Ориентировка индикатрисы в кристаллах различных сингоний

Под ориентировкой оптической индикатрисы понимается взаимное расположение кристаллографических осей и осей индикатрисы. Кристаллы разных сингоний характеризуются определенной ориентировкой индикатрисы, поэтому она является важной диагностической константой минералов.

В кристалле кубической сингонии оптическая индикатриса имеет форму шара, поэтому ее ориентировка относительно кристаллографического направления произвольная.

В кристаллах средних сингоний индикатриса представляет собой эллипсоид вращения. Ось вращения, являющаяся оптической осью кристалла, всегда совпадает с кристаллографической осью высшего порядка (L³- в тригональной, L⁴- в тетрагональной и L⁶- в гексагональной сингонии).

В кристаллах низших сингоний – индикатриса имеет форму трехосного эллипсоида. Ориентировка эллипсоида зависит от симметрии кристалла.

Кристаллы ромбической сингонии имеют три взаимно перпендикулярные кристаллографические оси второго порядка L². Так как оптические свойства кристаллов находятся в соответствии с кристаллографическими, то в кристаллах ромбической сингонии оси индикатрисы (N_g, N_m, N_р), как оси симметрии второго порядка всегда совпадают с кристаллографическими (а, b или c). Индивидуальность совмещения тех или иных осей индикатрисы с кристаллографическими осями однозначна для минерального вида и является его константой. Например, для ортопироксена а = N_р, b = N_m, с = N_g.

 

 

Рис. 8. Ориентировка оптической индикатрисы в кристаллах различных сингоний: а – средних сингоний; б – ромбической сингонии; в – моноклинной; г – триклинной

 

 

Кристаллы моноклинной сингонии имеют только одну кристаллографическую ось второго порядка – ось b. Ось b перпендикулярна к плоскости второго пинакоида (010), в которой лежат кристаллографические оси а и с, не перпендикулярные между собой. Только одна из осей индикатрисы совпадает с кристаллографической осью, чаще всего ось N_m совпадает с кристаллографической осью b. Оси N_g и N_р образуют с осями с и а некоторые углы, весьма характерные для различных минералов.

В кристаллах триклинной сингонии отсутствуют какие-либо элементы симметрии, кроме центра. Все кристаллографические оси а, b, c не перпендикулярны друг другу. Поэтому ни одна из осей индикатрисы не совпадает с кристаллографическими осями.

 

Поляризационный микроскоп

Устройство микроскопа

Исследование оптических свойств минералов и изучение структурных особенностей горных пород на учебных занятиях осуществляется с помощью отечественных поляризационных микроскопов серии ПОЛАМ.

 

 

 

 

Рис. 9. Поляризационный микроскоп ПОЛАМ Р-211

 

 

Основными составными частями этого микроскопа являются штатив, тубус, предметный столик, конденсорное и осветительное устройство (рис. 9).

Штатив, имеющий Т-образное основание, служит опорой всего инструмента. При помощи специальных приспособлений к нему крепятся остальные узлы микроскопа.

Тубус микроскопа, расположенный в верхней части штатива, состоит из горизонтально расположенной бинокулярной насадки 1 и вертикально расположенного под ней промежуточного тубуса 2.

Бинокулярная насадка включает в себя два окуляра, в одном из которых видно перекрестие нитей. Окуляр с перекрестием снабжен хомутиком, с помощью которого он устанавливается в окулярной трубке в фиксированное положение так, чтобы нити перекрестия окуляра были параллельны колебаниям света, пропускаемого поляризатором и анализатором, или расположены од углом 45º к этим колебаниям. Установка расстояния между осями окулярных трубок бинокулярной насадки осуществляется горизонтальным перемещение трубок в соответствии с базой глаз наблюдателя. Кроме того, в бинокулярной насадке установлена ирисовая диафрагма, световой диаметр которой изменяется при вращении накатанного кольца 3.

В промежуточном тубусе расположены анализатор и линза Бертрана.

