книги из ГПНТБ / Стойбер, Р. Определение кристаллов под микроскопом

Ф и г. 11-2. Центрированная интерференционная фигура разреза, перпендику­

(Al 2S i0 5),

кулярный оси с в шлифе. Кристалл силлиманита (окруженный плеохроирующим биотитом) ограничен гранями призмы; видна совершенная спайность по (010) в виде топких трещинок. Как это видно на фигуре, плоскость оптических осей па­ раллельна этой спайности. Отметим, что в положении слившегося креста изоигра плоскости оптических осей тоньше, чем вторая. Силлиманнг-биотитоЗый

кристаллический сланец из гор Санта-Лутя, Калифорния.

а

Ф и г . 11-7. Соотношения векторов колебаний в интерференционной фигуре раз­ реза, перпендикулярного В 0СТр , и направлений распространения света в опти­

ческой индикатрисе.

а - вверху план интерференционной .фигуры, внизу вертикальное сечение ин­ дикатрисы; плоскость оптических осей располагается в направлении В—3; б —показана только интерференционная фигура в положении, когда плоскость оптических осей ориентирована в направлении СВЮЗ . Видна ориентировка-

векторов колебания параллельно плоскости оптических осей и медианной ли­ нии изогир.

ют своей ориентировки по отношению друг к другу, а лишь меняют­ ся их соотношения с поляризаторами. Простая модель, иллюстрирую­ щая направления колебания и форму изогир при вращении столика микроскопа, описана Чепмэном /19/.

Векторы колебаний. При оценке фигуры разреза, перпендикуляр­ ного В ост ,помимо ориентировки направлений колебаний, необходимо знать относительную величину показателей преломления, связанных с каждым направлением. Зная относительную величину показателей преломления, можно определить оптический знак кристалла. Как и в случае одноосного кристалла (см. фиг. 8 - 4 ) , проекции векторов на­ правлений колебаний на интерференционной фигуре разреза, перпен­ дикулярного В 0СТр,; можно анализировать исходя из векторов сече­ ния индикатрисы, перпендикулярного направлению распространения волны света. Радиальное направление на вогнутой стороне иэогиры представляет проекцию биссектрисы ( BQCTp в данном случае), кото­ рая располагается нормально к столику. Эти соотношения иллюстри­ руются фиг. 1 1 - 7 , представляющей количественный вариант части фиг. 1 1 -6 , в .

На фиг. 1 1 - 7 , а плоскость оптических осей располагается в на­ правлении В - 3 на плане интерференционной фигуры, изображенном выше линии А -А Ниже этой линии показано вертикальное сечение индикатрисы положительного кристалла. В этом сечении изображены пять световых нормалей, которые расположены в плоскости оптичес­ ких осей и проходят через индикатрису под возрастающим углом. Как это и вообще бывает в анизотропных кристаллах, свет разлага­ ется на два вектора, колеблющихся в двух взаимно перпендикуляр­ ных направлениях. Одно из направлений колебаний одинаково для всех

пяти лучей и соответствует оптической нормали Nm. Этот вектор пер­ пендикулярен плоскости чертежа в вертикальном сечении индикатри­

Этот вектор в полную величину, конечно, не проявляется в рассмат­ риваемом случае, поскольку свет, колеблющийся с такой амплитудой, распространяется под прямым углом к оси микроскопа.

индикатрисы для каждой световой нормали в точке ее выхода в ин­ терференционной фигуре. Можно видеть, что для всех возможных световых нормалей от центра к краю поля зрения происходит непре­ рывное увеличение вектора В - 3 от Np через Nm и до Ng-'У всех световых нормалей, выходящих ближе к центру интерференционной

в накрест лежащем квадранте. Изогиры проходят через мелатопы, где оба вектора имеют величину /ут Фиг. 1 1 -7 отражает положение поворота интерференционной фигуры, обычно используемое для опре-

•деления оптического знака, поскольку радиальные и близрадиальные направления на вогнутой стороне изогир представляют В 0СТр< Вве­ дение компенсационной пластинки позволяет определить, какая ось индикатрисы, Ng или Np, совпадает с острой биссектрисой, а следо­

вательно, и узнать оптический знак кристалла.

Цветные кривые. На фиг. 1 1 -7 мерой двупреломления в отдель­ ных точках плана интерференционной фигуры служит эллиптичность сечений индикатрисы. О величине двупреломления при фактических наблюдениях приближенно можно судить по положению цветных кри­ вых. Каждая цветная кривая представляет геометрическое место то­ чек лучей с равной разностью хода и приблизительно соответствует точкам с равным двупреломлением. (См . обсуждение цветных кри­ вых при рассмотрении интерференционной фигуры одноосных кристал­ лов*).

