Понятие об иммерсионном методе

Рис. 19. Характер рельефа ми­нералов, принадлежащих к различным группам.

Иммерсионный метод (метод по­гружения) основан на сравнении по­казателя преломления минерала с жидкой вмещающей средой. Для сравнения используются два оптиче­ских явления: а) определение отно­сительной величины показателя пре­ломления минерала и среды с по­мощью световой полоски и б) «ис­чезновение» бесцветного минерала во вмещающей среде, если по казатели преломления их равны.

Имея набор жидкостей с разными, заранее известными, пока­зателями преломления и последовательно погружая в них осколки исследуемого минерала, можно всегда подобрать две соседние жидкости, у одной из которых показатель преломления п'_ж боль­ше, чем у минерала п, а у другой п'_ж—меньше, чем у минерала. В этом случае показатель преломления исследуемого минерала соответствует среднему арифметическому показателю прелом-

л_жт^я_ж
ления жидкостей; л_м=------------- • Иммерсионный метод позволяет

определять показатели преломления минералов с точностью

до 0,001.

Будучи очень простым, точным и дешевым методом фазового анализа, иммерсионный метод завоевал широкое применение, осо­бенно при определении обломочных минералов из пород осадоч­ного происхождения.

ИССЛЕДОВАНИЯ МИНЕРАЛОВ В ПАРАЛЛЕЛЬНОМ СВЕТЕ ПРИСКРЕЩЕННЫХ НИКОЛЯХ

При скрещенных николях в параллельном свете определяют силу двойного лучепреломления минералов, положение осей опти­ческой индикатрисы относительно кристаллографических направ­лений (ориентировку индикатрисы), а также выявляют некоторые особенности строения минералов — наличие двойников, зонально­сти и др.

Схема прохождения света через систему поляризатор — кристалл—анализатор

Для того чтобы понимать явления, наблюдаемые в минерале при скрещенных николях, необходимо ясно представлять себе осо­бенности прохождения света через систему поляризатор — кри­сталл — анализатор.

Рассмотрение начнем с минерала кубической сингонии или се­чения, перпендикулярного к оптической оси анизотропного минера-рала. В том и другом случае имеем дело с изотропной средой, про­пускающей световые волны, колеблющиеся в любых направлениях, следовательно, наблюдаемые явления ничем не будут отличаться от тех, которые описаны ранее для системы двух скрещенных ни-колей. Плоскополяризованная волна, выйдя из поляризатора, пройдет через изотропную среду, сохранив плоскость колебаний без изменения, анализатором пропущена не будет, и поле зрения микроскопа останется темным при любых поворотах столика ми­кроскопа.

Если же между николями поместить анизотропную пластинку, то возникнут явления, существенно отличающиеся от вышеописан­ных. Как уже известно, анизотропное сечение минерала пропускает световые волны только в двух взаимно перпендикулярных направ­лениях, соответствующих направлениям осей эллиптического сече­ния индикатрисы, лежащего в плоскости исследуемого разреза.

А-*

/fa

Рис. 20. Четырехкратное погасание минерала в анизотропном сечении при повороте столика микроскопа иа 360°.

Если поворотом столика микроскопа минерал поставить так, чтобы оси его индикатрисы совпали с плоскостями колебаний нижнего и верхнего николей, то волны, вышедшие из нижнего николя — по­ляризатора, беспрепятственно пройдут через минерал, сохраняя

-л;

т

■к»

*;<

А,

\£1

приобретенные в поляризаторе колебания, и далее верхним ни-колем — анализатором пропуще­ны не будут. При повороте сто­лика микроскопа на 360° оси эллиптического сечения индика­трисы четыре раза совпадут с плоскостями колебаний в нико-лях и, следовательно, четыре ра­за минерал будет на погасании (рис. 20).

L Г"

м

При условии косого положе­
ния осей индикатрисы исследуе­
мого сечения минерала относи­
тельно плоскостей колебаний по­
ляризатора и анализатора (рис.
21) плоскополяризованная волна
с амплитудой k, приобретенной
в поляризаторе, войдя в минерал,
разложится по правилу парал­
лелограмма на две взаимно пер­
пендикулярные волны с амплиту­
дами k\ и &2. колеблющиеся в
направлении осей эллиптического
сечения индикатрисы n'_gn'_p. Ско­
рость колебаний каждой волны
обратно пропорциональна пока­
зателям преломления соответст­
вующих направлений. При про­
хождении через минерал волна,
колеблющаяся в направлении
оси п'_р и поэтому имеющая боль-
Рис. 21. Схема хода лучей через шую скорость, обгонит волну, ко-
систему поляризатор (Я) — аиизо- леблющуюся в направлении n_g
тропный кристалл (М) - анализа- _менЬшей скоростью, на неко-
тор (А). Ход лучей в анализаторе а / \

изображен справа (Л,) в разрезе, торую величину А (дельта), на-перепендикулярном к плоскости ри- зываемую разностью хода.

сунка. Выйдя из минерала, обе пло-

скополяризованные волны бу­дут перемещаться с одинаковыми скоростями, сохраняя разность хода и направления колебаний, которые они приобрели в кри­сталле.

Проходя через верхний николь (анализатор) под углом к пло­скости его колебаний, каждая из волн вновь разложится на две. 40

Для одной пары к\ и к'₂ направлением возможных колебаний явится плоскость колебаний анализатора А, перпендикулярная к плоскости рисунка, для другой пары к[ и к'₂ — перпендикулярная ей плоскость П, лежащая в плоскости рисунка. Волны, колеблю­щиеся в направлении А, получат полное внутреннее отражение и погасятся оправой анализатора; волны, колеблющиеся в направ­лении П, поляризованы в одной плоскости, имеют одинаковую длину и поэтому способны интерферировать.

Таким образом, верхний николь в системе поляризатор — кри­сталл — анализатор не только позволяет отличать изотропный ми­нерал от анизотропного, но и создает условия, необходимые для интерференции.

Учитывая необходимость ясно понимать оптические явления, наблюдаемые в минерале при скрещенных николях, подчеркнем основной вывод, который заключается в следующем. Минерал в анизотропном сечении при повороте столика микроскопа на 360° четыре раза погаснет и четыре раза приобретет некоторую интер­ференционную окраску. Момент погасания свидетельствует о том, что направления, вдоль которых минерал пропускает световые ко­лебания (оси эллиптического сечения индикатрисы), совпали с на­правлением колебаний поляризатора и анализатора (с нитями окулярного креста).