Группы минералов по показателям преломления

Волна, луч, световая нормаль в анизотропных средах

34.26M

Category:

physics

Группы минералов по показателям преломления

1. Группы минералов по показателям преломления

Определение показателя преломления
в покрытых шлифах
Группы минералов по показателям преломления
Группа
n
рельеф
Шагрень
примеры
1
<1,47
+
+
Флюорит
2
1,47-1,53
+/-
-
Ортоклаз, миклоклин
3
1,53-1,54
-
-
Нефелин, альбит
4
1,54-1,6
+ /-
-
Кварц, плагиоклаз
5
1,6-1,7
+
+
Апатит, андалузит
6
1,7-1,8
+
+
Пироксены
7
>1,8
+
+
Гранат, циркон

2.

Определение показателя преломления в покрытых шлифах
Шагрень, рельеф и световая полоска Бекке
При увеличении расстояния
между препаратом и
объективом полоска Бекке
появляется со стороны среды
с большим показателем
преломления.
КПШ
(II группа) Кварц
(IV группа)
Полоска Бекке
Канадский бальзам
(III группа)
При уменьшении этого
расстояния – со стороны
среды с меньшим
показателем преломления.

3.

Определение показателя преломления в покрытых шлифах
Шагрень, рельеф и световая полоска Бекке
Полоска Бекке
Появление световой полоски
Бекке на границе мусковита и
канадского бальзама при
расфокусировке микроскопа

4.

Дисперсионный эффект Лодочникова
Плагиоклаз
(IV группа)
КПШ
(II группа)
Менее преломляющие
бесцветные минералы
окрашиваются на стыке c более
преломляющими в теплые тона
(золотисто-желтые, розовые),
тогда как вещества с более
высокими показателями
преломления окрашиваются в
холодные тона (синеватозеленоватые).
Этот эффект наблюдается только
в неокрашенных средах с
небольшими показателями
преломления (2-4 группы).

5.

Форма и размеры кристаллов, спайность, цвет, рельеф, шагрень
Моноклинный
пироксен –
призматический
слабоокрашенный
зональный кристалл с
совершенной
спайностью по двум
направлениям, рельеф
положительный,
шагрень сильная (d
поля зрения – 8 мм).

6.

Форма, взаимоотношения, цвет, рельеф, шагрень
Кварц,КПШ
II, IV группа
Сфен
VII группа
Амфибол
VI группа
Апатит
V группа

7.

Форма, взаимоотношения, цвет, рельеф, шагрень
Гранат
VII группа
Кварц
IV группа
Биотит
IV группа
Апатит
V группа

8.

Лекция 2
1. Оптические индикатрисы одноосных и двуосных кристаллов.
2. Ориентировка оптических индикатрис в различных сингониях.
3. Типы погасания

9.

Опыты с естественным и поляризованым светом
С
С
I
0.5 I
Пластинка из турмалина
= 0, I max = 0.5 I
= 90, I = 0
I = IoCos2 (Закон Малю)

10.

Закон Брюстера
Отраженный светполяризованный
90о
N (n1/n2) = tg
N = Sin / Sin
Sin = Cos
Cos (90 - ) = Cos
+ = 90
Преломленный свет частично поляризованный

11.

Прохождение света через кальцит.
Устройство призмы Николя

12.

Главное положение кристаллооптики
Свет, входящий под любым углом в оптически
анизотропный кристалл, во всех направлениях, кроме одного
или двух (совпадающих с оптическими осями), разлагаются
на две плоско поляризованные волны, колебания которых
перпендикулярны друг другу. Эти волны имеют разную
скорость и поэтому преломляются под разными углами.
Почему необыкновенный луч не подчиняется закону Снелиуса?
Законы преломления относятся не к лучу, а к фронту волны (в
изотропной среде они совпадают)

13.

Изотропные вещества
Нормаль волны
Луч
n1
n2

14.

2. Кристаллооптические поверхности и понятие индикатрисы
изотропная среда
Поверхность волны
необыкновенного луча
- эллипсоид
Поверхность волны
обыкновенного луча
- сфера
Vo
анизотропная среда
Оптическая ось

15.

Анизотропные вещества
Луч
Нормаль

16.

ОО
Поляризации нет

17.

