10.2.1. Розсіювання світла.

Нерівна, шерехувата поверхня мінералу розсіює світло. Якщо в мінералі зустрічаються неоднорідності (включення інших мінералів, розчину чи газу), розмір яких менший λ/2 довжини хвилі світла, то такі неоднорідності викликають відхилення світла від попереднього напрямку. Розсіювання світла в цьому випадку спричинює невласне свічення зерна мінералу. Мінерал стаю мутним, а, дивлячись збоку, ми бачимо слід проходження променя в тілі мінералу. Такий ефект називається опалесценцією, або ефектом Тиндаля.

Розсіювання світла проявляється як матова непрозора поверхня мінералу, або у вигляді білого кольору його зерен. Позбавитися ефекту матовості можна, намочивши мінерал. Для дослідження мінералів під мікроскопром, поверхню мінералу полірують, позбавляючись найменших нерівностей, або ж покривають покривним склом та речовиною із близьким до мінералу показником заломлення (рис. 10.5).

У структурах розпаду твердих розчинів у випадку коли дві фази є прозорими і одна із них утворює дуже дрібні включення або неоднорідності у випадку спінодального розпаду, розсіювання світла призводить до появи білого забарвлення зерен мінералу. Такий же ефект виникає внаслідок включень мінералотвірного середовища (водного розчину, газу). стають білими за рахунок розсіювання світла відбувається за рахунок тріщин та включень фаз із іншим показником заломлення всередині мінералу.

Показники заломлення є індивідуальними для кожного із мінералів і використовуються для їх ідентифікації. Їх значення для поширених прозорих і напівпрозорих мінералів наведені в табл.. 10.1. Показник заломлення мінералів вищий від показника заломлення води. Він зростає із збільшенням концентрації важких металів та збільшенням частки іонів із високою валентністю у хімічному складі мінералу.

В рядах твердих розчинів, таких як плагіоклази, гранати гросуляр-андрадитового ряду, піроксени діопсид-геденбергітовго ряду та інші, показник заломлення мінералу закономірно змінюється із зростанням вмісту одного із міналів. Знаючи залежність показника заломлення від складу твердого розчину, або ж маючи графік, що відображає таку залежність (приклад такого графіку показаний на рис. 10.6), можна за заміряним показником заломлення оцінити склад мінералу.

10.2.2. Дисперсія заломлення

Як видно із рівняння (10.1), швидкість світла в мінералі дорівнює частоті, помноженій на довжину хвилі; відповідно, при постійній частоті чим більша довжина хвилі, тим більша швидкість світла, а відповідно тим менший показник заломлення (дивіться рівняння 10.2) .

Показник заломлення для червоного світла менший за показник заломлення фіолетового світла.

Для того, щоб кількісно оцінити дисперсію мінералу, необхідно заміряти показники заломлення монохроматичного світла – світла із певними довжинами хвиль. За домовленістю, використовуеться монохроматичне світло із довжинами 486,1 нм (F) (синє), 589,3 нм (D) (жовте), 656,3 нм (C) (червоне). Коефіцієнт дисперсії визначається як (n_F – n_C). В таблиці 10.2 наведені коефіцієнти дисперсії для деяких мінералів. Максимальне двозаломлення є у рутилу, мінімальне - у флюориту.

Рис. 10.7. Дисперсія заломлення – залежність показника заломлення в мінералі від довжини хвилі світла.

Таблиця 10.2 Коефіцієнти дисперсії (nF - nc) для деяких мінералів (Winchell, 1929)
Рутил	0.250
Сфалерит	0.08
Діамант	0.062
Титаніт	0.02-0.04
Корунд	0.018
Топаз	0.014
Епідот	0.012-0.025
Циркон	0.022
Гранат	0.015-0.021
Кальцит	0.013-0.014
Олівін	0.013
Ортоклаз	0.009
Кварц	0.008
Флюорит	0.007

10.2.3. Ізотропні та анізотропні мінерали

Проходження електромагнітного випромінювання через речовину визначається його діелектричною  та магнітною  проникністю.Показник заломлення мінералу

Заломлення світла в мінералах визначається симетрією кристалу, так як електрична і магнітна проникність залежать від кристалохімічних особливостей, структурного мотиву, розподілу хімічних зв’язків у структурі.

Як відбиття так і заломлення світла при взаємодії із мінералом залежать від розміщення атомів по шляху проходження фотонів і від типу зв’язку між атомами, так як тип зв’язку визначає поведінку електронів на зовнішніх рівнях. Для мінералів кубічної сингонії розподіл атомів та зв’язків є ізотропним і коефіціент заломлення/відбиття не залежить від напрямку. Такі мінерали називаються оптично ізотропними. У всіх інших випадках діелектрична проникність і, відповідно, коефіцієнт заломлення залежать від напрямку в структурі.

Такі мінерали називаються оптично анізотропними. Анізотропні мінерали характеризуються декількома показниками заломлення. Для того, щоб зрозуміти природу появи декількох показників заломлення в одного мінералу, необхідно розглянути явище поляризації світла.

Рис. 10.8. Схема, що ілюструє відмінність неполяризованого і поляризованого світла. а) у неполяризованому світлі коливання електромагнітного поляу всіх напрямках, перпендикулярних напрямку просусання світла (PD); б) у поляризованому світлі коливання відбуваються в одній площині