Наблюдение полоски Бекке

Впервые полоска Бекке была описана в работах 1872-1880 г. О. Машке (O. Maschke), однако эти работы остались незамеченными.

Второй раз она была описана в 1892 г. Ф. Бекке, который предложил использовать её для сравнения показателей преломления сред. Впоследствии она получила его имя.

Явление заключается в том, что при слабой расфокусировке микроскопа от границы двух сред отходит светлая полоска в сторону одной из сред.

Причины явления

Полоска Бекке возникает на границе фаз за счёт разности показателей преломления двух сред (см. рис).

При движении световых лучей (красные линии) под углом к границе (чёрная линия) за счёт полного внутреннего отражения со стороны фазы с бо'льшим показателем преломления происходит "сгущение" количества света.

При изменении положения фокуса (синие линии) объектива глазом будут фиксироваться лучи, находящиеся на разных высотах над шлифом. При движении шлифа будет создаваться эффект движения. Важно отметить, что полоска Бекке не наблюдается при сфокусированном на зерне положении объектива.

Отсюда следует, что при увеличении расстояния между объективом и шлифом полоска Бекке смещается в сторону среды с большим показателем преломления.

Условия наблюдения

Надо найти зерно с чёткой границей и, вращая фокусировочный винт столика, установить направление движения светлой полоски от границы кристалла.

Оптические свойства слюды

Кристаллы слюды являются оптически двуосными. Оптической осью называется такое направление в кристалле, по которому световые волны распространяются без двойного лучепреломления, т.е. скорость их в этом направлении не зависит от ориентации колебаний светового вектора вокруг луча. Таких направлений в кристалле мусковита два. Угол между оптическими осями 2 V≈40⁰; у флогопитов же он всего несколько градусов, и поэтому флогопиты почти одноосны, с осевым направлением, близким к нормали плоскости спайности.

Представление об изменении показателя преломления с направлением дает так называемая оптическая индикатриса – вспомогательная поверхность показателей преломления в кристалле.

Оптическая индикатриса представлена на рисунке. Индикатриса представляется трехосным эллипсоидом с осями n_g, n_m, n_p, причем показатели преломления n_{g >} n_m > n_p. В общем случае, в любом направлении, кроме осевых, в кристалле распространяются две световые волны. (луча) с показателями преломления n_g^’и n_p^’, являющимися полуосями эллипса в сечении индикатрисы плоскостью, нормальной к лучу волны. Очевидно, при распространении в направлении n_p световая волна распадается на две волны с показателями преломления n_g, n_m, а в направлении n _m с показателями n_g и n_p. Каждая из этих волн преломляется при распространении в кристалле по-разному (двойное лучепреломление).

Оптические константы слюд

(по данным ВИМСа)

Вид слюды	ng	nm	np	Двойное лучепреломлениеng-np	Угол 2V между оптическими осями, град
Мусковит мамский	1,613 ÷ 1,596	1,607 ÷ 1,596	1,569 ÷ 1,561	0,038 ÷ 0,045	37 ÷ 43
Флогопит слюдянский	1,616 ÷ 1,584		1,576 ÷ 1,552	0,035 ÷ 0,045	6 ÷ 18
Флогопит алданский	1,601 ÷ 1,591		1,558 ÷ 1,552	0,038 ÷ 0,043	3 ÷ 8
Флогопит памирский	1,588 ÷ 1,584		1,553 ÷ 1,546	0,035 ÷ 0,038	5 ÷ 7

Табл. 1

Разность n_g-n_p выражает наибольшее двупреломление и принимается за его меру.

Плоскость оптических осей у мусковитов перпендикулярна оси n_m индикатрисы, а у флогопитов совпадает с ней.

Вариации в оптических константах обусловлены колебаниями в химическом составе слюд. Показатели преломления слюд растут с повышением содержания в них железа, а угол оптических осей уменьшается, но строгой связи этих величин не наблюдается.