- Stahuj zápisky z přednášek a ostatní studijní materiály
- Zapisuj si jen kvalitní vyučující (obsáhlá databáze referencí)
- Nastav si své předměty a buď stále v obraze
- Zapoj se svojí aktivitou do soutěže o ceny
- Založ si svůj profil, aby tě tví spolužáci mohli najít
- Najdi své přátele podle místa kde bydlíš nebo školy kterou studuješ
- Diskutuj ve skupinách o tématech, které tě zajímají
Studijní materiály
Hromadně přidat materiály
optika
G1061 - Mineralogie I
Hodnocení materiálu:
Vyučující: doc. RNDr. Zdeněk Losos CSc.
Zjednodušená ukázka:
Stáhnout celý tento materiálsvazek je rozštěpen na dvě kolmo polarizované vlny, které mají různý index lomu a tedy i různou rychlost. Tento jev se označuje jako dvojlom a maximální rozdíl mezi indexy lomu obou paprsků se označuje jako maximální dvojlom (u jednoosých látek je to řez kolmý na optickou osu a u dvojosých je to řez v rovině optických os).
Elektromagnetické vlny (tedy i světelné) se stejným směrem a rychlostí se mohou navzájem skládat nebo odečítat – tyto interakce se označují jako interference. Pokud jsou interferující vlny ve fázi (jsou navzájem posunuty o celočíselný násobek vlnové délky), dochází při jejich skládání k zesílení amplitudy. Při fázovém posunu dvou vln o libovolný násobek poloviny vlnové délky, dojde při interferenci k vzájemnému vyrušení. Při zcela obecném fázovém posunu interferujících vln je amplituda výsledné vlny dána součtem amplitud skládajících se vln v daném bodě.
Polarizované světlo vycházející z polarizátoru mikroskopu je při průchodu anizotropním preparátem rozloženo na dvě kolmo orientované složky s různými rychlostmi (indexy lomu). Navzájem zpožděné paprsky dopadají na analyzátor, ale jelikož jejich roviny kmitu nesouhlasí s rovinou kmitu analyzátoru, nemohou projít nerušeně – rozkládají se opět na dvě složky z nichž jedna je k rovině kmitu analyzátoru kolmá a druhá je s ní rovnoběžná. Kolmo kmitající paprsky se zruší, rovnoběžné projdou a konečná interferenční barva je pak výsledkem interference různě zpožděných svazků.
Interferenční barvy se rozdělují podle Newtonovy barevné škály do řádů:
nízké interferenční barvy jsou barvyI. řádu [podle stoupajícího zpoždění černá (0 nm), šedomodrá (158 nm), bílá (259 nm), žlutá (332 nm), červená (536 nm)]
jako střední se označují barvy II. a III. řádu
vysoké interferenční barvy jsou IV. a vyššího řádu
od II. řádu se barvy pravidelně opakují - podle stoupajícího zpoždění fialová (citlivá fialová I), modrá, zelená, žlutá a červená
výška interferenční barvy závisí i na tloušťce preparátu (čím silnější preparát, tím větší vzájemné zpoždění paprsků) a souvisí s tím i výška dvojlomu (( - ()
Existence anomálních interferenčních barev některých látek je způsobena disperzí světla, což je vlastně změna dvojlomu v závislosti na vlnové délce záření. Celkem mohou nastat tři případy:
interferenční barvy jsou vyšší než odpovídá dané vlnové délce – příkladem může být epidot
interferenční barvy jsou nižší než odpovídá dané vlnové délce – příkladem mohou být některé chlority
interferenční barvy se zcela vymykají běžné barevné škále – příkladem jsou některé chlority
Výše interferenčních barev se stanovuje pomocí tzv. kompenzátorů.
XPL – kompenzátory
Pro objasnění dalších jevů, které lze pozorovat ve zkřížených nikolech, je potřeba se zmínit o principu tzv. kompenzačních destiček. Nejvíce používaná je sádrovcová destička, která má zpoždění 560 nm, což odpovídá červeně fialové barvě v druhém řádu Newtonovy škály, slídová destička („čtvrtundulační“) má zpoždění 150 nm (šedá barvy) tj. jedna čtvrtina vlnové délky natriového světla, křemenný klín je destička zhotovená z křemene a její síla v jednom směru vzrůstá.
Optická orientace všech destiček je shodná, po délce mají menší index lomu, napříč mají větší index lomu.
XPL – charakter zóny
Tato důležitá identifikační vlastnost může být sledována pouze u minerálů protažených podle některé krystalové osy kdy určujeme, zda je podél protažení orientován menší nebo větší index lomu.
