Ásványok keresztezett nikolnál Miért használjuk? Ásványmeghatározás (nem találgatás) Kızettípus meghatározása Kristályosodási sorrend meghatározása Deformációtörténet Kızetelváltozások jellemzése Élvezetes, hatékony és olcsó! 1
A fény útja a mikroszkópon keresztül szem amplitúdó, A hullámhossz, λ A fény hullámként terjed fénysugár fényforrás A mikroszkóp lámpája fehér fényt ad, kompozit fény, ami több hullámhosszú fénysugárból áll; A különbözı hullámhosszúságú fényhullámok eltérı (monokróm) színnel rendelkeznek A prizma felbontja a fényt önálló, eltérı színő, monokróm fényhullámokra 2
Terjedési irány Rezgési sík Rezgési irány Az egyes fényhullámok eltérı síkban rezegnek, de terjedési irányuk megegyezı 1) A fény áthalad az alsó nikolon (polarizátoron) Nyugat (bal) Nem polarizált fény Síkban polarizált fény kelet (jobb) PPL=plane polarized light Csak a polárszőrı polarizációs síkjával párhuzamos komponensek jutnak át:: a fényerı csökken 3
2) Toljuk be a felsı nikolt (analizátort) nyugat (bal) észak (hátul) kelet (jobb) dél (elıl) Sötét!! Mi haszna van egy olyan mikroszkópnak, ami sötétet csinál??? XN =keresztezett nikol állás Polarizátorok Visszaverıdéssel Nicol-prizma Polárszőrı 57 57 57 n=1,539 4
3) Tegyünk be egy csiszolatot a két polárszőrı közé nyugat (bal) Nem polarizált fény kelet (jobb) Síkban polarizált fény Több síkban, többféle hullámhosszal rezgı fénysugarak Mi történik itt?? Színes, forgatásra változó szín és fényerı! 5
Minden anizotróp metszet a beérkezı fényt két, egymásra merıleges síkban rezgı fényhullámra bontja. Ezek eltérı sebességgel haladnak, így törésmutatójuk eltérı. Ez a kettıstörés jelensége Gyorsabb (közönséges, ordináriusz) hullám Lassabb (extraordináriusz) hullám Ásványmetszet Síkban polarizált fény W E polarizátor 6
Mitıl függ a kettıstörés mértéke? Vagyis az útkülönbség függ A metszet vastagságától (0,03 mm, de nem egyenletesen) A két fényhullám törésmutatójának különbségétıl, ami függ az ásvány szerkezetétıl (erre vagyunk kíváncsiak) az ásványmetszet optikai orientációjától (sajnos) 7
Az interferenciaszín képzıdése Egymással fázisban lévı két hullám: =n*λ a két hullám kioltja egymást a metszet sötét Itt λ hullámhosszú monokróm fényrıl van szó!! 8
Ha az útkülönbség =(n+1/2)*λ a két hullám erısíti egymást az ásvány világos lesz Változatlanul monokróm fényrıl van szó! Az áthaladó fény hullámhosszának függvényében erısítés és kioltás követi egymást (még mindig monokróm fény!!) 9
Ha kompozit fehér fénnyel világítunk (mikroszkóp lámpája) Adott útkülönbség esetén a hullámhossztól függıen az egyik fényhullám kiolt, a másik éppen erısít elıáll egy eredı szín, az adott útkülönbséghez tartozó interferenciaszín Ha ismert a metszet vastagsága, az útkülönbség értéke az interferenciaszín alapján a Michel Levy skála segítségével meghatározható Ha tudjuk, hogy milyen metszetet vizsgálunk, az interferenciaszín jellemzı lehet az ásványra. 10
11
4) Forgassuk meg a tárgyasztalt! Az ásványszemcsék többsége változtatja a színét a forgatással, 90 -ként elsötétülnek Ezek optikailag anizotróp ásványok Az ásványok egy része és a kanadabalzsam a forgatás alatt végig sötét marad Ezek optikailag izotróp ásványok Optikai jelleg Az optikailag izotróp ásványok keresztezett nikoloknál mindig sötétek maradnak. Ezek vagy szabályos rendszerben kristályosodó ásványok, vagy amorf anyagok (pl. üveg, kanadabalzsam) Minden más ásvány optikailag anizotróp valamilyen színt mutatnak, ami 90 -ként elsötétül. A XN-nál jelentkezı színt interferenciaszínnek hívják. Viszont minden anizotróp ásványnak is van egy, vagy két olyan metszete, ami izotróp jellegő. Egy ilyen metszető ásványok: optikailag egytengelyőek Két metszettel: optikailag kéttengelyő ásványok 12
Izotróp ásványok: a fény minden irányban azonos sebességgel terjed, azonos a törésmutató Anizotróp ásványok: Egytengelyő - Egy irányt kivéve a fény két, síkban polarizált komponensre bomlik, melyek egymásra merılegesen rezegnek és eltérı sebességőek. Kéttengelyő - Két irányt kivéve a fény két, síkban polarizált komponensre bomlik, melyek egymásra merılegesen rezegnek és eltérı sebességőek. E különleges irányokban ( optikai tengelyek iránya ), az ásvány izotrópként viselkedik. Az egy- és kéttengelyő ásványok tovább oszthatók optikailag pozitív és negatív ásványokra. Összefüggés a kristályszerkezettel (amiért kell nekünk az Ásványtan vizsga!) Izoztóp Egytengelyő Kéttengelyő Szabályos rendszerben kristályosodó ásványok: a 1 = a 2 = a 3 Hexagonális, trigonális, tetragonális a 1 = a 2 (= a 3 ) c Rombos, monoklin, triklin a b c 13
A fény terjedése az ásványban különbözı irányokban az optikai indikatrixok Optikailag izotróp ásvány: egyféle törésmutató indikatrixa gömb Egytengelyő indikatrix 14
Egytengelyő ásvány véletlen metszete Tanulság Optikailag egytengelyő ásványban az optikai tengelyre (kristálytani c-tengelyre) merıleges metszet optikailag izotróp, nincs kettıstörés az optikai tengellyel (c-tengellyel) párhuzamos metszeten jelentkezik a maximális kettıstörés minden más metszeten a kettıstörés értéke 0 és a maximum között van ásvány meghatározásra csak az optikai tengellyel párhuzamos metszet használható, a többi nem ad az ásványra jellemzı kettıstörést 15
Kéttengelyő indikatrix Általános ellipszoid (X nα; Y nβ; Z nγ) az XZ síkra merılegesen van két körmetszete (izotróp metszet) 16
Tanulság Az XZ síkra merılegesen van két körmetszet, ezek normálisai a két optikai tengely, melyek benne vannak az XZ síkban A legnagyobb kettıstörés az XZ síkkal (legnagyobb és legkisebb törésmutatók) párhuzamos metszetet jellemzi Ásványmeghatározáshoz csak ez a metszet használható Az optikai tengelyek szöge (2V) is jellemzı az ásványra 17
A módszer buktatói Tudjuk-e, hogy milyen vastag a csiszolat? (többnyire 30 µm, de nem biztos!) Egy metszeten melyik szín a fontos? (csak a maximális!) Tudjuk-e, hogy milyen orientációjú metszetet nézünk? (általában nem!!) 18
19
20
21
22
23