Камни под микроскопом
Aug. 14th, 2009 02:49 pm![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
misha_kamushkinГеологи, минералоги и петрологи/петрографы (специалисты, занимающиеся горными породами), разглядывают камни не только невооруженным глазом или под лупой, но и с помощью микроскопа... Микроскоп в данном случае не простой, а "хитрый" - поляризационный. Да и камни изучаются с его помощью не в том виде, как они были найдены в природе, а в виде специально приготовленных препаратов - шлифов - наклеенных на стеклянную пластинку и сошлифованных до толщины три сотых миллиметра (!!!) пластинок горных пород и минералов. В таком тонком состоянии они практически все (за исключением рудных минералов) становятся прозрачными и почти бесцветными... Поэтому их можно изучать на просвет - в проходящем свете. Непрозрачные же рудные минералы изучают не на просвет, а на отражение... Но это отдельная тема и мы ее здесь пока касаться не будем...
Но как же отличить отдельные минералы и их же в породе, если они все в таком виде теряют привычный нам облик и цвет и становятся прозрачными и бесцветными? Для этого и нужен поляризационный микроскоп. Суть метода основана на том, что практически все изучаемые нами минералы за редким исключением являются кристаллическими веществами. Подавляющее большинство минералов, за исключением тех из них, которые относятся к высшей кристаллографической категории симметрии, - обладают анизотропией свойств, в том числе оптических, то есть эти свойства у них по разным направлениям неодинаковы... Одним из отражений этого является двойное лучепреломление... В недавнем постике в теме "Мои камни" я показывал фотографию прозрачного кальцита - исландского шпата...
Здесь ясно видно, что изображение, разглядываемое через него - раздваивается, то есть проходя через этот камень луч света делится на два - "обыкновенный" и "необыкновенный"... Вот теперь, если мы такой камушек сошлифуем до тонкого состояния и положим под поляризационный микроскоп, то что же мы увидим? А увидим мы вот что... Эта каменная пластиночка окажется в нем между двумя специальными пластинами - поляризатором и анализатором, которые пропускают только плоскополяризованный свет... Если мы развернем эти пластины так, что плоскости поляризации пропускаемого через них света совпадут по направлению, то ничего как бы видимо не произойдет - мы увидим тонкий срез горной породы или минерала, как бы мы увидели их под большим увеличением в обычном микроскопе... Это неинтересно... Но вот если мы развернем поляризатор с анализатором так, что плоскости поляризации света будут взаимоперпендикулярны, то теоретически мы не должны увидеть ничего... Если поставить под такой микроскоп в данном случае просто стеклянную пластинку, без камня, то будет сплошная чернота. Правильно - ведь луч свет как бы "гасится" поляризатором и анализатором... Но если, на этой пластинке будет кристаллическое вещество оптически анизотропное, то мы увидим... Правильно - "необыкновенный" луч... Для разных минералов эта картина будет разной, да и еще зависящей от ориентации их среза относительно оптической оси микроскопа. Много еще других особенностей минералов можно в таком случае увидеть и распознать - относительный показатель коэффициента преломления, например, или дисперсию... Но всё это очень сложно и объяснить мне это вам "на пальцах" - непросто... Может быть потом и попробую... А это просто небольшой экскурс в тему, чтобы вы понимали, что видите...
Естественно, в таком случае, та картина, которую мы наблюдаем через окуляр, очень отличается от привычной нам... И еще она очень красива... Привычные нам , симпатичные и "цветастые" минералы могут выглядеть здесь серыми и невзрачными, а то и совсем непрозрачными, как например, флюориты или гранаты, обладающие оптической изотропностью, а другие, "гадкие лебеди" минерального царства, заиграют здесь всеми цветами радуги...
Ну, довольно болтать. Лучше показывать...
И показать вам в первую очередь я хочу иллюстрацию к сказанному двумя строчками выше... Как выглядят "принцы" и "нищие" под микроскопом...
Вот, например, известный всем нам чароит.
А вот оказывается, что под поляризационным микроскопом со "скрещеными николями" поляризатором и анализатором он сам, да и попавшиеся здесь в образец вкрапления полевого шпата- цельзиана - блёклые и невзрачные...
А если мы возьмем другой образец этого поделочного камня, где помимо чароита есть и другие сопутствующие минералы - медово-желтый тинаксит, черные эгирин и арфведсонит...
