Камені

Рельєф і дихроизм

Рельєф і дихроизм

Якщо під предметним столиком поміщений поляризатор, то на нижню поверхню об`єкта, що перебуває на столику, падає нлоскополяризованний пучок світла. Звичайно конструкція приладу дозволяє повертати поляризатор у його оправі; у цьому випадку пружинний затиск фіксує його в такому положенні, коли (у більшості англійських приладів) коливання минаючого світла спрямовані «із заходу на схід» ( тобто ліворуч праворуч від спостерігача). Проходження такого світлового пучка через лежачий на столику кристал можна розглядати, враховуючи вид індикатриси. Якщо перетин індикатриси, перпендикулярне напрямку пучка, має кругову форму (так буває, наприклад, у випадку одноосьового кристала, що перебуває в такому положенні, що його вісь симетрії паралельна осі мікроскопа), то поляризований пучок проходить через кристал без яких-небудь змін і при повороті столика нічого не міняється. Однак якщо дане сечеиие має еліптичну форму, то напрямок коливань падаючого променя при повороті столика міняється у зв`язку зі зміною орієнтування еліпса щодо напрямку коливань поляризатора. У загальному випадку падаючий промінь розщеплюється на два складові промені, у яких коливання відбуваються паралельно великий і малої осям еліптичного перетину, і швидкість поширення цих променів виявляється відповідно до різної. Однак за повний оборот столика четирежди та або інша вісь еліпса стає паралельною напрямку коливань у поляризаторі, і через кристал проходить тільки один пло-скополяризованний пучок. Можна, таким чином, помітити подвоєння ребер кристалічних граней і ефект «подмигивания», коли кожне зі здвоєних зображень поперемінно зникає. Якщо різниця показників переломлення досить велика, то рельєф об`єкта може під час обертання мінятися. Коли дорогоцінний камінь оточений повітрям, ніяких змін такого роду не відбувається, але якщо дивитися на камінь, занурений у рідину, рельєф, що відповідає одному напрямку коливань, може помітно відрізнятися від того, який видний при повороті столика на 90°. У кольорових каменях відмінність швидкостей може приводити до різного поглинання; виникаючий при цьому ди-хрорзм проявляється в зміні кольору каменю під час обертання. Однак цей метод дослідження не дозволяє; порівнювати кольори, що відповідають двом напрямкам коливань, як це робиться за допомогою дихроскена, і слабкий дихроизм може залишитися непоміченим
в. Схрещені николи.
Для наступного етапу досліджень у дію вводиться й верхнє поляризующее обладнання — аналізатор. Він розташований так, щоб напрямок коливань у ньому становило прямий кут з напрямком коливань у поляризаторі, і їх спільне використання відоме як положення «зі схрещеними николями». Якщо на предметному столику нічого ні, то коливання, що пропускаються поляризатором, не можуть пройти через аналізатор і світло не досягає очей спостерігача. Якщо на столик поміщений оптично ізотропний об`єкт, наприклад шматочок скла або кубічний кристал, то поле зору залишається однаково темним при будь-якому повороті Столика. Однак коли світловий пучок, проходячи через об`єкт, випробовує двупреломление, як це має місце в кристалах будь-якої не кубічної сингонії, результат виходить зовсім інший
U. Положення загасання
Ми вже отмечалй, що, коли осі еліптичного перетину індикатриси утворюють із напрямком коливань у поляризаторі деякий кут, світло, що виходить із поляризатора, проходячи через кристал, розділяється на два промені, що поширюються з різними швидкостями. Більш повільний з них відстає від більш швидкого й виходить із кристала із запізнюванням (різницею ходу), величина якого Залежить від сили двупреломления й від довжини шляху. Коли два пучки, виходячи із кристала, знову з`єднуються, у загальному випадку виникає промінь із коливаннями, паралельними напрямку коливань в аналізаторі; інтенсивність цього променя міняється залежно від довжини хвилі світлових променів, так що при використанні звичайного світла буде виникати інтерференційне фарбування, відповідна до якого-небудь кольору шкали Ньютона. Кольору інтерференції знайомі кожному по таких відомих явищах, як фарбування мильних бульок, мінливість на поверхні окисненої сталі й фарбування масляної плівки на воді. При малій різниці ходу кольору інтерференції бувають яскраві, а при більших різницях ходу, що відповідають більш високому двупреломле-нию або більш довгому шляху, інтерференція створює бліді кольори високих порядків, які в межі мало відрізняються для неозброєного ока від звичайного білого кольору
При обертань столика мікроскопа й каменю на ньому на повний оборот виникають чотири положення, у яких осі еліптичного селища індикатриси стають паралельними напрямку коливань у поляризаторі й аналізаторі. У кожному із цих положень пропускається тільки одна складова, іона відтинається аналізатором, у результаті чого поле зору темніє. Ці чотири темні положення при обертанні столика називаються положеннями загасання. Ясно, що вони повинні розділятися 90°-ними інтервалами, усередині яких освітленість досягає максимальної яскравості. Просвітління поля зору й поява інтерференційного фарбування — прямі докази двупреломления. По суті справи, вони дозволяють виявляти двупреломление в багатьох об`єктах, які теоретично повинні бути однозаломлюючими. Так, в алмазі іноді є двупреломление навколо включень
а в більш загальному випадку воно поширюється на весь кристал. Двупреломление можна створити в склі шляхом його деформації, і, очевидно, деформація є причиною аномального двупреломления в ізотропних кристалах. Однак такі явища чи навряд здатні привести до плутанини, тому що загасання відбувається звичайно плямами, а не рівномірно по всьому каменю, і положення загасання бувають не дуже чіткими
При роботі із кристалами, обмеженими природніми гранями, мінералог широко використовує положення загасання для визначення симетрії кристалів. Так, призматичний кристал турмаліну, витягнутий уздовж потрійний осі й лежачий на столику, буде погасати, коли його довга вісь стане паралельною напрямкам коливань у поляризаторі або аналізаторі ( отме-чени хрестом ниток в окулярі поляризаційного мікроскопа). Таке пряме загасання вказує на присутність елемента симетрії, паралельного довжині кристала; його немає в моноклінних або триклинних мінералах. Однак при дослідженні дорогоцінних каменів ця процедура не має великого значення через відсутність надійних даних про співвідношення орієнтування нанесених граней і природних кристалічних граней
2. Визначення показника переломлення иммерсионним методом
Спостереження положень загасання — необхідна операція перед точним виміром показників переломлення двупреломля-ющего каменю иммерсионним методом. Камінь закріплюють у положенні загасання між схрещеними николями, аналізатор забирають, а потім проводять порівняння світлозаломлення рідини зі світлозаломленням поляризованого світла, що проходить через камінь у даному положенні. Після повороту столика на 90° точно так само можна зрівняти з рідиною другий показник переломлення. Слід спеціально зазначити, що в даному перетині можуть бйть визначені тільки два показники переломлення. Іноді вважають, що, здійснюючи цю процедуру одночасно з операцією рефрактометрии, при повороті каменю над поляризатором можна одержати якийсь діапазон показників переломлення. Це, звичайно, омана: наступні значення показників переломлення можна визначити, тільки повертаючи камінь на столику, так щоб використовувати новий напрямок коливань світлового променя
г.