1 модуль. Кристаллоптика 2 дәріс Жарықтыњ минералдарда қоссынуы және оптикалық индикатриса

Жарықтың минералдарда қоссынуы Жарықтыњ қоссынуы анизотропты заттарға тән қасиет. Қоссыну - анизотроп заттардыњ, яѓни орта мен тµмен сингония минералдарыныњ жарықты ‰йектеп, оны жылдамдығы әр түрлі екі сәулеге бµлу қасиеті.

Орта сингония тригондық, тетрагондық, гексагондық минералдарда сәуле қоссынбай µтетін бір ѓана баѓыт бар, оны оптикалық өс дейді. Сондықтан осы сингония минералдарын оптикалық бір өс минералдар атайды. Оптикалық өс минералдардыњ жоѓары ретті симметрия өсімен дәл (L3, L4, L6) келеді.

Төмен сингония ромбылық, моноклиндік , триклиндік минералдарда сәуле қоссынбайтын екі баѓыт бар, яѓни екі оптикалық өс бар. Сондықтан оларды оптикалы екі өс минералдар дейді. Оптикалық өстер кристаллографиялық баѓыттармен сәйкес келмейді. Ал басқа баѓыттарда табиѓи жарық екі сәулеге бµлінеді. Олардыњ жылдамдықтары баѓытына қарай µзгеріп отырады, демек олардыњ екеуі де µзгеше сәуле болады. Егер ng- nm > nm-np, онда минерал оптикалы оњ (+) саналады, егер ng-nm< nm-nр, онда минерал оптикалы теріс (-) деп саналады.

Оптикалық индикатриса Оптикалық индикатриса - кристалдардан µтетін жарық толқындарыныњ тербеліс баѓыттары мен сыну кµрсеткіштерін сипаттайтын векторлар бойынша жасаѓан бейне. Минерал арқылы µтетін жарық толқындарыныњ тербелісі тек қана оптикалық индикатрисаныњ эллипс қимасыныњ өстері бойымен ѓана болады.

Куб сингониялық минералдардыњ қасиеттері барлық баѓытта да бірдей және жарықтыњ µту жылдамдыѓы да бәр баѓытта тењ. Барлық баѓытта сыну кµрсеткіштері бірдей. Кубтық кристалл арқылы µтетін жарық толқындары әр баѓытта тербеледі дейік. Егер осы баѓыттарда олардыњ сыну кµрсеткіштерін салсақ, онда сәуленіњ таралу баѓытына перпендикуляр жазықтықта шењбер пайда болады. Енді осы шењберлерді қоссақ, онда шар шыѓады. Демек, кубтық және аморфты минералдардыњ оптикалық индикатрисасы шар пішінді болады.

Куб сингониялық

Орта сингония ах=bу ≠ сz , олардыњ екі баѓыттаѓы сыну кµрсеткіштері тењ, ал ‰шінші баѓытта тењ емес. әр т‰рлі баѓытта µтетін сәулелердіњ сыну кµрсеткіштерініњ векторларын біріктірсек, онда екі осьті эллипсоид шыѓады. орта сингония минералдарыныњ оптикалық индикатрисасыныњ пішіні екі осьті, яѓни айналмалы эллипсоид болады. Егер оптикалық осі ng-імен сәйкес келсе, минерал оњ, nр-імен сәйкес келсе, теріс деп саналады

Орта сингония

Төмен сингония ax ≠ by ≠ cz, оларда сыну кµрсеткіштері ‰ш баѓытта да тењ емес. әр баѓыттаѓы сәулелердіњ сыну кµрсеткіштерініњ векторларын біріктірсек, онда ‰ш өсті эллипсоид шыѓады. тµмен сингония минералдарыныњ оптикалық индикатрисасыныњ пішіні ‰ш өсті эллипсоид болады. Егер оптикалық өстердіњ с‰йір б±рышыныњ (2V) биссектрисасы ng болса, онда минерал оњ, nр болса, теріс деп саналады

Төмен сингония

Индикатриса ережесі «Минералдыњ қарап отырѓан қимадаѓы оптикалық қасиеті индикатрисаныњ сәуле баѓытына перпендикуляр болатын орталық қимасымен сипатталады, себебі кристалдардыњ параллель қималарында қасиеттері бірдей».

