Разрез, перпендикулярный к оптической оси одноосного кристалла

Разрез, перпендикулярный оптической оси одноосного кристалла, является изотропным и находится по следующим признакам: в параллельном свете при скрещенных николях минерал черный и не просветляется при вращении столика микроскопа; если минерал окрашенный, то он не плеохроирует.

Из этого следует, что указанные срезы бесцветных минералов следует искать только при скрещенных николях. Если же минерал обладает собственным цветом, то вначале разрез по отсутствию плеохроизма находится при одном николе, а затем проверяется при скрещенных николях.

Рис. 39. Разрез одноосного кристалла, перпендикулярный оптической оси:

а – скиодромы – направления колебаний необыкновенного (е) и обыкновенного (о) луча в разных точках; б – возникающая интерференционная (коноскопическая) фигура

 

Имея скиодромы, не трудно понять, какая интерференционная фигура появится в сходящемся свете при скрещенных николях на этом разрезе (рис.39 а).

Известно, что при скрещенных николях те места кристаллической пластинки, где направления колебаний в ней совпадают с направлением колебаний пропускаемых николями, должны находиться в положении угасания, т.е. быть темными. Там, где колебания в кристалле не совпадают с колебаниями в николях, угасания не происходит и при работе в белом свете возникает интерференционная окраска. Максимальное просветление при этом будет наблюдаться в тех местах кристаллической пластинки, где колебания образуют угол 45º с направлением колебаний в николях.

Наложив на полученные скиодромы прямоугольную сетку таким образом, чтобы она показывала направления колебаний в николях, становится ясным, что: 1) в центре поля зрения (т.е. в месте выхода оптической оси, вдоль которой проходит центральный луч, перпендикулярный к плоскости пластинки) должно наблюдаться темное пятно, так как в этом направлении двойного лучепреломления не происходит; 2) вдоль вертикальной и горизонтальной нитей окулярного креста, там, где колебания в кристалле совпадают с колебаниями в николях, должны быть темные полосы (балки), находящиеся в положении угасания; 3) в квадрантах между темными балками, там, где колебания в кристалле не совпадают с колебаниями в николях, угасания не произойдет, причем максимальное просветление будет наблюдаться в диагональных по отношению к балкам направлениях (рис.39 б).

Таким образом, в поле зрения должен появиться темный крест. При вращении столика микроскопа крест будет оставаться неподвижным, так как при любом повороте всегда найдутся такие точки, где направления колебаний в кристалле будут совпадать с направлениями колебаний в николях.

Ширина балок креста зависит от разности хода: при большой разности хода балки тонкие и четкие, а при малой – более широкие и размытые. С удалением от центра креста балки обычно несколько расширяются.

 

Рис. 40. Схема, объясняющая появление интерференционной фигуры и изохроматических колец на разрезе, перпендикулярном оптической оси одноосного минерала

 

Секторы (квадранты) поля зрения между темными балками креста окрашены в большинстве случаев в серые или белые цвета интерференции первого порядка. Только когда минерал обладает довольно высоким двупреломлением (0,050 – 0,200), например кальцит, в поле зрения появляются цветные (изохроматические) кольца, располагающиеся концентрически вокруг цента креста. Последовательность цветных колец такая же, как на цветной номограмме, так как они представляют собой не что иное, как порядки цветов интерференции. Появляются они в результате того, что косые лучи, пересекающие кристалл под различными углами к оптической оси, расщепляются и дают некоторую разность хода. Чем больше луч отклоняется от изотропного направления, тем больше получается величина двупреломления и тем больший путь они проходят в кристалле (рис.40).

Следовательно, разность хода, создаваемая этими лучами, постепенно увеличивается в направлении от центра к периферии. Соответственно, в том же порядке возрастают и цвета интерференции. Чем больше разность хода, создаваемая косыми лучами, тем больше порядков цветов интерференции помещается в поле зрения. При стандартной толщине шлифа (0,03 мм) количество колец характеризует силу двупреломления. При малых величинах двупреломления между балками широкого и довольно расплывчатого креста видна только серая или серо-белая окраска (например, кварц с величиной n_g-n_p=0,009). При средних величинах двупреломления появляется белая и желтая окраски I порядка, при очень высоких – много узких изохроматических колец на фоне четкого черного креста с тонкими балками.

Таким образом, на разрезе, перпендикулярном оптической оси одноосного минерала, в сходящемся свете при скрещенных николях наблюдается весьма характерная интерференционная фигура: черный крест на фоне концентрических одинаково окрашенных (изохроматических) колец, интерференционная окраска которых закономерно повышается от центра к периферии поля зрения. Ветви креста расположены строго параллельно направлениям колебаний пропускаемых николями, т.е. нитям окулярного креста. При вращении столика микроскопа никаких изменений интерференционной фигуры не происходит (крест остается неподвижным).

 

Рис. 41. Косые разрезы одноосных кристаллов и различные положения их при вращении столика микроскопа (оптическая ось выходит в поле зрения)

 

В том случае, если разрез будет не строго перпендикулярен оси, крест будет несколько смещен и при вращении столика микроскопа оптическая ось кристалла будет описывать окружность вокруг центра поля зрения, а ветви (балки) креста будут передвигаться строго параллельно нитям окуляра (рис.41).