ОО
Поляризация максимальна

18. Волна, луч, световая нормаль в анизотропных средах

Луч
Волна
Нормаль
• Волна в анизотропных средах
распространяется в разные стороны с
различными скоростями (по
эллипсоиду);
• Необыкновенные лучи не
перпендикулярны к поверхности волны;
• Скорости необыкновенных волн и луча
различны;
• Световая нормаль – перпендикуляр,
опущенный из центра волновых
поверхностей (источник света) на
касательные к волновой поверхности;
• В дальнейшем скорости света в
анизотропной среде относятся не к
лучам, а к волнам или световым
нормалям

19.

Волновая поверхность - трехмерная поверхность, до
которой лучи света доходят в тот или иной момент времени из
воображаемого точечного источника света, помещенного внутрь
кристалла.
(в анизотропной среде их две, в изотропной одна)
Поверхность скоростей - одна из волновых поверхностей,
радиус-вектор которой является скорости Ve и Vo
(поверхность скоростей одна)

20.

Оптически отрицательные одноосные кристаллы
С
ОО
Эллипсоид
Vo
Линии, вдоль которых колеблется Е
Ve

21.

Оптически положительные одноосные кристаллы
C
C
Ve
Vo

22.

Поверхность показателей преломления и оптическая индикатриса
Одноосный оптически отрицательный кристалл
С
n = C/V
ne
Vo
Ve
Ne = O.O.
No
no

23.

Оптическая индикатриса одноосного отрицательного кристалла

24.

Одноосный оптически положительный кристалл
C
Ve
Vo
no
ne

25.

Оптическая индикатриса одноосного положительного кристалла
No
No`
Ne

26.

Определение оптической индикатрисы
Оптической индикатрисой называется замкнутая
поверхность второго порядка, каждый радиус-вектор
которой равен по модулю коэффициенту преломления
той волны, которая совершает свои колебания в
направлении этого радиуса-вектора, и следовательно
распространяется в перпендикулярном к нему
направлении

27.

Ориентировка трех главных сечений поверхности показателей
преломления (а-в) и оптической индикатрисы (г-е) в кристаллах
низшей сингонии
Бирадиали - это оптические оси для
поверхности лучевых скоростей
Бинормали - это оптические оси для
поверхности нормальных скоростей

28.

Оптическая индикатриса двуосного оптически
положительного кристалла
2 V - угол между О.О.
Плоскость О.О.
О.О. - оптическая ось
(направление в
которых отсутствует
поляризация света)

29.

Оптическая индикатриса двуосного оптически
отрицательного кристалла
Np - острая
биссектриса угла 2 V

30.

Правило индикатрисы (по В.Н. Лодочникову)
Если в кристалле распространяется свет в известном направлении
по отношению к оптической индикатрисе ( это направление есть
направление световой нормали = направление распространения
фронта волны) то получающийся при этом оптический эффект
обусловлен исключительно центральным сечением
оптической индикатрисы, перпендикулярным направлению
световой нормали. При этом оси симметрии перпендикулярного к
световой нормали сечения являются единственными возможными
направлениями световых колебаний, а численная величина этих
полуосей равна коэффициентам преломления одной или двух
волн, распространяющихся в направлении нормали.

31.

Ориентировка оптической индикатрисы в кристаллах
средние сингонии:
Гексагональная
Np c
Оптически отрицательные
Np c
0001
1011
1010
0001
1010
1120
1011
Апатит
Í åô åë è í
Ca5(PO4)3 (F,Cl,OH)

32.

Оптически отрицательные
Np c
1011
1010
Канкринит
(Na,Ca)6-8(Al6Si6O24 )
(CO3,SO4,Cl)1,5-2 1-5H2O

33.

Тетрагональные
Оптически положительные

34.

Оптически положительные

35.

Оптически отрицательный

36.

Тригональные
Оптически положительные

37.

Np c
1011
2131
4041
Êàë üöè ò
Оптически отрицательные

38.

Оптически отрицательные

39.

Низшие сингонии
Ромбическая
Ортопироксены
Ng
c
Ng
Áë.
ñåð.-ç.
c
Áë.
ñåð.-ç.
Ï .Î .Î .
102
102
Ñâ.
ðî ç.-êî ð
Np
b
b
a
110
Ñâ.æ.-ç.
Ï .Î .Î .
100
Nm
100
110
Nm
-010
-010
a
Ýí ñòàòè ò
Np
Ãè ï åðñòåí

40.

Ромбические амфиболы
Ng
c
001
Nm
Np
П.О.О
b
a
100
110
Антофиллит

41.

Оливины (ромбическая сингония)
Nm c
Nm
c
001
001
001
111
021
021
Np
Np
120
Ng
a
110
Форстерит
Ï .Î .Î .
b
Ng
a
b
120
010
Ï .Î .Î .
010
110
Фаялит

42.

