Ориентировка индикатрисы

В кристаллах ромбической сингонии оси индикатрисы всегда совпадают с кристаллографическими осями. Но совпадение тех или иных осей индикатрисы с теми или иными кристаллографическими осями для различных минералов различно и является индивидуальным свойством данного минерала и одной из его оптических констант.

В кристаллах моноклинной сингонии только одна из осей индикатрисы совпадает с кристаллографической осью b. Две другие оси лежат в одной плоскости с осямиaиc, но не совпадают с ними. Чаще всего с осьюbсовпадает осьN_m. Тогда плоскость оптических осей лежит в плоскости (010). ОсиN_gиN_p, лежащие в плоскости оптических осей, образуют с осями а и с некоторые углы, весьма характерные для различных минералов.

В кристаллах триклинной сингонии все три кристаллографические оси не перпендикулярны. Поэтому ни одна из осей индикатрисы не совпадает с кристаллографическими осями.

2. Форстерит

Рис 2.1 Индикатриса в кристалле.

n_p = 1,636, a = Ng

n_m = 1,651, b = Np

n_g = 1,669, c = Nm

2V_Ng= 86⁰, пл. о.о. = (001)

Двуосный, оптически положительный, так как n_g-n_m >n_m-n_p.

Краткое описание свойств минерала

Химическая формула: Mg₂[SiO₄].

Сингония: ромбическая.

Удельный вес: 3,21 – 4,14 г/cм.

Цвет: бесцветный, желтоватый, зеленоватый.

Цвет черты: отсутствует.

Излом: неровный.

Спайность средняя.

Твёрдость – 6,5.

Описание элементов индикатрисы

1. Оси индикатрисы: NgперпендикулярнаNmи перпендикулярнаNp;

2. Главные сечения представлены тремя эллипсами с полуосями NgиNp,NmиNg,NpиNm, лежащих в плоскостях попарно соединяющих оси индикатрисыNgNp- плоскость оптических осей;

3. Две оптические оси, лежащие в плоскости NgNp(плоскость оптических осей);

4. Острый угол между оптическими осями равен 2V=86º;

5. Острой биссектрисой является оптическая ось Ng;

6. Тупой биссектрисой является оптическая ось N;

7. Nmоптическая нормаль, перпендикулярная к плоскости оптических осей;

8. Каждое сечение расположено перпендикулярно к одной из оптических осей.

Описание точно ориентированных разрезов

Разрез, перпендикулярный острой биссектрисе

Разрез, перпендикулярный острой биссектрисе, имеет следующие признаки: при скрещенных николях он обладает невысокой интерференционной окраской, по сравнению с максимальной для данного минерала, при вращении столика микроскопа на 360º разрез 4 раза угасает и 4 раза просветляется; если минерал окрашен, то плеохроизм более слабый, по сравнению с плеохроизмом того же минерала на разрезе параллельном плоскости оптических осей.

а. б.

Рис. 2.2. Интерференционная фигура двуосного минерала на разрезе, перпендикулярном острой биссектрисе: а– при совпадении осей индикатрисы с направлением колебаний в николях;б– в положении 45⁰по отношению к нам.

Рис. 2.3. Определение оптического знака двуосного минерала на разрезе, перпендикулярном острой биссектрисе.

В тот момент, когда оси индикатрисы параллельны направлениям колебаний в николях должен появиться тёмный крест с ветвями различной ширины. Более широкая ветвь соответствует направлению оптической нормали N_m, а узкая – следу плоскости оптических осей, т.е. проекции тупой биссектрисы. На узкой полоске намечаются две точки, которые представляют собой проекции выходов оптических осей. Вокруг них располагаются изохроматические линии, сначала в виде замкнутых овалов, которые с удалением от оптических осей сливаются в восьмёркообразные фигуры, называемые лемнискатами. Эти линии представляют собой проекции поверхностей равных разностей хода вокруг оптических осей и по своему происхождению и свойствам вполне аналогичны изохроматическим кольцам, наблюдаемым на разрезе, на разрезе, перпендикулярном оптической оси одноосных кристаллов.