Má-li průřez zrnem po své délce větší index lomu, je jeho charakter zóny (ráz délky) pozitivní (Chz+), je-li po délce menší index lomu, je charakter zóny negativní (Chz-).
XPL – stanovení rázu délky
Nejlépe použitelná je sádrovcová destička, která má ve směru kratší strany větší index lomu. Sloupcovitý minerál natočíme protažením ve směru SZ – JV (směr zasouvání kompenzátoru) a zasuneme sádrovcovou destičku. Pokud je orientace indexů lomu kompenzační destičky a látky shodná (tj. u destičky i látky jde vyšší, resp. nižší index lomu stejným směrem) interferenční barvy se skládají směrem k vyšším řádům (často modré nebo zelenožluté barvy). Je-li orientace vyšších, resp. nižších indexů lomu látky a kompenzační destičky navzájem opačná, interferenční barvy klesnou k nižšímu řádu (často šedá nebo žlutá barva).
XPL – optický charakter
Optický charakter látky je velmi důležitá charakteristika, která může velkou měrou přispět při určení minerálu. V tabulkách se označuje symbolem Chm+ nebo Chm-. Optický charakter minerálu určujeme pomocí tzv. konoskopického obrázku. Postup při přípravě mikroskopu pro toto pozorování je následující:
nejprve najdeme vhodný řez zrnem studované látky
použijeme silnější objektiv (nejčastější 50x zvětšující) a dobře zaostříme
přesvědčíme se, že objektiv je dobře zcentrovaný a kondenzor pod stolkem v poloze zcela nahoře
pro pozorování konoskopického obrázku zkřížíme nikoly a zasuneme Bertrandovu čočku, popř. u mikroskopů kde není, můžeme pozorovat konoskopický obrázek po vyjmutí okuláru (obraz je menší ale ostřejší)
Konoskopický obrázek je různý pro jednoosé a dvojosé látky a postup při stanovení charakteru minerálu se také liší.
Optický charakter – látky jednoosé I
Pro přípravu konoskopického obrázku jednoosých látek jsou nejvhodnější řezy kolmé na optickou osu (odpovídá krystalografické ose c). Tyto řezy se snadno poznají při zkřížených nikolech, protože zůstávají při otáčení stolkem stále tmavé.
Světelné paprsky procházející zrnem pod různými úhly. Uprostřed zorného pole jdou paprsky ve směru optické osy a jsou na preparát téměř kolmé. Čím dále od středu tím více šikmo paprsky dopadají a tím větší mají hodnotu dvojlomu. Interferenční barvy jsou pak uspořádány soustředně a směrem od středu stoupají. Soustředné kružnice s konstantním dvojlomem se označují jako izochromáty.
Vzdálenost mezi izochromátami je dána výškou dvojlomu resp. tloušťkou řezu – čím větší dvojlom nebo silnější preparát, tím hustší je uspořádání izochromát. Kromě soustředných izochromát se v konoskopickém obrázku jednoosých látek objevuje černý kříž, jehož směry ramen souhlasí s rovinami kmitu nikolů. Ramena kříže se směrem od středu rozšiřují. Na rozdíl od dvojosých látek se tento kříž při otáčení stolkem nemění. Není-li řez kolmý k optické ose, je kříž konoskopického obrázku vychýlen ze středu, případně jsou vidět jen jeho ramena.
Pro určení optického charakteru látky používáme kompenzačních destiček. Použijeme-li sádrovcovou destičku, objeví se po jejím zasunutí do výřezu v tubu v zorném poli modré a žluté skvrny. Ramena černého kříže nám rozdělují zorné pole na kvadranty a podle umístění jednotlivých barevných skvrn v kvadrantech provedeme stanovení optického charakteru minerálu.
Jsou–li modré skvrny v I. a III. kvadrantu (žluté jsou ve II. a IV. kvadrantu) je optický charakter látky pozitivní (+). Při opačném uspořádání barevných skvrn (modré skvrny ve II. a IV. kvadrantu) je optický charakter látky negativní (-). V tomto případě se často uvádí zjednodušené pravidlo: Spojnice modrých skvrn dává se směrem zasouvání sádrovcové destičky znaménko pro charakter minerálu (pro pozitivní minerál se tyto linie kříží).