Анализатор (или верхний николь) 4 вводится в систему микроскопа и выводится из нее рукояткой, укрепленной на кольце оправы анализатора. Кроме того, анализатор можно поворачивать на 180º с помощью кольца и фиксировать в любом положении стопорным винтом 5.

Направление пропускаемых анализатором колебаний должно быть перпендикулярно направлению колебаний, пропускаемых поляризатором (нижним николем). Такое расположение поляризатора и анализатора называется скрещенностью николей.

Линза Бертрана, расположенная над анализатором, необходима только при получении коноскопической фигуры. Во всех других случаях она должна быть выведена из системы микроскопа с помощью рукоятки 6.

Под анализатором в нижней части промежуточного тубуса имеется паз 7, расположенный под углом 45º к плоскости симметрии микроскопа и предназначенный для введения компенсатора.

Нижняя часть промежуточного тубуса соединяется с револьверным устройством 8, которое жестко закреплено в гнезде штатива микроскопа.

Револьверное устройство предназначено для крепления пяти объективов 9 с различными увеличениями: 2,5^x,10^x, 25^x, 40^x, 60^x (увеличение указано на корпусе объектива). Объективы 10 ^x и 25 ^x снабжены ирисовой диафрагмой (черное кольцо на корпусе объектива). Объектив 10^x считается рабочим, так как все основные операции при работе на микроскопе выполняются с ним. Короткофокусные объективы 40^x и 60^x используются при работе в сходящемся свете (коноскопии). Смена объективов производится вращением револьверного устройства. Фиксация объектива контролируется «щелчком», который возникает при вхождении фиксатора объектива в специальный паз револьверного кольца. Следует подчеркнуть, что вращать револьверное устройство нужно держась именно за кольцо, и ни в коем случае нельзя трогать объектив, так как при этом можно вырвать объектив из своего гнезда.

Предметный столик 10 представляет собой вращающийся диск – кольцо. По окружности он разделен на 360 делений. Цена каждого деления 1º. Два нониуса, закрепленные на неподвижной части столика, позволяют отсчитывать углы поворота столика. С помощью специального винта столик может быть застопорен. Диск столика имеет отверстия для установки дополнительных приборов и препаратоводителя.

Кронштейн, на котором закреплен предметный столик, устанавливается на направляющую штатива 11. Перемещение предметного столика осуществляется винтами 12 и 13, причем макрометренный винт 12 служит для грубого перемещения столика и одновременно для фокусирования изображения шлифа, микрометренный винт 13 – для более тонкого фокусирования. Макро- и микровинты расположены на одной оси и выведены с обеих сторон штатива.

Конденсорное устройство 14, располагающееся под предметным столиком, усиливает освещенность объекта. Оно представляет собой двухлинзовое устройство с апертурой 0,85. Конденсор обеспечивает исследование объектов методами светового поля и «фокального экранирования». Для последнего в фокальной плоскости конденсатора помещены различные диафрагмы, закрепленные в револьверном диске 15. Но так как метод «фокального экранирования» нами не используется в учебной работе, то для работы методом светового поля в окне крышки диска должна появиться цифра «0».

Над фокальной плоскостью расположена ирисовая диафрагма конденсора, световой диаметр которой регулируется длинной тонкой рукояткой.

В нижней части конденсорного устройства под фокальной плоскостью помещен поляризатор в оправе 16 (или нижний николь). Он закрепляется стопорным винтом, который находится на кольце оправы поляризатора. Открепив винт, поляризатор можно вращать за накатанное кольцо оправы.

Назначение поляризатора – преобразование обычного света в плоскополяризованный. Поляризатор должен быть закреплен таким образом, чтобы пропускаемые им световые колебания были параллельны или перпендикулярны плоскости симметрии микроскопа.

Ниже поляризатора закреплена откидная осветительная линза в оправе 17. Линза включается и выключается вращением оправы вокруг оси.

Конденсорное устройство вместе с поляризатором и откидной линзой может быть опущено вниз специальным винтом 18. Обычно же оно должно быть поднято почти до самого предметного столика.

Осветительное устройство 19 устанавливается на основании микроскопа и закрепляется винтом 20.