Для моноклинных и триклинных кристаллов, как указывалось, характерны еще углы между осями индикатрисы и ребрами кристаллов.
Кроме перечисленных оптических констант, необходимо также определять оптический знак кристалла и измерять острый угол между обеими оптическими осями. Этот угол обозначается 2V.
Если почему-либо показатели преломления непосредственно не измеряются,
важное значение приобретает так называемая величина (сила) двупреломления
(ng(наибольший показатель преломления) – np (наименьший показатель
преломления)). Эта константа посредством кристаллооптических методов может
быть определена и в тех случаях, когда величины показателей преломления ng
и np остаются неизвестными.
Следует иметь в виду, что для лучей различного цвета (т. е. лучей, обладающих различными длинами волн) форма эллипсоида оптической индикатрисы в одном и том же кристалле может существенно меняться. В связи с этим изменяются и величины оптических констант. Это явление носит название дисперсии элементов оптической индикатрисы.
В кристаллах моноклинной и триклинной сингоний явление дисперсии отличается особенно сложным характером. В моноклинных кристаллах, как упоминалось, одна из осей индикатрисы всегда совпадает с L2 или с нормалью к Р, а две другие оси располагаются в перпендикулярной ей плоскости. В связи с тем, что в этой плоскости все направления единичны, обе оси индикатрисы для лучей различных длин волн могут занимать различное положение. В кристаллах триклинной сингонии все направления единичны, все три оси индикатрисы для лучей разных длин волн могут быть по-разному ориентированы в кристалле.
ГЛАВА 2. Устройство микроскопа и его поверки
2.1.УСТРОЙСТВО МИКРОСКОПА
Исследование оптических свойств минералов производятся при помощи поляризационного микроскопа. Наиболее распространенными являются отечественные микроскопы моделей МП и МИН.
Основными частями поляризационного микроскопа являются штатив, предметный столик, тубус, осветительное устройство и поляризационная система. Общий вид микроскопа представлен на рис. 7.
Штатив имеет подковообразное основание и вертикальный кронштейн, с которым при помощи шарнира и закрепляющего винта (11) соединена станина, или тубусодержатель (12). Благодаря такому устройству тубусу можно придавать любое наклонное положение при горизонтальном положении основания.
Предметный столик (6) микроскопа прикреплен к нижней части станины.
Центральную часть столика с отверстием по середине можно вынуть
выдавливанием ее снизу после опускания осветительного устройства и поднятия
тубуса. На предметном столике имеются отверстия с резьбой для привинчивания
специальных приборов (федоровский столик, ИСА, препаратоводитель) и
отверстия без резьбы для прикрепления клемм, которые держат шлиф.
Предметный столик имеет лимб, разделенный на 360(, и два нониуса, по
которым можно брать отсчеты с точностью до 0,1(. Однако в обычной
петрографической работе достаточна точность отсчета до 1(. Предметный
столик должен свободно вращаться. С левой стороны его расположен стопорный
винт (13), позволяющий закрепить столик в нужном положении.
Тубус микроскопа расположен в верхней части станины. При помощи
особого кремальерного устройства его можно приближать или удалять
относительно предметного столика. Приближение тубуса к столику микроскопа
(опускание) осуществляется вращением кремальерного винта «от себя», а
удаление (поднятие) – вращением винта «к себе».
В нижней части тубуса находятся щипцы, которые держат объектив (5).
Чтобы вставить объектив, необходимо левой рукой нажать на щипцы, а правой
рукой надеть объектив и повернуть его против часовой стрелки на 90(. Затем
щипцы отпускают и проверяют, захватили ли они наклонный шпенек, имеющийся
на обойме каждого объектива.
Объективы вместе с окуляром хранятся в специальной коробке. К микроскопам МП приложены объективы 3(, 8(, 20(, 40( и 60(; у каждого из них есть центрирующие обоймы.
Выше щипцов в тубусе имеется сквозная прорезь, расположенная под углом
45( к плоскости симметрии микроскопа, в которую в процессе работы вставляют
компенсаторы.
Над прорезью в тубусе размещается анализатор (4), который вводится слева до упора. В верхней части тубуса, параллельно анализатору, расположена линза Бертрана (2), необходимая только при получении коноскопии. Линза имеет диафрагму, может быть центрирована и фокусирована специальной кремальерой (1).
Сверху в тубус вставляется окуляр (15). К микроскопам МП прилагаются окуляры 5(, 8(, 12,5( и 17(, имеющие крест нитей, и окуляр 6(, в который можно вложить сетчатый или линейный микрометр. Окуляр с крестом нитей вставляют так, чтобы одна из нитей была параллельна плоскости симметрии микроскопа, а другая перпендикулярна ей.
Осветительное устройство (9) поляризационного микроскопа расположено под предметным столиком и состоит из зеркала и двух конденсоров. Зеркало двойное – плоское и вогнутое. Обычно пользуются вогнутым зеркалом, а при малых увеличениях и широком, удаленном от микроскопа источнике света – плоским.
Нижний конденсатор превращает пучок света, отраженного от зеркала, в несколько сходящийся и усиливает освещенность препарата. Над ним помещена ирисовая диафрагма, с помощью которой можно суживать отверстие конденсора и делать пучок света более параллельным. Второй конденсор – линза Лазо – употребляется при работе с большими увеличениями и главным образом для получения коноскопии. При необходимости линзу можно вводить специальным рычагом, расположенным под столиком.
Осветительная система вместе с поляризатором специальным маховичком может быть опущена вниз и откинута влево. Обычно же она должна быть поднята до самого предметного столика.
