Коноскопическая интерференционная картина

редактировать
Эта страница посвящена термину геология / оптическая минералогия. Для получения общей информации о интерференции см. Интерференция (распространение волн) или Интерференционные картины.

A коноскопическая интерференционная картина или интерференционная диаграмма - это структура двулучепреломления. цвета, пересекаемые темными полосами (или изогирями), которые могут быть получены с использованием геологического петрографического микроскопа для целей идентификации минералов и исследования оптические и химические свойства минерала. Фигуры создаются с помощью оптической интерференции, когда расходящиеся световые лучи проходят через оптически неизотропное вещество, то есть такое, в котором показатель преломления вещества изменяется в разных направлениях внутри него. Фигуру можно рассматривать как «карту» того, как двойное лучепреломление минерала будет изменяться в зависимости от угла обзора от перпендикуляра к слайду, где центральный цвет - это двойное лучепреломление, наблюдаемое при взгляде прямо вниз, а цвета дальше от центра эквивалентны смотреть на минерал под постоянно увеличивающимися углами перпендикуляра. Темные полосы соответствуют положениям, в которых будет наблюдаться оптическое ослабление (кажущаяся изотропия). Другими словами, на интерференционной диаграмме представлены сразу все возможные цвета двойного лучепреломления для минерала.

Просмотр интерференционной фигуры - надежный способ определить, является ли минерал оптически одноосным или двухосным. Если рисунок выровнен правильно, использование чувствительной тонировочной пластины в сочетании с микроскопом позволяет пользователю определить оптический знак минерала и угол зрения.

Создание фигуры

В оптической минералогии, петрографический микроскоп и перекрестно поляризованный свет часто используются для просмотреть интерференционную картину. шлиф, содержащий исследуемый минерал, помещают на предметный столик микроскопа над одним линейным поляризатором, а второй («анализатор») между объектив и окуляр . Конденсор микроскопа подносится близко под образец, чтобы получить широкое расхождение поляризованных лучей через небольшую точку, а интенсивность света максимально увеличилась (например, подняв колбу и открыв диафрагму). Обычно используется линза с большим увеличением. Это одновременно максимизирует телесный угол, образуемый линзой, и, следовательно, угловое изменение перехваченного света, а также увеличивает вероятность того, что в любой момент времени будет виден только монокристалл.

Чтобы увидеть фигуру, световые лучи, выходящие из микроскопа, должны выходить более или менее параллельно. Обычно это достигается либо полностью вытащив окуляр (если это возможно), либо поместив линзу Бертрана (Emile Bertrand, 1878) между линзой объектива и окуляром.

Любая секция кристалла в принципе может давать интерференционную картину. Однако на практике только несколько различных кристаллографических ориентаций являются 1. удобными для идентификации, позволяющими создать фигуру и 2. способными дать надежную информацию о свойствах кристаллов. Обычно наиболее полезной и легко достижимой ориентацией является ориентация вниз по оптической оси секции кристалла, которая дает фигуру, называемую фигурой оптической оси (см. Ниже). Такие ориентации кристаллов можно найти в тонком срезе путем поиска срезов через минералы, которые не являются изотропными, но, тем не менее, выглядят однородно черными или очень темно-серыми при нормальном кросс-поляризованном свете под всеми углами стадии (т.е. "). Если вы далеко от оптической оси, можно увидеть фигуру вспышки - цвет двулучепреломления более высокого порядка, прерываемый четыре раза, когда столик поворачивается на 360 градусов «вспышками» черного цвета, которые проходят через поле зрения.

Характерные фигуры одноосных и двухосных минералов
Эскизы одноосных интерференционных фигур вдоль оптической оси каждого минерала. Цвета приблизительно соответствуют цветам двулучепреломления, которые можно было бы увидеть, если бы это был минерал с максимальным двулучепреломлением второго порядка. Темный узор «мальтийский крест» характерен для одноосных минералов. Также показаны схемы формы поперечного сечения через оптическую индикатрису минерала (запись его показателя преломления в 3D), которая будет видна в каждом месте. Удлиненное направление можно было определить, добавив к микроскопу чувствительную тонировочную пластину , что позволило пользователю различать «одноосные положительные» (слева) и «одноосные отрицательные» (справа) минералы.

Интерференционная фигура полученный, если смотреть прямо вниз или близко к оптической оси одноосного минерала, будет иметь характерную форму "мальтийского" креста для его изогир. Если вы смотрите точно вниз по оптической оси, узор останется неизменным при повороте предметного столика. Однако, если угол обзора немного отличается от оптической оси, центр креста будет вращаться / вращаться вокруг центральной точки при повороте предметного столика. Форма креста будет оставаться неизменной во время движения.

