Определение оптического знака кристалла

Оптический знак одноосного кристалла, являющийся одним из основных диагностических признаков, может быть определен по коноскопической фигуре в тех случаях, когда выход оптической оси, т.е. центр черного креста, находится в пределах поля зрения или непосредственно за его краем. Метод определения знака основан на том, что в любой точке коноскопической фигуры между ветвями креста необыкновенными лучами соответствует радиальное (относительно центра креста) направление колебаний, а обыкновенным - тангенциальное. Направления колебаний, как обыкновенной, так и необыкновенной волн одинаковы в противоположных квадрантах, и взаимно перпендикулярны в смежных квадрантах. Поэтому, если ввести компенсатор, наблюдая коноскопическую фигуру, то в каждой паре противоположных квадрантов получится однозначная компенсация, а в каждой паре смежных - противоположная ком­пенсация. У положительных кристаллов радиальным колебанием соответствует Ng, тангенциальным -Np, у отрицательных - наоборот. Следовательно, в случае положительного кристалла при введении гипсовой пластинки, вдоль длинной стороны которой расположена ось , должно наблюдаться понижение интерференционных красок в двух квадрантах, расположенных вдоль пластинки и повышение в квадрантах, лежащих поперек пластинки. В месте пересечения блок темного креста, где наблюдаются серые и белые цвета I порядка, в первых двух квадрантах, появляется желтая окраска, во вторых - синяя. Очевидно, что в случае отрицательного кристалла в квадрантах, лежащих вдоль гипсовой пластинки появляется синяя окраска, в двух других квадрантах - желтая. Если центр темного креста лежит у is края поля зрения или непосредственно за краем, то доступным для наблюдения остается только один квадрант, который для определения знака кристалла устанавливают вращением столика вдоль гипсовой пластинки, т.е. приводят в такое положение, в котором центр креста и центр поля зрения располагаются на прямой, параллельной удлинению гипсовой пластинки.

В тех случаях, когда наблюдается много изохроматических колец (это бывает у кристаллов с большим двупреломлением или у достаточно толстых кристаллов), оптический знак удобнее определять кварцевым клином методом бегущих полосок. Поскольку в клине оси Ng и Np расположены так же как и в гипсовой пластинке, то при вдвигании его тонким краем у положительного кристалла в квадрантах лежащих вдоль клина, цвета интерференции .всех колец понижаются, а следовательно, кольца смещаются от центра к периферии. В двух других квадрантах кольца смещаются от периферии к центру. Очевидно, что в случае отрицательного кристалла наблюдается смещение изохроматических колец в обратных направлениях (рис. 4.1). Наличие изохроматических колец позволяет определить направление, в котором наклонена оптическая ось, даже и при большом наклоне. В этом случае, вращая столик микроскопа, устанавливают кристалл так, чтобы отрезки изохроматических колец пересекали поле зрения перпендикулярно удлинению кварцевого клина (рис. 4.1). В случае положительного кристалла при введении клина изохромы смещаются в сторону их выпуклости, в случае отрицательного - в сторону вогнутости.

Оптический знак двуосного кристалла можно определить в пластинке вырезанной перпендикулярно или почти перпендикулярно к острой биссектрисе угла оптических осей или же к оптической оси (в вообще во всех случаях, когда в поле зрения наблюдается выход хотя бы одной оптической оси). Определение знака основано на том, что для направлений распространения света расположенных в плоскости оптических осей, знак двупреломления при переходе через оптическую ось изменяется на обратный, так как здесь имеет место переход через круговое сечение индикатрисы. У положительных кристаллов для направле­ний, расположенных от острой биссектрисы до оптической оси, большей скоростью обладает волна с колебаниями, параллельными плоскости осей, а от оси до тупой биссектрисы - с колебаниями, перпендикулярными плоскости осей. У отрицательных кристаллов имеет место обратная закономерность. Поэтому, если при наблюдении коноскопической фигуры двуосного кристалла ввести компенсатор, то в плоскости оптических осей, по обе стороны от них будет наблюдаться компенсация противоположного знака.

Для определения знака обычно устанавливают кристалл в диагональном положении так, чтобы плоскость оптических осей была направлена вдоль гипсовой пластинки, затем введя последнюю, наблюдают измене­ние интерференционной окраски у вершины гиперболы с вогнутой ее стороны. Из сказанного следует, что в этом случае у положительного кристалла должна наблюдаться желтая окраска., у отрицательного - синяя. При введении кварцевого клина в случае положительного кристалла отрезки лемнискаты внутри ветвей гиперболы смещаются к периферии поля зрения, а вне ветвей гиперболы — к центру. В случае отрицательного кристалла наблюдается смещение в обратных направлениях.

Эти правила остаются справедливыми и при определении знака в пластинке, вырезанной перпендикулярно к одной из оптических осей. В этом случае для определения оптического знака сначала устанавливают кристалл так, чтобы изогира была параллельна одной из нитей окуляра, затем поворачивают столик на 45° так, чтобы ось гиперболы расположилась вдоль длинной стороны гипсовой пластинки. При введении последней у положительного кристалла с вогнутой стороны гиперболы появляется желтая окраска, у отрицательного - синяя.

Оптический знак кристалла иногда можно определить в пластинках, вырезанных параллельно оптической оси одноосного кристалла и параллельно плоскости осей или перпендикулярно тупой биссектрисе двуосного кристалла, несмотря на то, что осность кристалла в таких разрезах определить не удается. Как уже сказано, коноскопическая фигура в таких разрезах характеризуется очень размытым серым крестом, распадающимся при повороте столика на две неотчетливые ветви гиперболы, которые при дальнейшем вращении быстро уходят за пределы поля зрения в противоположные квадранты, притом именно в те, через которые проходит оптическая ось или биссектриса. Исходя из этого, нетрудно представить себе, что если эти квадранты расположены вдоль гипсовой пластинки, то при введении ее или кварцевого клина в слу­чае положительного кристалла должны наблюдаться окраски, соответствующие вычитанию разностей хода, в случае отрицательного - сложению разностей хода. Ввиду больших разностей хода, обычно свойственных таким разрезам и дающих часто белый цвет высшего порядка, изохромы нередко оказываются невидимыми. Их можно сделать видимыми, пользуясь источником света, например, ртутной лампой. В этом случае оптический знак кристалла определяется кварцевым клином методом бегущих полосок. Если квадранты, в которые уходят ветви гиперболы, расположены вдоль клина, то при вдвигании его в случае положительного кристалла в этих квадрантах полосы смещаются к центру, а в двух других квадрантах - к периферии поля зрения. У отрицательного кристалла наблюдается смещение полос в обратных направлениях.