Indicadores ópticos de cristales uniaxiales (cristales de la familia de cristales intermedios)

Los cristales de los sistemas cristalinos intermedios (incluidos los trigonales, tetragonales y hexagonales) tienen la misma unidad de eje del cristal horizontal (es decir, a = b≠c) y las mismas propiedades ópticas de dirección horizontal (perpendicular al eje del cristal Z). Cuando la onda de luz se propaga en este cristal, cuando la dirección de vibración de la onda de luz es perpendicular al eje del cristal Z (es decir, vibra en dirección horizontal), los valores del índice de refracción correspondientes son iguales. Valor de la luz ordinaria, representado por el símbolo "No". Cuando la dirección de vibración de la onda de luz es paralela al eje del cristal Z, el valor del índice de refracción correspondiente tiene la mayor diferencia con el valor del índice de refracción No de la luz extraordinaria, que está representado por el símbolo "Ne". Cuando la dirección de vibración de la onda de luz se inclina hacia el eje del cristal Z, el valor del índice de refracción correspondiente cambia gradualmente entre No y Ne, que también es el índice de refracción de la luz extraordinaria, representado por el símbolo "Ne '". El valor de Ne' cambia con el ángulo entre la dirección de vibración de la onda de luz y el eje Z del cristal. Cuando el ángulo entre la dirección de vibración de la onda de luz y el eje del cristal Z es pequeño, el valor de Ne' es cercano a Ne; a medida que aumenta el ángulo entre la dirección de vibración de la onda de luz y el eje del cristal Z, el valor de Ne' se acerca gradualmente al valor de No (cuando el ángulo es de 90°, el valor de Ne' es igual al valor de No). Obviamente, el cuerpo índice óptico de cristal uniaxial es un elipsoide giratorio con el eje del cristal Z como eje de rotación.

(1) La composición de los índices ópticos

Tome los índices ópticos de Yingshi y la calcita como ejemplos para ilustrar la composición de los índices ópticos de un solo eje.

(1) Cuando la onda de luz incide paralela al eje del cristal Z (Figura 1-8a), no se produce birrefringencia y el valor del índice de refracción perpendicular a cada dirección de vibración de la onda de luz incidente es 1,544. (es decir, No es 1,544). Usando este valor como radio, se puede formar una sección circular perpendicular a la onda de luz incidente (es decir, perpendicular al eje Z del cristal).

Figura 1-8 Composición del cuerpo indicador de luz de cristal de luz positiva uniaxial (sincrónico)

Cuando la onda de luz incide sobre el cristal perpendicular al eje Z del tiempo (Fig. 1-8b), es birrefringente y se descompone para formar dos luces polarizadas. Una dirección de vibración es perpendicular al eje del cristal Z (luz normal) y el valor del índice de refracción correspondiente (No) es 1,544; la dirección de vibración de la otra luz polarizada es paralela al eje del cristal Z (una de las luces extraordinarias). y el índice de refracción correspondiente (ne) es 1,553. En la dirección del eje del cristal Z, el valor Ne (1.553) se corta desde el centro hacia ambos lados en una cierta proporción; en la dirección perpendicular al eje del cristal Z, el valor No (1.544) se corta desde el centro hacia ambos lados. Tomando estos dos segmentos de línea como radios largo y corto, se puede formar una sección transversal elíptica perpendicular a la onda de luz incidente (paralela al eje Z del cristal).

Conecte las dos partes anteriores según sus posiciones espaciales para formar un esferoide largo con el eje del cristal Z como eje de rotación (Figura 1-8c). Se trata de una línea indicadora óptica oportuna cuyo eje de rotación es el eje óptico (eje Ne o eje Z).

(2) Cuando la onda de luz ingresa al cristal paralela al eje Z de la calcita (Figura 1-9a), no se produce birrefringencia y el valor del índice de refracción para todas las direcciones de vibración es perpendicular a la luz incidente. La onda es 1,658 (es decir, No es 1,658). Tomando el valor de No como radio, se puede formar un plano tangencial perpendicular a la onda de luz incidente (perpendicular al eje Z del cristal).

