10.3.2. Поляризація світла при поглинанні

Поляризовані промені, на які світло розпадається у анізотропних мінералах, по різному поглинаються. Якщо один промінь поглинається повністю, а інший дуже слабо, тоді світло , що виходить із кристалу, буде плоскополяризованим. Це явище добре проявляється в кристалів турмаліну. Промінь, що проходить перпендикулярно до [0001] кристалів турмаліну, виходить із нього плоско поляризованим із коливаннями, паралельними осі c. Інший промінь повністю поглинається.

Рис. 10.12. Поляризація світла при відбитті і заломленні

Ефект поглинання одного із променів зараз широко використовують в поляризуючих плівках (поляроїдах), складені довгими паралельними органічними кристалами в полімерній основі. Такі плівки використовуються як поляризатори в багатьох мінералогічних мікроскопах.

10.3.3. Поляризація світла при відбитті

Світло, відбите від гладкої неметалічної поверхні, частково поляризується в напрямку, паралельному відбивній поверхні. Ступінь поляризації залежить від кута падіння і показника заломлення мінералу.Світло стає майже повністю поляризованим, якщо кут між відбитим і заломленим променями наближається до 90° (закон Брюстера). Ці ефекти використовуються при мікроскопічних дослідженнях непрозорих мінералів у відбитому світлі.

Таблиця 10.4. Блиск і показники заломлення мінералів

(за Поваренних, 1964, із доповненнями)

БлискІнтервал показник заломлення	Приклади мінералів
		Мінерал	Показник заломлення
скляний невиразний	1,3-1,5	Лід флюорит анальцим гіпс	1.309 1,434 1.47-1.49 1.523
скляний виразний	1,5-1,9	альбіт кварц галіт анортит кальцит топаз	1.534 1.544 1.544 1.584 1.672 1,964
алмазний	1,9 - 2.6	циркон каситерит самородна сірка перовськіт сфалерит алмаз рутил	1,964 1.99 2.037 2.4 2.47 2.418 2.61
Напівметалічний	2.6-3.5	магнетит кіновар куприт прустит тенантит гематит	2.6 2.85 2.85 3.09 3.09 3.22
Металічний	>3.5	галеніт антимоніт молібденіт пірит	3.89 4.05 4.34 4.50

10.4. Відбиття світла і блиск мінералів

Основним механізмом, що зумовлює за відбивання та поглинання енергії світлової хвилі в видимому діапазоні і більш енергетичній частині спектру електромагнітного випроміню­ван­ня є міжзонні переходи, що розглядаються в рамках зонної теорії.

Явище відбиття світла спостерігається нами на двох рівнях: мікроскопічному за допомогою мінералогічного мікроскопу і макроскопічному, візуально спостерігаючи мінеральні індивіди чи агрегати.

Мікроскопічною характеристикою відбиття є показник відбиття R, що заміряється для дзеркально-рівної поверхні мінералу як співвідношення потоку світла, що впало на мінерал і потоку світла, відбитого від мінералу. Показник відбиття R показує, скільки світла, що впало на поверхню мінералу, дзеркально відбилося і повернулося до спостерігача.

Інтенсивність відбиття прямо пропорційна числу вільних елекронів: зростання числа вільних електронів в ряду NiS₂–CoS₂–FeS₂ супроводжується ростом інтенсивності відбиття у піриту по мірі зменшення в ньому домішок Ni і Co.

Для мінералів, що характеризуються великим відбиттям характерним є зміна стану поверхні під впливом світла – світлотравлення. Така властивість притаманна багатьом мінералам срібла – аканти ту, піраргіриту, а також галеніту. Такі мінерали звичайно мають і фотоелектричний ефект.

Основною макроскопічною ознакою, що відображає відбивну властивість мінералу є блиск. Блиск - зовнішній вигляд мінералу у відбитому світлі. Наше відчуття блиску залежить від характеру поверхні мінерального зразка. Краще всього спостерігати блиск мінералу на свіжому сколі, обертаючи його відносно джерела світла і стараючись піймати відблиск від поверхонь зламу. Для правильної оцінки блиску потрібно мати на поверхні зразка хоча б декілька рівних площадок, що відбивають світло.

Необхідно розрізняти блиск як відбивну здатність поверхні індивіду і полиск як колективний ефект від багатьох дрібних різноорієнтованих поверхонь на нерівному, гачкуватому сколі мінералу або на поверхні агрегату.