Индикатриса ережесі

Оптикалық индикатрисаныњ баѓдары Оптикалық индикатриса µстері мен кристаллографиялық µстердіњ µзара орналасуын оптикалық индикатрисаныњ баѓдары дейді. Кубтық сингония минералдарыныњ дербес баѓыты болмаѓандықтан және индикатрисасыныњ пішіні шар болѓандықган, оларда индикатрисаны баѓдарлауѓа келмейді. Орта сингонияда минералдарыныњ индикатриса баѓдары біркелкі. Индикатрисаныњ айналу өсі, яғни оптикалық өсі, кристалдыњ дербес өсімен (L3, L4, L6), яѓни ‰шінші кристаллографиялық өспен сай келеді.

Орта сингония минералдары оптикалық индикатрисаныњ баѓдары Төмен сингония 1) Ромбылық

Төмен сингония Тµмен сингония минералдарыныњ индикатрисасыныњ баѓдары олардыњ симметриясына байланысты. Ромбылық минералдарда кристаллографиялық өстер µзара перпендикуляр ( α= β= γ=90°), сондықтан индикатриса өстері оларѓа сай келеді. Моноклиндік минералдарда кристаллографиялық өстердіњ ара б±рыштары мынадай α= γ = 90 ≠ β, сондықтан индикатрисаныњ бірақ осі кристаллографиялық оөспен сай келеді; қалѓан екеуі б±рыш қ±райды . Триклиндік минералдарда кристаллографиялық өстердіњ ара б±рышы тењ емес ( α ≠ β ≠ γ ≠ 90° ). Сондықтан индикатрисаныњ бір де бір өсі кристаллографиялық өспенен сай келмейді .

Төмен сингония минералдары оптикалық индикатрисаныњ баѓдары 2) моноклиндік 3)триклиндік

Сөну бұрышы Сөну бұрышы - оптикалық индикатрисаныњ өстері мен кристаллографиялық өстердіњ арасындаѓы б±рыштар Кубтық және аморфты минералдарда сµну б±рышы болмайды. Тригондық, тетрагондық, гексагондық, ромбылық минералдарда сµну б±рышы 0° . М±ндайды тура сµну дейді. Моноклиндік, триклиндік минералдарда оптикалық индикатрисаныњ өстері кристаллографиялық өстермен дәл келмейді, сондықтан олардыњ арасында біршама б±рыш болады. М±ндай сµнуді қиѓаш сµну дейді. Егер сµну б±рышы 45° болса, онда оны симметриялы сµну дейді .

Жарық сәулесінің үйектегіш-минерал-талдаѓыш жүйесіндегі жүрісі Айқас николь. Никольдер айқасқанда тастілімсіз кµру аясы қарањѓы болады, себебі микроскопты тексергенде никольдер сәулені бір-біріне перпендикуляр жазықтықта ѓана µткізеді. Сондықтан ‰йектелген жарық талдағыштан µте алмайды . Тастілімде аморфты жән кубтық минералдар. Б±л минералдар оптикалы изотропты олардыњ индикатрисасы шар. ‡йектелген жарық тастілімде олардыњ қандай кесіндісінде, яѓни т‰йірінде болмасын, индикатрисаныњ дµњгелек қимасын кездестіріп, µзініњ тербеліс баѓытын µзгертпейді. Сондықтан ол сәуле талдағыштан µте алмайды. Сµйтіп кубтық және аморфты минералдар айқас никольде кез-келген т‰йірінде және микроскоп ‰стелшесін айналдырѓан кезде де қарањѓы қалпында қалады.