Вдоль следа плоскости оптических осей разность хода возраста­ ет от мелатоп в обе стороны, как к центру, так и к периферии интер­ ференционной фигуры. Вдоль направления оптической нормали, обра­

1 Очень наглядно интерференционную фигуру в разрезе, перпенди­ кулярном В 0СТр, можно наблюдать в пластинке слюды мусковита.

В нескольких пластинках подходящей толщины наблюдаются различ­ ные положения цветных кривых, соответствующие разным величинам разности хода света, как и на фиг. 1 1 - 8 . Т е же наблюдения можно сделать и на спайных обломках ромбического MgS 0^• 7 Н20 .Цветные Кривые фиксируются, как и в фигурах одноосных кристаллов, красны­ ми полосками первого, второго и высшего порядков.

лении к ее краям. В фигуре разрезов, перпендикулярных Б ^ ^ м е - латопы, точки^с нулевой разностью хода, окружены овальными кри­ выми, которые представляют огибающие лемнискаты с фокусами т мелатопах. Каждый овал, или лемниската, фиксируется темной полос-

и голубой (в начале следующего, большего порядка) полосок. Коли­ чество полных овалов, окружающих мелатопы, определяется величи­

ной двупреломления в точко выхода В „„„„.Н а фиг, 1 1 -8 показаны

UU1р

узоры расположения цветных кривых для трех знач^ий вешічин раз­ ности хода. В тех случаях, когда разность хода для обоих поляри­ зованных лучей света, распространяющегося в направлении В остр» превышает 5 5 0 нм, верхний предел цветов интерференции первого порядка, каждая мелатопа окружается одним или более цветными овалами. При меньшей величине разности хода цветные кривые от­ сутствуют 1,

Обзор интерференционных фигур с двумя плоскостями симметрии.

Фигура разреза, перпендикулярного острой биссектрисе В 0СТр . В центре этой фигуры располагаются векторы колебания света направления

Водин из которых параллелен следу плоскости оптических осей,

адругой располагается нормально и представляет Nm. На вогнутой стороне изогир при положении 4 5 ° параллельно следу плоскости оп­

таллов. Изогиры уходят вдоль плоскости оптических осей в направлении В туп.

В ортоскопическом изображении зерна векторы колебаний, пер­

1 Больший путь, проходимый косыми лучами в кристалле, приво­ дит к увеличению разности хода и соответственно интерференционной окраски. Кроме того, все лучи преломляются на верхней поверхности зерна. Преломление лучей, проходящих в направлениях оптических осей, определяется показателем преломления Nm кристалла, и, следо­ вательно, линия, соединяющая мелатопы в интерференционной фигуре, соответствует углу 2Е } а не 2 V. Во всех остальных направлениях эти два луча в кристалле преломляются на верхней поверхности не одинаково (исключение составляют лишь сферические зерна). Следо­ вательно, две световые нормали, выходящие в одной точке фигуры, перпендикулярны разным разрезам индикатрисы. Этот и другие от­ носительно слабые эффекты обусловливают некоторое несовпадение цветных кривых и кривых равного двупреломления. Таким образом, строго говоря, положения цветных кривых в интерференционных фи­ гурах нельзя иллюстрировать нанесением эллиптических сечений ин­ дикатрисы во всех точках, как это сделано на фиг. 1 1 - 7 .

а —оптически положительный кристалл; б —оптически отрицательный кристалл.

Как показано на фиг. 1 1 - 1 1 , векторы колебаний света в центре фигуры В туп (так же, как и в ортоскопическом изображении) пред-

Ф и г. 11-10. Цветные кривые в интерференцион­ ной фигуре В туп положении 45°.

Стрелками показаны след плоскости оптических осей и направления, в которых изогиры уходят из поля зрения.

ных кристаллов. Вогнутая сторона изогир не представляет практичес­ кого интереса, поскольку она при вращении столика наблюдается слишком кратковременно.

,/Ѵт.Изогиры похожи на наблюдающиеся у быстро мелькающей фигуры

Фи г . 11-11. Направления колебания вдоль следа плоскости оптических осей

симметрии. Во многих случаях интерференционные фигуры при двух плоскостях симметрии определяются косвенно, поскольку во всех этих фигурах проявляются два из трех направлений колебания Np, Nm

/Vg, но никогда в направлении /Ѵт ). При необходимости прямой иден­ тификации фигуры могут возникнуть некоторые затруднения, которые