При вращении столика микроскопа лемнискаты сохраняют свою форму, но, вращаясь вместе с выходами оптических осей, изменяют своё расположение относительно николей. Тёмный крест при этом разрывается на две части и около оптических осей появляются чёрные изогиры, имеющие форму гипербол, вершины ветвей которых совпадают с выходами оптических осей. Если оси индикатрисы расположены под углом 45⁰к направлению колебаний в николях, ветви гипербол разойдутся на максимальное расстояние.

Определение оптического знака на разрезе, перпендикулярном острой биссектрисе, производится с помощью компенсатора. Кристалл считается положительным, если биссектрисой острого угла 2Vявляется ось индикатрисыNgи отрицательным, если острая биссектрисаN_p. Поэтому для определения оптического знака на этом разрезе надо определить наименование осей индикатрисы, совпадающих с острой и тупой биссектрисами угла 2V.

Для этого разводим вершины изогир так, чтобы след плоскости оптических осей, а, следовательно, и тупая биссектриса, расположились в направлении прорези для компенсатора. Вводят «гипсовый» компенсатор и наблюдают изменение интерференционных окрасок на выпуклой и вогнутой стороне изогир. Чтобы понять, какие окраски появятся в этих участках интерференционной фигуры в случае положительного или отрицательного кристалла, нанесём вдоль следа плоскости оптических осей сечения индикатрисы перпендикулярные лучам, идущим вдоль неё, но направленным под различными углами к плоскости кристаллической пластинки.

Для кристалла оптически положительного при введении гипсового компенсатора между выходами оптических осей должно произойти повышение интерференционной окраски до синей второго порядка, так как здесь совпадают одноимённые оси индикатрисы в кристалле и компенсаторе. За пределами оптических осей на вогнутой стороне изогир оси индикатрисы в кристалле и компенсаторе будут находиться в перекрещенном положении, что приведёт к понижению интерференционной окраски до жёлтой первого порядка. Сами изогиры при этом окрасятся в красный цвет, отвечающий разности хода гипсового компенсатора.

Разрез, перпендикулярный оптической оси

Разрез, перпендикулярный оптической оси, находится по следующим признакам:

• При скрещенных николях в параллельном свете разрез обладает темно-серой или серой интерференционной окраской;

• При вращении столика микроскопа не просветляется и не угасает.

В сходящемся свете видна фигура в виде одной черной изогиры, проходящей через центр поля зрения. При вращении столика она то выпрямляется, совпадая при этом с одной из нитей окулярного креста, то искривляется, приобретая наибольшую кривизну при повороте на 45⁰от ее прямого положения. На данном разрезе определяется осность минерала, его оптической знак и примерная величина угла оптических осей по степени изогнутости изогиры.

Определение оптического знака на этом разрезе производится следующим образом:

1. Находим разрез и получаем характерную для него интерференционную фигуру;

2. Вращая столик микроскопа, устанавливаем изогиру поперёк направления прорези для компенсатора так, чтобы ось N`_pкомпенсатора её пересекла. Тогда след плоскости оптических осей будет расположен по направлению прорези, а выпуклая или вогнутая части изогиры будут направлены влево вверх или вправо вниз.

Из интерференционной фигуры для разреза, перпендикулярного острой биссектрисе, ясно, что при этом выпуклая часть изогиры всегда будет направлена в сторону острой биссектрисы, вогнутая – в сторону тупой;

3. Вводим «гипсовый» компенсатор и наблюдаем изменение окрасок на выпуклой стороне балки. Если на выпуклой стороне наблюдается повышение окраски, а на вогнутой – понижение, то минерал оптически положительный и наоборот. Сама изогира в обоих случаях красится в красный цвет «гипсового» компенсатора.

При определении оптического знака надо всегда помнить, что ось N`<sub>p</sub> компенсатора должна пересекать изогиру. Если же изогира установлена так, что пересекает осьN`_g, компенсатора, то зависимость оптического знака от окрасок на выпуклой и вогнутой стороне изогиры будет обратной.

Величина угла оптических осей ориентировочно узнается по степени изогнутости изогиры. Если изогира почти прямая и нет возможности определить, где её выпуклая и вогнутая стороны, угол 2Vблизок к 90⁰– кристалл оптически нейтрален (+-). Если изогира изгибается вполне заметно, то величина угла средняя. При малой величине 2Vветви изогиры почти перпендикулярны.

а. б.

Рис.2.4. Определение оптического знака на разрезе, перпендикулярном оптической оси:

а – положительного, б - отрицательного.