Vznik modrých a žlutých skvrn je spojen s dvojlomem šikmo dopadajících paprsků v jednotlivých kvadrantech. Tyto paprsky se rozkládají na dva, kdy u opticky pozitivních minerálů kmitá svazek s indexem lomu (´ ve směru poloměru kruhového zorného pole a svazek ( ve směru tečném. V tomto případě souhlasí optické směry s optickými směry na sádrovcové destičce v I. a III. kvadrantu a zde barvy stoupnou (výsledné modré skvrny). Naopak v II. a IV. kvadrantu optické směry procházejících svazků a sádrovcové destičky nesouhlasí a barvy klesají (výsledné žluté skvrny).
U minerálů s vysokými interferenčními barvami je lépe použít ke stanovení optického charakteru látky křemenného klínu. Při zasouvání křemenného klínu se uplatňuje stále jeho silnější část a v zorném poli se v protilehlých kvadrantech čtvrtkroužky sbíhají směrem ke středu nebo naopak. Zde platí pravidlo, že směr sbíhaní udává se směrem zasouvání kompenzátoru znaménko pro charakter minerálu. Řečeno jinak, sbíhají-li se čtvrtkroužky v I. a III. kvadrantu je optický charakter minerálu pozitivní. Toto stanovení ale vyžaduje řezy co možná nejvíce kolmé k optické ose.
Poslední možností je použití slídové destičky. Po jejím zasunutí s objeví ve dvou protilehlých kvadrantech černé skvrny, které vlastně odpovídají žlutým skvrnám u destičky sádrovcové. Jsou-li tyto skvrny v II. a IV. kvadrantu, má látka pozitivní optický charakter.
Optický charakter – látky dvojosé I
Vyhledání řezu vhodného pro konoskopický obrázek je u dvojosých látek mnohem obtížnější. Ideální řez je kolmý k ostré středné a ten se od ostatních řezů liší dvojlomem, který je relativně nízký (uplatňují se v něm optické směry (, ( nebo (, ().
Samotný konoskopický obrázek vypadá tak, že souhlasí-li optické směry s orientací nikolů, objeví se černý kříž, jehož ramena jsou v jednom směru (podle optické normály) široká a kolmo úzká. Na úzkém rameni jsou výchozy optických os. Pootočíme-li výbrusem o 45°, kříž se rozestoupí na dvě ramena hyperboly.
Na vrcholech obou křivek jsou výchozy optických os - čím jsou obě křivky od sebe vzdálenější, tím je větší úhel optických os, v některých případech (2V > 90°) obě hyperboly zmizí ze zorného pole (v rovině řezu vychází tupá středná). Ramena hyperbol se směrem od výchozů optických os rozšiřují. Izochromáty zde nejsou kruhové, ale tvoří jakési „vrstevnice” kolem dvou středů (výchozů optických os). Interferenční barvy se zvyšují směrem od optických os. Hustota izochromát závisí na dvojlomu a tloušťce preparátu.
Pro určení optického charakteru stočíme výbrus tak, aby spojnice výchozů optických os souhlasila se směrem zasouvání kompenzační destičky. Zasuneme-li sádrovcovou destičku, objeví se opět modré a žluté skvrny, podobně jako u jednoosých minerálů. Zde platí pravidlo: jsou-li modré skvrny na vnější (vypuklé) straně ramen hyperbol, je minerál opticky pozitivní. Jsou-li modré skvrny na vnitřní straně ramen hyperbol, je minerál opticky negativní. Toto barevné rozložení je dáno různou optickou orientací na obou stranách hyperbol. Zatímco na jedné straně interferenční barva stoupá, na druhé naopak klesá.
Při použití křemenného klínu je pravidlo podobné jako u jednoosých látek: směr sbíhání interferenčních „kroužků” dává se směrem zasouvání kompenzátoru znaménko charakteru minerálu.Jinými slovy, sbíhají-li se interferenční „kroužky” v I. a III. kvadrantu je optický charakter látky pozitivní.
Také u slídové destičky je princip shodný s jednoosými minerály tj. černé skvrny odpovídají žluté barvě při použití destičky sádrovcové tzn., že jsou-li černé skvrny na vnitřní straně hyperbol je optický charakter látky pozitivní. Pokud je spojnice výchozů optických os kolmá ke směru zasouvání kompenzačních destiček, je opačné poloha barevných skvrn vůči předcházející variantě, tj. u sádrovcové destičky jsou pro opticky pozitivní látku modré skvrny na vnitřní straně hyperboly. U látek s malým úhlem optických os můžeme určovat optický charakter z polohy, kdy je zobrazen kříž a to stejným postupem jako u jednoosých minerálů.
Vloženo: 29.07.2009
Velikost: 118,50 kB
Komentáře
Tento materiál neobsahuje žádné komentáře.
Copyright 2024 unium.cz