Cuando las ondas de luz inciden en el cristal perpendicular al eje Z de la calcita (Figura 1-9b), se produce birrefringencia y se descompone para formar dos polarizaciones. Una dirección de vibración es perpendicular al eje del cristal Z (luz normal) y el valor del índice de refracción correspondiente (No) es 1,658. La otra dirección de vibración polarizada es paralela al eje del cristal Z (una de las luces extraordinarias) y la correspondiente; El índice de refracción (ne) es 1,486. En la dirección del eje del cristal Z, el valor Ne (1,486) se intercepta proporcionalmente desde el centro hacia ambos lados. En la dirección perpendicular al eje del cristal Z, el valor No (1,658) se intercepta desde el centro hacia ambos lados. Tomando estos dos segmentos de línea como radios largo y corto, se puede formar una sección transversal elíptica perpendicular a la onda de luz incidente (paralela al eje Z del cristal).

De manera similar, conectar las dos secciones anteriores según sus posiciones espaciales forma un esferoide plano con el eje del cristal de calcita Z como eje de rotación (Figura 1-9c). Este es el cuerpo índice óptico de la calcita y su eje de rotación sigue siendo el eje óptico (eje Ne o eje del cristal Z).

Figura 1-9 Composición del cuerpo indicador óptico de cristal óptico negativo uniaxial (calcita)

(2) Disposiciones para los aspectos ópticos positivos y negativos

Como se mencionó Arriba, el cuerpo del indicador óptico de cristal uniaxial es un elipsoide giratorio. Entre ellos, el eje de rotación del elipsoide giratorio largo es el eje largo (Figura 1-8c y Figura 1-10a), y su Ne > No (es decir, Ne es el índice de refracción grande ng y No es el índice de refracción pequeño). índice Np). Los indicadores luminosos con esta característica se denominan indicadores luminosos ortomórficos uniaxiales y los minerales correspondientes se denominan minerales ortomórficos uniaxiales.

El eje de rotación del elipsoide achatado es el eje corto (Figura 1-9c y Figura 1-10b), y Ne < No (es decir, Ne es un índice de refracción pequeño Np y No es un índice de refracción grande Ng). Los indicadores ópticos con esta característica se denominan indicadores ópticos negativos uniaxiales y los minerales correspondientes se denominan minerales ópticos negativos uniaxiales.

Para un cuerpo índice óptico de cristal uniaxial, ya sea positivo o negativo, su eje de rotación (eje vertical) es el eje Ne (eje óptico) y el eje horizontal no tiene eje (Figura 1-10). . Es decir, los tamaños relativos de Ne y No son inciertos, pero sus posiciones en el índice de luz son fijas. Ne y No representan respectivamente el índice de refracción máximo y mínimo de los minerales uniaxiales, que se denominan índice de refracción principal. La diferencia entre los dos es la birrefringencia máxima de los minerales uniaxiales.

Los tamaños relativos de Ne y No determinan la firma óptica de los minerales uniaxiales (Figura 1-10). Cuando ne > no, es positivo y se puede escribir simplemente como "(+)", como en el tiempo, cuando ne < no, es negativo y se puede escribir simplemente como "(-)", como calcita; . En la identificación real, el signo óptico de un mineral se puede determinar basándose en los tamaños relativos de Ne' y NO, porque el valor del índice de refracción de Ne' cambia entre Ne y No. Si Ne' > No, es decir, Ne > No , es positivo; por el contrario, si ne' < no, es decir, ne < no, es negativo.

Figura 1-10 Comparación de indicadores ópticos positivos (a) e indicadores ópticos negativos (b) de cristales uniaxiales.

(3) Tipos de tramos de carreteras principales

Al identificar minerales transparentes bajo un microscopio polarizador, los objetos estudiados son todos direcciones diferentes de cristales minerales (es decir, diferentes direcciones del indicador luminoso perfil corporal). Las principales secciones transversales de los indicadores ópticos de cristal uniaxial son las siguientes.