Жарық жүрісі

Тастілімде орта және төмен сингония минералдары Тастілімде орта және төмен сингония минералдары Олар оптикалы анизотроптыларѓа жатады. А) Тастілім бетімен анизотроп минералдардыњ индикатрисасыныњ дµњгелек қималары сәйкес келгенде, ‰йектелген жарық қоссынбайды және тербеліс баѓытын µзгертпейді. Сондықтан ‰йектелген жарық талдағыштан µте алмайды. Айқас никольде анизотроп минералдыњ дµњгелек (изотроп) қималары тастілім бетімен сәйкес келгенде, микроскоп ‰стелшесін айналдырѓанда қарањѓы болып қала береді . Б) Тастілім бетінде минерал индикатрисасыныњ эллипс қимасы болып, оныњ бір өсімен ‰йектелген жарықтыњ тербеліс баѓыты сәйкес келсе, онда ол сәуле минерал арқылы тербеліс баѓытын µзгертпей µтеді. Сондықтан б±л жаѓдайда минерал т‰йірі қарањѓы к‰йде қалады. Егер ‰стелшені 360°-қа айналдырсақ индикатриса өстері никольдермен 4 рет сәйкес келеді; яѓни тµрт рет қарањѓы к‰йде болады. Б±л сәтті минералдыњ сµнуі дейді. Ол минерал индикатрисасыныњ өстерініњ никольдермен, яѓни окуляр жіптерімен сай келгенін кµрсетеді. Себебі микроскопты тексеру шарты бойынша окуляр жіптері талдағыш мен үйектегіш µткізетін тербеліс бойымен баѓдарланѓан .

Тастілімде орта және төмен сингония минералдары Тастілімде орта және төмен сингония минералдары В) Анизотроп минералдыњ индикатрисасыныњ эллипс қимасы өстері никольдермен сай келмесе, онда ‰йектелген жарық қоссынып екі сәуле (К1 және К2) пайда болады. Олардыњ жылдамдықтары әр т‰рлі. Сондықтан жылдамырақ сәуле (К2) баяуын (К1) бір шама жерге басып озады. Осы қашықтықты ж‰ріс айырмасы (Δ ) дейді Δ= (ng - nр)d; d - тілімніњ қалыњдыѓы. К1 мен К2 сәулелері талдағыш келгенде таѓы қоссынады. Олардыњ екеуі онда шаѓылып сµнеді, ал қалѓан екеуі бір-бірімен әрекет жасап, интерференциялық т‰с береді . Ол т‰стіњ т‰рі ж‰ріс айырмасыныњ шамасына байланысты. Сондықтан минералдыњ интерференциялық т‰сі бойынша ж‰ріс айырмасын, ал ж‰ріс айырмасы бойынша оныњ қоссыну шамасын анықтайды. Есептеуді жењілдету ‰шін Мишель-Леви номограммасын пайдаланады.

Жүріс айырмасын анықтау Компенсатор дегеніміз интерференцияланатын толқындардыњ ж‰ріс айырмасын өсіретін не азайтатын индикатриса өстері белгілі қ±рал. Оныњ екі т‰рі бар, біреуініњ ж‰ріс айырмасы т±рақты - оны кварц пластинка, екіншісінікі - µзгермелі, оны кварц сына дейді. Компенсаторды пайдаланып, ж‰ріс айырмасын анықтау мына ережеге негізделген: минерал мен компенсатордыњ индикатриса оөстері сәйкес жатса, онда қорытынды ж‰ріс айырмасы (Δ к) олардыњ ж‰ріс айырмаларыныњ қосындысына тењ: Δ қ= Δм + Δк, яѓни интерференциялық т‰с жоѓарылайды; минерал мен компенсатордыњ индикатриса өстері теріс жатса, онда Δқ= Δм - Δк, яѓни интерференциялық т‰с тµмендейді; минерал мен компенсатордыњ ж‰ріс айырмалары тењ болып, индикатриса өстері теріс жатса, онда Δк= 0, яѓни компенсация болып, минерал қарањѓы болады.

Ауытқы интерференциялық түстер ng-np(K) ng-np(Қ)