43.

44.

Моноклинная
Клинопироксены
ñ
37-44 î
001
Ng
Ñâ.ç.
111
Ï .Î
.Î .
Ðî ç.
Np
b
-010
110
-
221
a
Ðî ç.
21-28
o
Nm
Ï è æî í è ò
(áåäí û é Ca)

45.

c
Np
c
Клинопироксены
38-48 o
Ç.
0-30î
001
461
-
111
Ng
Áë.ç.
111
Nm
Æ.ç.
Ï .Î .Î .
110
Ï .Î .Î .
32-35 o
010
Nm
Ñâ.ç
Ng
c
b
b
46-16 o
221
a
Ng
Ñâ.ñ.-ç.
m
Ô.-êî ð.
110
a
-
22-32 o
010
100
Ñâ.ç.-æ.
100
Np
Äè î ï ñè ä-ãåäåí áåðãè ò
Ýãè ðè í -àâãè ò
Ô.
ñ
Nm
ñ
Np
39-47 o
Ï .Î .Î .
b
001
110
-
0-8 î
(101)
-
Ç.
-010
100
Ng
11
a
Áë.-ç.
111
16-39 o
Ñâ.æ.-ç.
1
Ñâ.êî ð.-æ.
111
Np
Nm
461
Òè òàí àâãè ò
a
100
110
Ï .Î .Î .
01
Ï .Î .Î .
b
0
Æ.-ç.
Ng
- 010
Ñâ.-ç.
23-31 o
9-17 o
Np
110
Ç.-æ
100
a
Àâãè ò
Nm
b
Ýãè ðè í

46.

Ng
c
Амфиболы
Ñâ. ñ-çåë.
150
c
Np
Ò. ñ-çåë
100
Ï .Î .Î .
Ï .Î .Î
011
Nm
Êî ð-æ
Ñâ. çåë.
b Nm
0
300
01
Ñâ.æ -çåë
0
Np 5
Ng
b
110
a
Òêî ð.- ò ç
Àê òè í î ë è ò
Ng
c
Ng
200
150
a
c
Àðô âåäñî í è ò
Ñ-ç èëè î ë.
011
Nm
Êî ð-ç.
Nm
b
Ç.
01
0
b
110
a
Np
a
Ñâ. ç
Ñâ. æ .-êî ð
100
Np
Áàðê åâè ê è ò
Ðî ãî âàÿ î áì àí ê à

47.

Калиевые полевые шпаты

48.

Триклинная

49.

Плагиоклазы
Лабрадор

50.

Прохождение света в системе
Поляризатор – кристалл – анализатор

51.

52.

Типы погасания минералов

53.

Типы погасания минералов
Угол погасания – угол между кристаллографическими элементами
(трещинами спайности и отдельности, гранями кристаллов) и осями
индикатрисы (Ng, Nm, Np). Этот параметр характеризует ориентировку
оптического эллипсоида в кристаллах. Различают три типа углов погасания:
прямой, косой и симметричный.
Прямое погасание. Когда оси индикатрисы кристалла совпадают с
кристаллографическими элементами, угол погасания равен 0. Этот тип
погасания характерен для кристаллов средних сингоний, ромбической
сингонии и моноклинной сингонии, где одно из кристаллографических
направлений совпадает с одной из осей эллипсоида.
Косое погасание. Оси индикатрисы не совпадают с кристаллографическими
направлениями. Косое погасание наблюдается у кристаллов триклинной и
моноклинной сингоний.
Симметричной погасание. Ось индикатрисы делит угол между трещинами
спайности пополам. Симметричное погасание может наблюдаться для
индивидов двойников, относительно плоскости срастания.

54.

Типы погасания минералов
Равномерные
Прямое погасание у кристаллов астрофиллита.

55.

Косое погасание у кристалла авгита

56.

У кристаллов моноклинной сингонии, в частности у
моноклинных пироксенов, может наблюдаться как косое (в
большинстве сечений), так и прямое (сечения с одной
спайностью, содержащие ось Nm) погасания.
прямое
косое

57.

У кристаллов моноклинной сингонии, в частности у моноклинных пироксенов и
амфиболов, может наблюдаться как косое (в большинстве сечений), так и прямое
(сечения с одной спайностью, содержащие ось Nm) погасания.
клинопироксены
Прямое погасание
Косое погасание
клиноамфиболы
Симметричное погасание