Поляризационная система микроскопа представлена двумя николями. Нижний николь – поляризатор (8) – помещен под предметным столиком, ниже осветительных конденсоров и диафрагмы. Верхний - анализатор (4) – находится в тубусе микроскопа между объективом и окуляром.
Поляризатор можно повернуть в обойме и закрепить специальным винтом.
Обычно поляризатор располагают таким образом, чтобы направление
пропускаемых им колебаний было параллельно вертикальной нити окуляра
(плоскости симметрии микроскопа).
Анализатор, как правило, может быть либо выведенным из тубуса, либо введенным в него. Направление пропускаемых анализатором колебаний должно быть перпендикулярно направлению колебаний, пропускаемых поляризатором. В некоторых микроскопах (например, МП-6) анализатор может быть повернут на определенный угол до 90(, но делается это только при специальных исследованиях.
2.2. ОСНОВНЫЕ ПОВЕРКИ МИКРОСКОПА
Перед началом работы с поляризационным микроскопом необходимо установить его в рабочее положение – сделать поверки. Рекомендуется проводить их в такой последовательности.
1. Придают тубусу удобное для работы наклонное положение и зажимают закрепляющий винт. Проверив, выключены ли линзы Лазо и Бертрана, а также анализатор и открыта ли диафрагма, налаживают правильное освещение. Для этого вращением и наклонами вогнутого зеркала направляют световой пучок от источника света в микроскоп и добиваются равномерно яркого освещения поля зрения.
2. Прикрепляют шлиф к предметному столику, вставляют объектив и производят фокусировку. При фокусировке объективов со слабыми увеличениями (3( или 8() тубус опускают винтом макроподачи до появления изображения, а затем уточняют фокусировку винтом микроподачи.
Фокусировку объективов с сильными увеличениями (40(,
60() во избежание опасности раздавить шлиф объективом осуществляют таким образом: осторожно, наблюдая сбоку, винтом макроподачи опускают тубус до соприкосновения объектива с покровным стеклом шлифа, а затем, подымая тубус (лучше микроподачей), улавливают изображение.
3. Проверяют центрировку объектива. Для этого передвижением шлифа по предметному столику ставят на центр креста нитей какую-либо маленькую заметную точку и вращают столик. Если объектив центрирован, то выбранная точка не сойдет с перекрестья нитей. При отсутствии центрировки точка сойдет с перекрестья и опишет в поле зрения окружность. Если центрировка объектива сильно нарушена или объектив неправильно зажат в щипцах, то выбранная точка может совсем уйти из поля зрения. Поэтому прежде чем начать центрировку, необходимо убедиться, что объектив вставлен правильно, т.е. что шпенек на его обойме вошел в прорезь щипцов.
Центрируют объектив обычно следующим образом: а) после выбора точки в шлифе и установки ее на перекрестье нитей поворачивают предметный столик на 180(; б) перемещением шлифа по предметному столику подвигают выбранную точку к кресту нитей на половину того расстояния, на которое она отошла при вращении; в) надевают на центрировочные винты объектива специальные ключи и, ввинчивая или вывинчивая их, изменяют положение объектива так, чтобы выбранная точка попала на перекрест нитей; г) проверяют проведенную центрировку вращением столика микроскопа. Если же объектив вновь оказывается не центрированным, то все указанные операции повторяют снова.
При сильном нарушении центрировки сначала вращением столика устанавливают, в каком направлении от центра расположен выход оси вращения. Затем центрировочными винтами перемещают видимые зерна так, чтобы приблизить ось вращения к центру нитей. Как только выбранная для центрировки точка окажется в пределах поля зрения, центрировку производят обычным способом.
При некотором опыте работы с микроскопом центровку объектива можно осуществлять только центрировочными винтами. В этом случае выбирают маленькую точку, ставят ее на перекрестье, поворачивают столик на 180(.
Затем выбранную точку передвигают центрировочными винтами на половину расстояния к перекрестью, замечают новую, оказавшуюся на кресте, точку и повторяют операции до тех пор, пока выбранная точка не будет описывать окружность вокруг перекрестья нитей. Такой способ центрировки особенно удобен, когда нежелательно лишнее передвигание шлифа.
4. Проверяют взаимную перпендикулярность нитей креста в окуляре. Выбирают в шлифе прямую линию (спайность, край удлиненного зерна), поворачивают предметный столик так, чтобы она расположилась параллельно одной из нитей окуляра, и берут отсчет по нониусу столика. Затем, вращая столик, устанавливают эту же линию параллельно другой нити окуляра и вновь берут отсчет. Разность отсчетов должна быть равной 90(. Если нити окажутся не взаимно перпендикулярными, исправить это может только механик.
5. Проверяют, находятся ли николи в скрещенном положении. Так как поляризатор и анализатор должны пропускать свет с колебаниями во взаимно перпендикулярных плоскостях, при введении анализатора поле зрения (без шлифа!) должно быть темным. Если же этого нет, то при введенном анализаторе нужно повернуть поляризатор, предварительно ослабив стопорный винт, пока поле зрения не станет темным, и вновь зажать винт.
6. Проверяют совпадение нитей окуляра с направлениями колебаний света, пропускаемых поляризатором и анализатором. Данную поверку производят обычно при помощи удлиненной пластинки биотита со спайностью.
Поворотом столика добиваются, чтобы спайность (или удлиненная сторона) пластинки биотита оказалась параллельной одной их нитей окуляра. При включенном анализаторе пластинка биотита должна быть темной, т. е.
Стоять на погасании. Если же этого не наблюдается, то нужно обращаться к механику.
7. Определяют направление колебаний, пропускаемых поляризатором. Для этого можно воспользоваться той же пластинкой биотита. Вращением предметного столика добиваются наиболее интенсивной окраски биотита
