разности хода, каждому отвечает определенная интерференционная окраска.

При увеличении разности хода цветные полоски периодически повторяются, что позволяет разбить их на порядки. К первому порядку относятся цвета серый, белый, желтый, оранжевый и красный. В первом порядке нет синего и зеленого. При изучении интерференционной окраски минерала необходимо уметь определять её порядок. Для этого пользуются «правилом каемок»: по периферии зерна наблюдается серия цветных каемок, последовательно повторяющая цвета таблицы Мишеля-Леви.

Практически для определения силы двупреломления минерала необходимо в шлифе отыскать его зерно с наивысшей интерференционной окраской.

ПОРЯДОК ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛЫ ДВУПРЕЛОМЛЕНИЯ

1.Выбрать разрез минерала с наивысшей интерференционной окраской.

2.Поставить выбранное зерно на крест нитей, вращением столика микроскопа привести его в положение погасания.

3.От положения погасания повернуть столик на 45^о в любую сторону. Этим добиваются максимального просветления минерала, во-первых, и параллельного прорези в микроскопе, куда вводится компенсатор (кварцевый клин), направления колебаний в кристалле, во-вторых.

4.В прорезь микроскопа тонким концом вперед вводить кварцевый клин и наблюдать смену интерференционных окрасок на данном зерне:

• зерно становится темно-серым (произошла компенсация); интерференционная окраска клина соответствует интерференционной окраске минерала, но расположение осей индикатрисы в них обратное;

• цвета сменяются последовательно и компенсации не происходит; повернуть столик микроскопа на 90 (или на 45 в противоположную сторону от положения погасания) и снова ввести клин, наблюдая за сменой окрасок до появления темно-серого цвета.

5.Определить, к какому порядку относится данная интерференционная окраска, т.е. установить разность хода в исследуемом минерале. Для этого вынимая клин, по смене интерференционных окрасок на канадском бальзаме определяют порядок того цвета,

6.По таблице Мишель-Леви определить величину двупреломления минерала. По горизонтальной линии, соответствующей толщине шлифа (0,03 мм), находят цвет, который был компенсирован. По проходящей из угла диаграммы линии для этого цвета на верхней части диаграммы смотрят значение двупреломления