Лабораторная работа №4

“Изучение столика Федорова. Определение параметров одноосных и двуосных кристаллов“

Цель работы: Изучить устройство столика Федорова и методику работы на нем. Определить осность кристаллов, угол между осями и положение главного сечения кристалла.

При подготовке к работе изучить следующие вопросы:

1. Понятие об одноосных и двуосных кристаллах.

2. Геометрические построения для определения скоростей распростра­нения и направления колебаний светового вектора в кристаллах.

3. Оптические свойства одноосных и двухосных кристаллов. Устройство столика Федорова. Универсальный метод Федорова.

Задание к лабораторной работе

Изучить устройство столика Федорова и методику работы на нем, про­вести центровку столика, решить две графические задачи при помощи стереографической сетки Вульфа.

Для данных кристаллов: отыскать главные плоскости индикатрисы и изобразить их на сетке Вульфа; определить осность кристаллов; измерить угол оптических осей; определить оптический знак кристаллов.

Практическая часть:

1. Ознакомиться с установкой.

2. Произвести необходимые измерения и построить по сетке Вульфа соответствующие стереографические проекции.

3. Определить оси кристалла и угол между ними.

Приборы и принадлежности:

1. Поляризационный микроскоп.

2. Столик Федорова.

3. Набор кристаллических пластинок.

Устройство столика Федорова

Предложенная Федоровым конструкция столика была в дальнейшем усовершенствована и усложнена. В настоящее время выпускается пятиосная модель столика (рис. 4.2). Основанием прибора является плоское металлическое кольцо 4, укрепляемое двумя винтами на столике микроскопа Кольцо снабжено двумя стойками 2, 3, поддерживающими столик. Последний столик из ряда вложенных друг в друга колец, соединенных цапфами, поворачиваясь в которых, они могут наклоняться одно относительно другого. Внешнее кольцо I двойное. Поворот внутреннего кольца во внешнем вокруг оси М отсчитывается по лимбу, нанесенному на последнем. Кольцо I и весь столик может поворачиваться в двух цапфах и стойках 2 и 3 вокруг оси I, лежащей в его- плоскости. Второе кольцо 5 поворачивается в первом вокруг оси К, лежащей в его плоскости. Угол наклона относительно кольца I отсчитывается по откидным дужкам 7, поднимаемым только для взятия отсчета. Третье кольцо 6 наклоняется во втором вокруг оси Н, перпендикулярной оси К; угол наклона отсчитывается по откидываемым дужкам. Это кольцо двойное, так же как и кольцо I. Поворот внутреннего кольца во внешнем вокруг оси N отсчитывается по лимбу, нанесенному на последнем. Во внутреннее кольцо вкладывается металлическая оправа со стеклянным почти полусферическим сегментом, плоской стороной кверху. Плоской поверхности сегмента и помещают исследуемый кристаллический препарат. Положенный на столик препарат может поворачиваться вокруг пяти осей: I, М, К, Н, и N. Столик Федорова имеет еще одну ось вращения вместе со столиком микроскопа вокруг оптической оси последнего.

Для методики, предложенной Федоровым, пользуются только тремя осями: 1, Н, N; остальные плотно закрепляют винтами на цапфах оси К и во внешнем кольце I. Осью М пользуются редко. Кольцо I устанавливают в таком положении, чтобы ось Н была перпендикулярна оси I (т.е. на нулевое деление лимба), и закрепляют винтом.

Необходимыми деталями столика Федорова являются два стеклянных шаровых сегмента. Один из них, заключенный в круглую металлическую оправу, при работе со столиком вкладывают в отверстие о внутреннего кольца столика. Другой сегмент, с удлиненной оправой накладывает сверху на препарат, помещенный на поверхности первого сегмента (смоченной глицерином), и привинчивают двумя винтами к внутреннему кольцу столика. Между препаратом и верхним сегментом также вводят глицерин. В этом случае вся система, состоящая из двух сегментов и препарата (иногда смонтированного на стекле), представляет собой достаточно однородную сферу, экваториальная плоскость которой лежит в препарате вблизи поверхности. Исследуемый кристаллик помещают в центр этой сферы, где пересекаются все оси столика.

Препараты для исследования с помощью столика Федорова должны изготовляться из кристаллов в виде плоскопараллельных пластинок толщиной не более 1,5 мм, так как при более толстых препаратах центр верхнего стеклянного сегмента оказывается выше осей Н и I, что ведет к ошибкам в определении положения главных плоскостей индикатрисы кристалла. Очень тонкие препараты можно монтировать на объектном стекле с помощью канадского бальзама.