Розрізняють два основних типи блисків: металічний і неметалічний. Між ними немає чіткої границі і тому часто виділяється проміжний тип блиску - напівметалічний.

Відчуття блиску зумовлене кількістю і характером світла, відбитого поверхнею мінералу. Саме тому блиск залежить від якості поверхні: у одного і того ж мінералу гладка поверхня грані чи спайності відіб’є більше світла в порівнянні із шорсткою, нерівною поверхнею зламу. У мінералу, що належить до нижчих сингоній і характеризується анізотропією оптичних властивостей, поверхні орієнтовані в різних кристалографічних напрямках будуть по різному поглинати і відбивати світло і , відповідно, мати різний блиск.

Існує зв’язок між показником заломлення і блиском мінералів; співставте визначення відмін неметалічного блиску із величинами показника заломлення в таблиці 10.4. Як правило, мінерал із більшим показником заломлення має більший блиск.

Табл. 10.5. Залежність інтенсивності металічного блиску від показника відбиття непрозорих мінералів
Мінерал	Показник відбиття, R %
самородне срібло	90
самородне золото	76
самородна мідь	65
самородне залізо	60
нікелін	53
пірит, арсенопірит	48
галеніт	40
халькозин	32
магнетит, ільменіт	20

Дамо коротку характеристику кожній відміні блиску:

• Металічний блиск характерний для непрозорих у види­мому світлі мінералів, що силь­но відбивають світло. По­каз­ник відбиття цих мінералів вищий від 20 %. Мета­ліч­ний блиск мають самородні метали і непрозорі суль­фіди та арсеніди (пірит, арсенопірит, халькопірит, галеніт, піротин). Металічний блиск зростає при збільшенні показника відбиття мінералу, що видно із таблиці 10.5.

• Напівметалічний блиск мають звичайно напівпрозорі мінерали класів сульфідів та оксидів – ільменіт, куприт, гематит, кіновар, магнетит.

• Неметалічні блиски

• Алмазний блиск - яскравий блиск у прозорих і напів­прозорих мінералів із високим показником заломлення (n=1.9 - 2.6).

• Скляний блиск характерний для прозорих і напів­прозо­рих мінералів із низьким показником заломлення. Такий блиск є у 70% із відомих мінералів, в тому числі майже всіх силікатів, карбонатів, сульфатів, фосфати, галоїди, а також оксиди і гідрооксиди легких металів (Al, Mg).

Саме для мінералів із неметалічним блиском можлива поява полиску, зумовлена текстурованістю поверхні мінералу або ж агрегативним станом зразка. Полиск є відображення характеру зламу та агрегативності зразка.

Виділяють наступні відміни полисків:

• Масний полиск мають мінерали або агрегати мінералів із алмазним блиском, що характеризуються поверхнею із численними мікронерівностями; такий блиск може спостерігатись в алмазу із тонкою скульптурою граней, в тонкозернистих агрегатів сфалериту, кіноварі, самородної сірки. Жирний полиск спостерігається в нефеліну (із скляним блиском) із незначними змінами в напрямку формування по ньому інших мінералів (содаліту, канкриніту).

• Восковий полиск мають мінерали із скляним блиском на нерівних поверхнях злому (кальцит, барит, кварц) або ж їх дрібнозернисті агрегати. Восковий полиск мають приховано-кристалічні агрегати - халцедон, опал.

• Смолистий полиск мають мінерали із скляним блиском чорного або ж темно-коричневого кольору в тонкозернистих агрегатах або піддані метаміктовим змінам (наприклад, ортит, пірохлор).

• Шовковистий полиск мають мінерали в паралельно-волокнистих агрегатах (хризотил- і амфібол-азбести, гіпс-селеніт, арагоніт).

• Перламутровий полиск мають мінерали із скляним блиском та досконалою спайністю. Характерним для цього полиску є переливання кольорів виникає внаслідок інтерференції світла в пластинчатих спайних пакетах, коли товщина спайних пластинок рівняється або менша довжини хвилі світла. Такий полиск спостерігається в тальку, слюд, гіпсу, кальциту, флюориту, цеолітів (найсильніше в гейландиту).

• Матовий, бляклий полиск спостерігається в мінералів, поверхня яких сильно розсіює світло.