Экзаменационный билет №7

51. Удлинение минералов. Ориентировка оптических индикатрис в кристаллах разных сингоний

Оптический знак кристалла имеет положительное удлинение, если по длине кристалла совершаются колебания, для которых он имеет больший показатель преломления Ng. Кристалл имеет отрицательное удлинение, если по его длине совершаются колебания с меньшим показателем -Np. Если кристалл обладает косым погасанием, т.е. колебания совершаются не параллельно ребрам, то удлинение считается положительным в том случае, когда колебание Ng образует с направлением длины меньший угол, чем с колебанием Np.

Для определения знака удлинения пользуются так называемыми пробными пластинками или компенсаторами, в которых заранее известно расположение осей Ng и Np. Эти пластинки вставляются в прорезь, расположенную в нижней части тубуса микроскопа непосредственно перед объективом, под углом 45°к направлениям колебаний в николях. Исследуемый кристалл поворотом столика микроскопа на 45° от положения погасания приводится в положение, при котором направления колебаний в нем параллельны направлениям колебаний в пробной пластинке. По изменению интерференционной окраске можно судить о том, какая (прямая или обратная) параллельност ь существует в данном случае. Поскольку известно расположение Ng и Np в пробной пластинке, то можно выяснить расположение Ng’ и Np’ в кристалле.

В зависимости от интерференционной окраски исследуемого кристалла применяются различные пробные пластинки: кварцевая, гипсовая или кварцевый клин. Кварцевая имеет длину волны 550 м, а гипсовая 1/4

+ Оптическая индикатриса кристаллов низших сингоний (ромбической, моноклинной и триклинной) имеет форму трехосного эллипсоида с тремя неравными взаимно перпендикулярными осями Ng,Nm,Np.

Геометрия трехосного эллипсоида определяется осями: Ng, Nm, Np; взаимно-перпендикулярными тремя главными сечениями NgNp, NgNm, NmNp и двумя круговыми сечениями NmNm, перпендикуляры к которым являются оптическими осями, лежащими в плоскости NgNp. Плоскость NgNp называется плоскостью оптических осей.

Ориентировка индикатрисы в кристаллах низших сингоний

Ромбическая сингония - главные оси индикатрисы совпадают с единичными направлениями кристалла, которыми в ромбической сингонии являются три оси симметрии второго порядка, или ось симметрии и нормали к двум плоскостям симметрии.

Моноклинная сингония - одна из осей индикатрисы совпадает с нормалью к плоскости единичных направлений.

Триклинная сингония - Поскольку все направления в триклинном кристалле единичны, положение индикатрисы не ограниченно никакими заранее определенными условиями. Оси Ng, Nm, Np расположены косо относительно ребер кристалла. (a≠b≠c≠ 90º)

При изучении оптических свойств кристаллов пользуются особой вспомогательной поверхностью, которая называется оптической индикатрисой.

Эта поверхность имеет форму эллипсоида. Каждый радиус- вектор индикатрисы своей величиной выражает показатель преломления кристалла для тех волн, колебания которых совершаются в направлении этого вектора.

Индикатриса любого кристалла представляет собой некоторый эллипсоид. Это будет эллипсоид с тремя неравными друг другу главными осями, либо эллипсоид вращения, либо, наконец, шар, в зависимости от сингонии минералов.

Кубическая сингония - нет единичных направлений. Следовательно, и индикатриса не может иметь единичных направлений, т.е. должна иметь форму шара.

В кристаллах средних сингоний - одно единичное направление. Следовательно, индикатриса не может иметь больше одного единичного направления, т.е. должна иметь форму эллипсоида вращения. Единичное направление индикатрисы - оптическая ось - должно совпадать с единичным направлением кристалла - главной осью кристалла.

В кристаллах средних сингоний оптическая индикатриса ориентирована таким образом, что оптическая ось (ось вращения эллипсоида) совпадает с кристаллографическими осями высших порядков L₃ - для тригональной сингонии, L₄ - для тетрагональной, L₆ - для гексагональной.