Исследование минералов в сходящемся свете

Наблюдение интерференционных (коноскопических) фигур исследуемых минералов, образованных в задней фокальной плоскости объектива, производится с помощью линз Бертрана, которые проецируют эти фигуры в увеличенном виде в фокальную плоскость окуляра. При наблюдении минералов в коноскопическом ходе лучей обычно пользуются сильными, высоко апертурными объективами, например, объективом 60×0,85. Оптическая система микроскопа позволяет наблюдать интерференционные фигуры минералов, размеры которых не менее 0,02 мм в поперечнике.

Последовательность определения осности минерала, оптического знака и относительной величины угла оптических осей (для двуосных минералов) производится в следующем виде:

• проверить правильность установки поляризующих устройств в скрещенное положение;

• вывести из хода лучей анализатор;

• поместить на предметный столик исследуемый шлиф;

• ввести в ход лучей объектив 60×0,85; в окулярную трубку насадки установить окуляр с перекрестием, предварительно выставленный по глазу наблюдателя;

• сфокусировать микроскоп на минерал и, вращая предметный столик, проверить центрировку объектива;

• при необходимости тщательно отцентрировать его;

• открыть полностью апертурную диафрагму конденсора;

• ввести в ход лучей линзы Бертрана;

• проверить центричность расположения линз Бертрана относительно оптической оси микроскопа, наблюдая за положением выходного зрачка объектива относительно перекрестия окуляра; при необходимости произвести центрировку линз Бертрана;

• проверить качество настройки освещения (выходной зрачок объектива должен быть равномерно освещен и полностью заполнен светом);

• при необходимости подвижкой конденсорного устройства по высоте добиться заполнения выходного зрачка объектива светом;

• выключить линзы Бертрана и, наблюдая в окуляр, установить интересующий вас участок минерала в центр поля зрения окуляра, поместив коноскопируемое зерно на перекрестие окуляра;

• включить &-_анализатор (при этом риски на рукоятке анализатора и на кольце промежуточного тубуса должны совпадать) и установить поляризующие устройства в скрещенное положение;

• включить линзу Бертрана, сфокусировать их на резкое изображение коноскопической фигуры, наблюдаемой в выходном зрачке объектива;

• уменьшить вращением бинокулярной насадки размер ирисовой диафрагмы до получения наиболее четкого изображения наблюдаемой коноскопической фигуры.

При работе с различными объективами в коноскопическом ходе лучей иметь в виду, что оптическая система линз Бертрана микроскопа ПОЛАМ Р обеспечивает постоянный масштаб изображения коноскопических фигур, что особенно важно при нахождении константы Маляра (в случае определения угла оптических осей кристалла), которая здесь не зависит от положения линзы Бертрана.

В сходящемся свете изучается не непосредственно зерно минерала, а суммарный оптический эффект, полученный при прохождении через зерно скрещенного светового пучка, т. е. фигура интерференции. В зависимости от оптической осности минерала и ориентировки разреза, фигуры интерференции имеют различные формы и разные свойства. Однако одна особенность характерна для всех фигур интерференции на ориентированном разрезе – они всегда имеют симметрично окрашенное поле.

В оптически анизотропных кристаллах имеются направления, распространяясь по которым, лучи света не испытывают двойного лучепреломления. Эти направления получили название оптических осей. В кристаллах средних сингоний (гексагональной, тетрагональной и тригональной) одна оптическая ось. Поэтому эти кристаллы относятся к группе оптически одноосных кристаллов. Кристаллы низших сингоний (ромбической, моноклинной и триклинной) имеют два направления, в которых не происходит двойного лучепреломления. Они составляют группу оптически двуосных кристаллов.

Оптические оси в двуосных кристаллах располагаются в главной плоскости индикатрисы NgNp под углом друг к другу. Этот угол принято обозначать 2V. Оси индикатрисы Ng и Np являются биссектрисами угла оптических осей (рис. 3.1.8.).

Рис. 3.1.8. Сечение индикатрисы двуосного кристалла в плоскости оптических осей.

Одна из них делит пополам острый угол между оптическими осями, и поэтому ее принято называть острой биссектрисой тупого угла и называется тупой биссектрисой. Величина угла оптических осей – 2V изменяется в кристаллах от 0º (обе оси сливаются в одну, и мы имеем дело с одноосным кристаллом) до 90º. Как одноосные, так и двуосные кристаллы делятся на оптически положительные и оптически отрицательные. Оптический знак в одноосных кристаллах принято определять по соотношению показателей преломления обыкновенного (n 0) и необыкновенного (n 0) лучей. В положительных кристаллах ne > n 0, а в отрицательных ne < n 0.

В двуосных кристаллах оптический знак определяется по соотношению ng – nm и nm – np: для оптически положительных ng – np > nm – np, а в отрицательных ng – np < nm – np. Оптический знак можно также определять по характеру острой биссектрисы: в оптически положительных кристаллах острой биссектрисой является Ng, а в отрицательных – Np. Изучение осности, оптического знака и угла оптических осей – 2V проводится под микроскопом в ориентированных разрезах при скрещенных николях (с включенным анализатором), в сходящемся свете, для получения которого в оптическую систему микроскопа надо ввести линзы Лазо и Бертрана. При этом наблюдается характерная для каждого разреза, так называемая, интерференционная, или коноскопическая, фигура, по форме которой определяют осность и величину угла оптических осей – 2V для двуосных кристаллов. Оптический знак определяется с помощью компенсатора. Ниже приводится характеристика интерференционных фигур, наблюдаемых в различных разрезах одноосных и двуосных кристаллов.