Оптическая индикатриса двуосных кристаллов

 

К оптически двуосным кристаллам относятся кристаллы низших сингоний: ромбической, моноклинной и триклинной. В двуосных кристаллах оптическая индикатриса имеет форму трехосного эллипсоида с тремя взаимно перпендикулярными, разными по величине осями, полуоси которых соответствуют трем предельным по величине показателям преломления: n_g - максимальный, n_m - промежуточный и n_р - минимальный. Таким образом, в двуосных кристаллах имеются не два, а три показателя преломления. Каждый из разрезов кристалла характеризуется двумя показателями преломления, отвечающими двум осям эллиптического сечения.

Различают оптически положительные и оптически отрицательные двуосные кристаллы. Кристалл считается положительным, если биссектрисой острого угла оптических осей является ось индикатрисы N_g. Если биссектрисой острого угла оптических осей является ось N_р, то кристалл будет называться оптически отрицательным.

Оптическая индикатриса двуосных положительных кристаллов характеризуется следующими элементами:

1) оси индикатрисы N_g, N_m, N_р. Они взаимно перпендикулярны и соответствуют трем показателям преломления n_g, n_m, n_р

2) три главные взаимно перпендикулярные сечения индикатрисы N_gN_р, N_gN_m, N_mN_р – каждое из них попарно соединяет две оси индикатрисы. Величина двупреломления на разрезах, параллельных этим сечениям, соответственно равна n_g - n_p, n_g - n_m, n_m - n_p

3) два круговых сечения с радиусом, равным N_m. Двупреломление здесь равно 0. Каждое круговое сечение перпендикулярно одной из оптических осей. Круговые сечения располагаются ближе к оси N_р, что возможно только при таких соотношениях главных показателей преломления, когда n_g - n_m>n_m - n_р

4) две оптические оси, каждая из которых перпендикулярна к одному из круговых сечений. Оптические оси лежат в плоскости N_gN_р, поэтому плоскость N_gN_р носит название – плоскость оптических осей

5) 2V – острый угол между оптическими осями. Его величина меняется от 0 до 90º. При 2V = 0 – это одноосный минерал, а при 2V = 90º - это оптически нейтральный минерал

6) N_g – биссектриса острого угла 2V, поэтому называется острой биссектрисой

 

 

 

Рис.6. Сечения индикатрисы двуосного положительного кристалла:

1 - общий вид индикатрисы и ориентировка сечений; 2 - первое главное сечение (NgNp) - плоскость оптических осей; 3 – второе главное сечение (NgNm); 4 – третье главное сечение (NmNр); 5 – наклонное сечение (N´gN´p); 6 - изотропное сечение

 

 

7) N_р – тупая биссектриса, делящая пополам тупой угол между оптическими осями

8) N_m – оптическая нормаль, перпендикулярная к плоскости оптических осей N_gN_р

 

а б

 

Рис.7. Индикатриса кристаллов низших сингоний: а – положительного; б – отрицательного

 

Оптическая индикатриса двуосных отрицательных кристаллов характеризуется практически теми же элементами, что и индикатриса положительных кристаллов, но имеются и отличия:

 

1) три взаимно перпендикулярные оси индикатрисы N_g, N_m, N_р соответствуют трем показателям преломления n_g, n_m, n_р

2) три главных взаимно перпендикулярных сечения N_gN_р, N_gN_m, N_mN_р, имеющие соответственно величину двупреломления n_g - n_p, n_g - n_m,

n_m - n_p

3) два круговых сечения с радиусом, равным N_m, и двупреломлением, равным нулю

Круговые сечения располагаются ближе к N_g, что возможно только при соотношении показателей преломления n_g - n_m<n_m - n_р

4) две оптические оси, каждая из которых перпендикулярна к одному из круговых сечений, лежащие в плоскости N_gN_р – плоскости оптических осей

5) 2V – острый угол между оптическими осями. Его величина меняется от 0 до 90º. При 2V = 0 – это одноосный минерал, а при 2V = 90º - это оптически нейтральный минерал

6) N_р – острая биссектриса, делящая пополам острый угол 2V

7) N_g – тупая биссектриса, делящая пополам тупой угол между оптическими осями

8) N_m – оптическая нормаль, расположенная перпендикулярно к плоскости оптических осей N_gN_р.

Таким образом, в двуосных кристаллах все три показателя преломления изменяются в зависимости от сечения кристалла. Величина двупреломления колеблется от максимального значения в плоскости оптических осей до минимального в изотропном круговом сечении. На разрезе, перпендикулярном тупой биссектрисе, величина двойного лучепреломления всегда больше, чем на разрезе, перпендикулярном острой биссектрисе. Эти данные можно свести в таблицу 2:

 

Таблица 2

 

Оптичес-кий знак	Разрез, параллель ный плос- кости опти -ческих осей	Разрез, перпендику-лярный тупой биссектрисе	Разрез, перпендику-лярный острой биссектрисе	Разрез, перпендику-лярный опти -ческой оси
+	NgNр	NgNm	NmNр	круг с радиусом Nm
ng - np >	ng - nm >	nm - np >
-	NgNр	NmNр	NgNm	круг с радиусом Nm
ng - np >	nm - np >	ng - nm >