То под микроскопом увидим, что вот они-то, внешне невзрачные, заиграли всеми цветами радуги...
Интересно???
Если да, то продолжение тут: http://basik.ru/forum/index.php?s=&showtopic=359&view=findpost&p=4199
Источник фотографий: компьютерная база данных "Справочное пособие по кристаллическим породам России", редактор-составитель В.В.Жданов, Всероссийский геологический институт (ВСЕГЕИ), СПб, 2004.
Но как же отличить отдельные минералы и их же в породе, если они все в таком виде теряют привычный нам облик и цвет и становятся прозрачными и бесцветными? Для этого и нужен поляризационный микроскоп. Суть метода основана на том, что практически все изучаемые нами минералы за редким исключением являются кристаллическими веществами. Подавляющее большинство минералов, за исключением тех из них, которые относятся к высшей кристаллографической категории симметрии, - обладают анизотропией свойств, в том числе оптических, то есть эти свойства у них по разным направлениям неодинаковы... Одним из отражений этого является двойное лучепреломление... В недавнем постике в теме "Мои камни" я показывал фотографию прозрачного кальцита - исландского шпата...
Здесь ясно видно, что изображение, разглядываемое через него - раздваивается, то есть проходя через этот камень луч света делится на два - "обыкновенный" и "необыкновенный"... Вот теперь, если мы такой камушек сошлифуем до тонкого состояния и положим под поляризационный микроскоп, то что же мы увидим? А увидим мы вот что... Эта каменная пластиночка окажется в нем между двумя специальными пластинами - поляризатором и анализатором, которые пропускают только плоскополяризованный свет... Если мы развернем эти пластины так, что плоскости поляризации пропускаемого через них света совпадут по направлению, то ничего как бы видимо не произойдет - мы увидим тонкий срез горной породы или минерала, как бы мы увидели их под большим увеличением в обычном микроскопе... Это неинтересно... Но вот если мы развернем поляризатор с анализатором так, что плоскости поляризации света будут взаимоперпендикулярны, то теоретически мы не должны увидеть ничего... Если поставить под такой микроскоп в данном случае просто стеклянную пластинку, без камня, то будет сплошная чернота. Правильно - ведь луч свет как бы "гасится" поляризатором и анализатором... Но если, на этой пластинке будет кристаллическое вещество оптически анизотропное, то мы увидим... Правильно - "необыкновенный" луч... Для разных минералов эта картина будет разной, да и еще зависящей от ориентации их среза относительно оптической оси микроскопа. Много еще других особенностей минералов можно в таком случае увидеть и распознать - относительный показатель коэффициента преломления, например, или дисперсию... Но всё это очень сложно и объяснить мне это вам "на пальцах" - непросто... Может быть потом и попробую... А это просто небольшой экскурс в тему, чтобы вы понимали, что видите...
Естественно, в таком случае, та картина, которую мы наблюдаем через окуляр, очень отличается от привычной нам... И еще она очень красива... Привычные нам , симпатичные и "цветастые" минералы могут выглядеть здесь серыми и невзрачными, а то и совсем непрозрачными, как например, флюориты или гранаты, обладающие оптической изотропностью, а другие, "гадкие лебеди" минерального царства, заиграют здесь всеми цветами радуги...
Ну, довольно болтать. Лучше показывать...
И показать вам в первую очередь я хочу иллюстрацию к сказанному двумя строчками выше... Как выглядят "принцы" и "нищие" под микроскопом...
Вот, например, известный всем нам чароит.
А вот оказывается, что под поляризационным микроскопом со "скрещеными николями" поляризатором и анализатором он сам, да и попавшиеся здесь в образец вкрапления полевого шпата- цельзиана - блёклые и невзрачные...
А если мы возьмем другой образец этого поделочного камня, где помимо чароита есть и другие сопутствующие минералы - медово-желтый тинаксит, черные эгирин и арфведсонит...
То под микроскопом увидим, что вот они-то, внешне невзрачные, заиграли всеми цветами радуги...
Интересно???
Если да, то продолжение тут: http://basik.ru/forum/index.php?s=&showtopic=359&view=findpost&p=4199
Источник фотографий: компьютерная база данных "Справочное пособие по кристаллическим породам России", редактор-составитель В.В.Жданов, Всероссийский геологический институт (ВСЕГЕИ), СПб, 2004.