1. Sección perpendicular al eje óptico (Figura 1-11A)

La sección perpendicular al eje óptico es una sección circular con un radio igual a NO. Cuando incide perpendicular a esta sección (es decir, la onda de luz incide paralela al eje óptico), no se produce birrefringencia y las características de vibración y la dirección de vibración de la onda de luz incidente permanecen básicamente sin cambios. El valor del índice de refracción correspondiente es igual a No y la birrefringencia es igual a cero. Los indicadores ópticos uniaxiales tienen sólo una sección transversal circular.

2. Sección paralela al eje óptico (Figura 1-11b)

La sección paralela al eje óptico es una sección elíptica, y sus radios largo y corto son No y Ne. respectivamente (luz positiva: el radio largo es Ne, el radio corto es No; brillo negativo: el radio largo es No, el radio corto es Ne). Cuando una onda de luz incide perpendicularmente a esta sección (es decir, cuando una onda de luz incide perpendicularmente al eje óptico), se produce la birrefringencia y se descompone en dos polarizaciones. Las direcciones de vibración de las dos luces polarizadas deben ser paralelas a los radios largo y corto de la sección transversal elíptica. Su índice de refracción correspondiente es igual a los radios largo y corto de la sección transversal elíptica (Ne y No). Su birrefringencia es igual. a la diferencia entre los radios largo y corto de la sección transversal elíptica. Este es un mineral uniaxial la birrefringencia máxima. La sección transversal del cristal axial paralela al eje óptico es el eje principal de la línea de índice óptico del cristal axial.

3. Sección transversal oblicua al eje óptico (Figura 1-11C)

La sección transversal oblicua al eje óptico sigue siendo elíptica, pero sus radios largo y corto son No y Ne' (luz positiva: el radio largo es Ne', el radio corto es No; brillo negativo: el radio largo es No, el radio corto es Ne'). Cuando una onda de luz incide perpendicularmente a esta sección (es decir, la onda de luz incide oblicuamente al eje óptico), se produce birrefringencia y se descompone en dos polarizaciones. Las direcciones de vibración de las dos luces polarizadas deben ser paralelas a los radios largo y corto de la sección elíptica. Su índice de refracción correspondiente es igual a los radios largo y corto de la sección elíptica (No y Ne'). La birrefringencia es igual a los radios largo y corto de la sección transversal elíptica. La diferencia, la magnitud varía gradualmente entre cero y la birrefringencia máxima. En la línea de índice óptico del cristal uniaxial, uno de los radios largo y corto de todas las secciones transversales elípticas que cruzan el eje óptico es No (ortofoto: el radio corto es No; brillo negativo: el radio largo es No).

Figura 1-11 Vista transversal principal del cuerpo del indicador óptico ortocromático de un solo eje.

Los indicadores ópticos se pueden utilizar para determinar la dirección de propagación (dirección normal de la onda), la dirección de vibración y el valor del índice de refracción correspondiente de las ondas de luz en el cristal. Cuando la onda de luz ingresa al cristal a lo largo del eje óptico, la sección transversal del índice óptico de la onda de luz incidente verticalmente es una sección transversal circular, que no causa birrefringencia y básicamente no cambia las características de vibración ni la dirección de vibración de la onda de luz incidente su birrefringencia es igual a cero. Cuando la onda de luz ingresa al cristal en cualquier otra dirección, la sección transversal del índice de luz de la onda de luz incidente verticalmente es una sección transversal elíptica. Sus direcciones de radio largo y corto representan respectivamente las direcciones de vibración de las dos luces polarizadas formadas por el cristal. Descomposición por birrefringencia de la onda de luz incidente. La longitud del radio representa las dos luces polarizadas. El valor del índice de refracción, la diferencia entre el radio largo y el corto es el valor de birrefringencia.

En los minerales uniaxiales, la birrefringencia de las secciones perpendiculares al eje óptico es cero, la birrefringencia de las secciones paralelas al eje óptico es máxima y la birrefringencia de las secciones en otras direcciones varía de cero al máximo.