Patrón de interferencia de cortes perpendiculares al eje óptico
(A) Característica de la imagen (Figura 6-4)
Consiste en una cruz negra y anillos concéntricos de colores de interferencia. La cruz negra consta de dos bandas negras perpendiculares entre sí. Las dos franjas negras son paralelas a las direcciones de vibración AA y PP de los polarizadores superior e inferior. Las partes centrales de las dos franjas negras son más delgadas y los bordes son más gruesos. El centro de la cruz negra (coincidiendo con la intersección del ocular). punto de mira) es el punto de exposición del eje óptico. El círculo de color de interferencia rodea el centro de la cruz negra y forma un anillo concéntrico. El color de interferencia aumenta gradualmente desde el centro hacia afuera y el círculo de color de interferencia se vuelve más denso hacia el exterior. El tamaño del círculo de color de interferencia depende de la birrefringencia del mineral y del grosor de las escamas del mineral. Cuanto mayor es la birrefringencia mineral, más círculos de color de interferencia (Figura 6-4B). Por el contrario, cuanto más pequeña es la birrefringencia, menos círculos de color de interferencia aparecen incluso en los cuatro cuadrantes de la cruz negra. 6-4A). Para el mismo mineral, cuanto más gruesa es la rebanada, más círculos de color de interferencia; por el contrario, cuanto más delgada es la rebanada, menos círculos de color de interferencia (Figura 6-5).
El patrón de interferencia no cambia cuando la plataforma gira 360°.
Figura 6-4 Patrón de interferencia de rodajas de cristal monoclínico perpendicular al eje óptico
(mismo espesor)
A-Minerales con birrefringencia más pequeña B - Minerales; con gran birrefringencia
(2) Principio de formación
1 En un corte con un eje óptico perpendicular, la dirección del eje óptico es perpendicular al plano del corte. La característica de la luz en forma de cono es que, a excepción de las ondas de luz del haz central que ingresan al corte vertical, el resto de las ondas de luz ingresan al corte de manera oblicua (Figura 6-1), y el ángulo se vuelve mayor cuanto más hacia afuera se extiende el haz. la inclinación es. Por lo tanto, en el cono de luz, sólo la onda de luz del haz central es paralela al eje óptico incidente, y las otras ondas de luz son oblicuas al eje óptico incidente, y el ángulo oblicuo aumenta a medida que avanza hacia afuera. Excepto una onda de luz perpendicular al centro, que tiene una sección transversal circular, las otras ondas de luz que inciden perpendicularmente al eje óptico oblicuo tienen secciones transversales elípticas. Además, las direcciones de distribución del radio corto y del radio largo en el plano no son exactamente las mismas, y sus relaciones con las direcciones de vibración AA y PP de los polarizadores superior e inferior también son diferentes. Por tanto, los efectos de extinción e interferencia producidos entre polarizadores cruzados también son diferentes.
Figura 6-5 La relación entre el círculo de color de interferencia y el espesor de las escamas minerales
El patrón de interferencia de la parte del eje óptico vertical es el cono de luz en el que cada luz La onda atraviesa las escamas de mineral y llega al polarizador superior. La suma de los fenómenos de extinción e interferencia que se producen en . La cruz negra es la parte de extinción y el círculo de color de interferencia es la parte del efecto de interferencia. Por lo tanto, para comprender la causa del patrón de interferencia, primero debemos comprender la orientación de distribución del radio elíptico de la tasa luminosa de cada onda de luz incidente en el cono de luz vertical en el plano de la lámina mineral.
La distribución espacial de cada radio elipsoide del cuerpo luminoso de cristal de un eje se puede realizar utilizando el método de proyección de la esfera celeste. Fuera del cuerpo luminoso de cristal de un eje, coloque una esfera de modo que el centro de la esfera coincida con el centro del cuerpo luminoso (Figura 6-6). Proyecte el iluminante normal al radio tangente de la elipse (N'e, Ne y No) de cada onda de luz incidente sobre la esfera. Obtenga la distribución de los radios tangentes de cada elipse en la esfera (las direcciones de vibración de la luz ordinaria y de la luz extraordinaria). En una esfera, la intersección de meridianos y latitudes representa el punto de la esfera donde ocurre cada onda de luz incidente. La dirección tangente del meridiano representa la dirección de proyección del radio elíptico N'e y Ne del cuerpo luminoso, es decir, la dirección de vibración de la extraordinaria onda de luz. La dirección tangente de la latitud representa la dirección de proyección del radio elíptico No del cuerpo luminoso, es decir, la dirección de vibración de la aurora. Al proyectar los resultados de la proyección en la esfera sobre un plano utilizando el método de proyección ortográfica, se puede visualizar el diagrama de distribución de acimut (diagrama de dirección de onda) del cristal axial en diferentes direcciones en la sección de radio elíptico (luz normal y aurora) del cuerpo luminoso. obtenido. En el diagrama de dirección de onda del cristal del eje perpendicular a la sección del eje óptico (Figura 6-7A), el centro es el punto de exposición del eje óptico, y la intersección de los círculos concéntricos y las líneas radiales que rodean el centro representa el punto de exposición de cada uno. onda de luz incidente en el cono de luz; el diámetro La dirección de la línea representa la dirección del radio elíptico Ne' del cuerpo luminoso, y la dirección tangente de los círculos concéntricos representa la dirección del radio elíptico No del cuerpo luminoso; . El diagrama de dirección de onda se basa en la dirección de líneas radiales entre polarizadores cruzados. Según los principios de extinción e interferencia entre polarizadores ortogonales, cuando el radio elipsoide del cuerpo luminoso sobre el mineral es paralelo a la dirección de vibración de los polarizadores superior e inferior AA y PP, la extinción forma una banda negra.
Cuando el radio elíptico del cuerpo luminoso en la placa de mineral es oblicuo a las direcciones de vibración AA y PP de los polarizadores superior e inferior, se producirán interferencias y se producirán colores de interferencia.
Figura 6-6 Orientación de distribución de las direcciones de vibración de la luz constante y no constante del cristal monoclínico en la esfera
Figura 6-7 Diagrama de dirección de onda del cristal monoclínico cortado perpendicularmente a el eje óptico (Causas de A) y la cruz negra (B)
(Según D.H. Lee, 2002)
2. Luz vertical de cristal monoclínico En el diagrama de dirección de onda del corte del eje, el radio de elipse del cuerpo de velocidad de la luz en la dirección este-oeste, norte-sur es paralelo o aproximadamente paralelo a las direcciones de vibración PP y AA de los polarizadores superior e inferior. (Figura 6-7B), y se extingue o aproximadamente se extingue entre polarizaciones ortogonales. Así, se forman dos franjas negras paralelas a PP y AA, que son perpendiculares entre sí, formando una cruz negra. Dado que la dirección del radio elíptico N'e del cuerpo luminoso es radial, la parte con ángulos iguales entre PP y AA (Figura 6-7B) tiene el mismo efecto de extinción. Se puede ver en la Figura 6-7B que la parte donde N'e es igual al ángulo entre PP y AA es estrecha en el medio y ancha en los bordes, por lo que la banda negra es estrecha en el medio y ancha en los bordes. . Si la birrefringencia del mineral es baja, este fenómeno no es evidente. Si las direcciones de vibración PP y AA de los polarizadores inferior y superior en un microscopio polarizador no están en dirección este-oeste, norte-sur, la cruz negra tampoco está en dirección este-oeste, norte-sur. Esto le permite verificar y corregir las direcciones de vibración de los polarizadores superior e inferior.
3. El motivo del anillo de color de interferencia
En los cuatro cuadrantes de la cruz negra, cuando el radio de la elipse de la tasa luminosa corresponde a las direcciones de vibración AA y PP de los polarizadores superior e inferior, cuando las líneas angulares se cruzan (Figura 6-7B) se producirá un efecto de interferencia entre los polarizadores cruzados. En este momento, si la fuente de luz es luz blanca, será un color de interferencia.
¿Por qué el color de interferencia aparece en forma de anillos concéntricos y cuanto mayor es el color de interferencia? Porque la onda de luz incidente está centrada en el eje de polarización del cono (Figura 6-8A). La onda de luz central incide paralela al eje óptico y no sufre birrefringencia. Su índice de birrefringencia es igual a cero y la diferencia de trayectoria óptica es cero. El resto de las ondas de luz ingresan oblicuamente a través del eje óptico, y desde el centro hacia afuera, el ángulo entre la onda de luz incidente y el eje óptico aumenta gradualmente, la birrefringencia también aumenta gradualmente y la distancia que recorre la onda de luz en la lámina. se vuelve más largo (equivalente al espesor de la lámina. El espesor aumenta gradualmente). Por lo tanto, la diferencia de trayectoria óptica aumenta gradualmente desde el centro hacia afuera (Figura 6-8B), y el color de interferencia correspondiente también aumenta gradualmente. Cuando el ángulo del eje óptico en el cono de luz es igual a la onda de luz incidente, la diferencia de trayectoria óptica también es la misma y el color de interferencia correspondiente también es el mismo, formando un círculo de color de interferencia concéntrico con el punto expuesto del eje óptico. (intersección negra) como el centro, y la interferencia va hacia afuera cuanto más alto sea el color (Figura 6-8).
Figura 6-8 La causa del círculo de color de interferencia (ortoóptica)
(Según Li Dehui, 2002)
En el diagrama de dirección de onda del Corte del eje óptico vertical, el radio elíptico del cuerpo óptico se distribuye radialmente simétricamente, por lo que el escenario del animal gira 360° y el patrón de interferencia permanece sin cambios.
(3) Aplicación del patrón de interferencia de corte del eje óptico vertical
1. Determine el grado axial y la dirección del corte
De acuerdo con las características de la imagen del patrón de interferencia, se puede considerar que es un corte de cristal de un eje perpendicular al eje óptico. Los patrones de interferencia de rodajas de cristal uniaxiales y minerales de cristal biaxiales en otras direcciones no tienen esta característica.
2. Determinación del signo óptico
El signo óptico de los minerales monoclínicos está determinado por los tamaños relativos de los principales valores del índice de refracción Ne y No. Cuando Negt; es decir, Ne=Ng, es luminosidad positiva; cuando Nelt No, es decir, Ne=Np, es luminosidad negativa. Siempre que se determinen los tamaños relativos de Ne (o) y No, se pueden determinar las propiedades luminosas positivas y negativas de los minerales monoclínicos.
En el patrón de interferencia de un corte axonal perpendicular al eje óptico, unas cruces negras dividen el campo de visión en cuatro cuadrantes. La esquina superior derecha es el primer cuadrante, y en el sentido contrario a las agujas del reloj están el segundo, tercer y cuarto cuadrante (Figura 6-9). La dirección de las líneas radiales representa la dirección y la dirección tangente de los círculos concéntricos representa la dirección del No (Figura 6-9).
En el diagrama de interferencia, agregue una placa de prueba, observe los cambios en el color de interferencia de la cruz negra en los cuatro cuadrantes y juzgue su tamaño relativo al No. Luego podrá juzgar las propiedades ópticas positivas y negativas del mineral monoclínico. Por ejemplo, en la Figura 6-10A, el lado corto de la placa de prueba es Ng y el lado largo es Np. Después de agregar la placa de prueba, los colores de interferencia en los cuadrantes I y III del patrón de interferencia aumentan, lo que indica que el radio elíptico No del cuerpo luminoso en estos dos cuadrantes es paralelo al radio de la placa de prueba con el mismo nombre, demostrando ẽ =Ng (es decir, ẽ>No). El color de interferencia de los cuadrantes II y IV disminuye, lo que indica que el radio elipsoide del cuerpo luminoso en estos dos cuadrantes es N'e=Ng (gt; No), por lo que es un cuerpo luminoso positivo. Los cambios en el ángulo de elevación de los colores de interferencia dentro de los cuatro cuadrantes de la cruz negra en el patrón de interferencia mineral de luminosidad negativa son exactamente opuestos a esto (Figura 6-10B). Si se cambian las direcciones de Ng y Np en la placa de prueba, o se cambia la dirección de inserción de la placa de prueba, los cambios de color de interferencia en los cuatro cuadrantes del patrón de interferencia son opuestos a la situación anterior. Por lo tanto, en la evaluación real, evite memorizar de memoria y asegúrese de comprender los principios.
Figura 6-9 La división de los cuatro cuadrantes y sus direcciones Ne y No en el diagrama de interferencia de corte del eje óptico perpendicular del cristal axial
Figura 6-10 El signo de la Determinación de luz de cristal axial
Para determinar el signo de la luz, qué placa de prueba es más conveniente de usar depende de la situación específica. En términos generales, si hay pocos círculos de color de interferencia en el patrón de interferencia o solo un color de interferencia gris, es más conveniente utilizar un tablero de prueba de yeso. Cuando hay muchos círculos de colores de interferencia en el patrón de interferencia, es más conveniente utilizar placas de prueba de mica o cuñas de cuarzo.
Cuando la cruz negra solo ve el color de interferencia I gris en los cuatro cuadrantes, agregue una placa de prueba de yeso (Figura 6-11) y la cruz negra se vuelve violeta. En los dos cuadrantes con mayor color de interferencia entre los cuatro cuadrantes, el color de interferencia cambia del nivel I gris al nivel II azul (cuadrantes I y III en la Figura 6-11A, cuadrantes II y IV en la Figura 6-11B). En los dos cuadrantes donde se reduce el color de interferencia, el color de interferencia cambia del nivel I gris al nivel I naranja (cuadrantes II y IV en la Figura 6-11A, y cuadrantes I y III en la Figura 6-11B).
Figura 6-11 Cambios después de agregar tablero de prueba de yeso cuando solo se ve el color de interferencia gris nivel I en los cuatro cuadrantes de la cruz negra en el patrón de interferencia
Figura 6-12 Interferencia El patrón cambia después de agregar placas de prueba de mica a los cuatro cuadrantes de la cruz negra del medio, con más círculos de color de interferencia.
Después de agregar placas de prueba de mica, hay más círculos de color de interferencia y la cruz negra cambia del nivel I. gris al nivel I Naranja-blanco (Figura 6-12). En los dos cuadrantes donde aumenta el color de interferencia, cerca de la intersección de la cruz negra, el color de interferencia aumenta al nivel I amarillo desde el nivel I gris original; en el círculo de color de interferencia, el nivel I original es amarillo, el color de interferencia aumenta a; nivel I rojo, como Como se muestra en la figura, el círculo de color rojo se mueve hacia adentro para ocupar la posición del círculo de color amarillo, interfiriendo con el color rojo I original del círculo de color, y el color de interferencia aumenta a azul II. Como se muestra en la figura, el círculo de color azul se mueve hacia adentro para ocupar la posición del círculo de color rojo original. De manera similar, el color de interferencia de cada círculo de color sube una secuencia de colores y todo el círculo de color de interferencia se mueve hacia adentro (cuadrantes I y III en la Figura 6-12A, cuadrantes II y IV en la Figura 6-12B). En los dos cuadrantes donde se reduce el color de interferencia (cuadrantes II y IV en la Figura 6-12A, cuadrantes I y III en la Figura 6-12B), la posición cercana al punto de cruce negro es el nivel de gris original I después de la interferencia. El color se reduce, se vuelve negro, y cerca de la intersección de la cruz negra, hay dos grupos negros simétricos, el círculo de color amarillo horizontal original, el color de interferencia se reduce y se convierte en el gris horizontal, el círculo gris se mueve hacia afuera, ocupando la posición original del círculo amarillo, Figura 6-12B), y cerca de la intersección de las cruces negras, hay dos grupos negros simétricos: el círculo horizontal original de color amarillo, el color de interferencia se reduce a horizontal I gris y el círculo gris. se mueve hacia afuera, ocupando la posición del círculo amarillo original, mientras que el círculo de color del nivel primario I rojo se mueve hacia afuera después de que se reduce el color de interferencia, ocupando la posición del círculo de color primario I rojo; se vuelve gris nivel I después de reducir el color de interferencia. El círculo de color rojo de nivel I original, el color de interferencia se degrada a amarillo de nivel I, lo que indica que el círculo de color amarillo se mueve hacia afuera para ocupar la posición del círculo de color rojo original. De la misma manera, si cada círculo de color de interferencia se reduce en una secuencia de colores, todo el círculo de color de interferencia se mueve hacia afuera.
Si los círculos de color de interferencia son numerosos y densos, y el movimiento de los círculos de color de interferencia no se puede ver claramente después de añadir la placa de prueba de mica, se puede utilizar una cuña de cuarzo. A medida que se inserta gradualmente la cuña de cuarzo, en los dos cuadrantes donde el color de interferencia aumenta, el círculo de color de interferencia continúa moviéndose hacia adentro, y en los dos cuadrantes donde el color de interferencia disminuye, el círculo de color de interferencia continúa moviéndose hacia afuera.