.

Возможные интерференционные фигуры для двухосного минерала с большим 2V, если смотреть вдоль одной из двух его оптических осей. Изогнутая форма изогиры характерна для двухосных минералов - хотя степень кривизны будет меняться по мере вращения столика микроскопа, и при некоторых ориентациях узор будет напоминать узор «мальтийского креста» одноосного минерала. Левое изображение иллюстрирует только фигуру; серый участок в центре указывает на низкие цвета двулучепреломления первого порядка (серые), видимые здесь (порядок видимых цветов в действительности увеличивался бы от центра, но эти цвета не показаны). На двух рисунках справа показан эффект добавления чувствительной тонировочной пластины к установке, при которой серый цвет в центре заменяется синим цветом второго порядка и первым желтым цветом двойного лучепреломления. Полярность желтого и синего цвета показывает, является ли рассматриваемый минерал оптически «двухосным положительным» (вверху) или «двухосным отрицательным» (внизу), что может быть ключевым свойством при идентификации минерала (или исследовании его состава).

Фигура оптической оси двуосного минерала более сложна. Будут видны одна или две изогнутые изогиры (иногда называемые «кистями»), одна из которых будет иметь точку максимальной кривизны, точно центрированную. (На рисунке показан пример с единственной видимой изогирой.) Если видны две изогиры, они будут расположены один за другим. Вращение сцены приведет к тому, что изогиры будут двигаться и резко менять форму - перемещаясь из положения, в котором изогиры плавно изгибаются и широко разнесены в их ближайших точках, затем постепенно становятся более сильно изогнутыми / квадратными в своих средних точках по мере приближения друг к другу ( вторая изогира появляется из поля зрения, если раньше ее не было), а затем сливается, образуя мальтийский крестообразный узор, очень похожий на узор одноосного минерала. Продолжение вращения сцены приведет к тому, что изогиры снова разделятся - но на сектора, противоположные тому, где они были раньше, - затем снова встретятся, затем снова разделятся на свои исходные квадранты и так далее. Изогиры будут касаться друг друга четыре раза за один оборот на 360 градусов, каждый раз соответствующий одному из положений угасания, наблюдаемых в нормальном кросс-поляризованном свете.

Максимальное разделение изогир происходит, когда слайд поворачивается ровно на 45 градусов от одной из ориентаций, в которых изогиры сходятся. Точка, в которой изогиры наиболее сильно изогнуты, представляет положение каждой из двух оптических осей, присутствующих для двухосного минерала, и, таким образом, максимальное расстояние между двумя кривыми является диагностическим признаком угла между двумя оптическими осями для минерала. Этот угол называется оптическим углом и часто обозначается как «2V» . В некоторых случаях знание оптического угла может быть полезным диагностическим инструментом для различения двух минералов, которые в остальном выглядят очень похожими. В других случаях 2V изменяется в зависимости от химического состава для данного минерала известным образом, и его измеренное значение может использоваться для оценки соотношений между элементами в кристаллической структуре - например, Fe / Mg в оливины. Однако в этих случаях становится важным также быть уверенным в оптическом знаке минерала (по сути, это говорит вам, как оптический угол ориентирован по отношению ко всей оптической индикатрисе , описывающей показатели преломления минерал в 3D). Оптический знак и оптический угол можно определить вместе, комбинируя микроскопию интерференционной картины с использованием чувствительной тонирующей пластины.

. По обе стороны от «седла», образованного изогирями, двулучепреломляющие цветные кольца проходят концентрически вокруг двух глаз. как формы, называемые меланотопами. Ближайшие полосы - это круги, но дальше они приобретают грушевидную форму с узкой частью, указывающей на седло. Большие полосы, окружающие седло и оба меланотопа, имеют форму восьмерки.

A Диаграмма Мишеля-Леви часто используется вместе с интерференционной картиной для определения полезной информации, которая помогает в идентификации минералов.

Ссылки
  1. ^Hartshorne, N.H.; Стюарт, А. (1964). Практическая оптическая кристаллография. Лондон: Эдвард Арнольд. С. 210–211.
  • W.D. Нессе (1991). Введение в оптическую минералогию (2-е изд.).
  • Альберт Йоханнсен (1914). Руководство по петрографическим методам.
Последняя правка сделана 2021-05-15 09:54:54
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте