Лабораторные по кристаллооптике 2008 / Определение осности

Определение «осности» кристаллов и оптического знака кристаллов коноскопическим методом

Для наблюдения интерференционной фигуры тонкого препарата кристалла в сходящемся свете нужно ввести линзу Лазо и поднять ее, как можно выше, чтобы она была, по возможности, под самым препаратом.

Диафрагмы над и под поляризатором должны быть открыты, как можно шире. Наблюдение ведется в скрещенных николях со включенной линзой

Рис.525. Схема движения в поле зрения балки интерференционной фигуры

одноосного кристалла, при вращении столика микроскопа.

Бертрана. Более мелкая, но зато более четкая фигура получается, если удалить окуляр и выключить линзу Бертрана. В обоих случаях мы видим не самый кристалл, а интерференционную картину, получающуюся в фокусе объектива.

Хорошую интерференционную фигуру в сходящемся свете удается видеть только в том случае, когда размер зерна достигает, по крайней мере, 1/4 поля зрения и когда в поле зрения нет других зерен.

Если оптическая ось одноосного кристалла не попадает в поле зрения, то при вращении видно, как темная ветвь креста (балка) движется параллельно вертикальной нити окуляра (рис. ,а) до исчезновения (рис.525, с). Вслед за этим появляется вторая ветвь, движущая вниз параллельно горизонтальной нити (рис. ,d,e)

Знак одноосной индикатрисы определяется удобнее всего в разрезах, перпендикулярных оптической оси. На рис.526,а схематически показана интерференционная фигура одноосного положительного кристалла, на рис. 526, - отрицательного. Вблизи центра темного креста указана ориенти­ровка эллиптических сечений индикатрисы для лучей, идущих наклонно к оптической оси. Если в прорез тубуса вдвинуть гипсовую пластинку, которая при ортоскопическом наблюдении дает в скрещенных николях красный цвет первого порядка (ориентировка эллипсоида на ней указана), то лег­ко видеть, что в I и III квадратах для случая, а наложение осей будет согласным, т.е. произойдет повышение интерференционной окраски. В квадратах II и IV большая ось эллиптического сечения индикатрисы кристалла совпадает с меньшей осью индикатрисы гипсовой пластинки (несогласное наложение), а поэтому при исследовании тонких препаратов будет наблюдаться понижение интерференционной окраски.

Рис. . Определение знака у одноосных кристаллов.

Гипсовая пластинка, в слу­чае незначительного увеличения разности хода, изменяет фиолетовый цвет на синий, а в случае незначительного уменьшения - на желтый. Итак, расположение цветов вблизи темного креста будет следующим: в случае поло­жительного одноосного кристалла, квадраты I и III будут окрашены в синий цвет, а квадраты II и IV - в желтый (рис.526,с), в случае же отрицатель­ного кристалла (рис.526, d) расположение цветов будет обратным. Если препарат толст или двупреломление кристалла велико, то цветных колец на интерференционной фигуре будет много. В этом случае пользоваться гип­совой пластинкой неудобно, так гак при большом изменении разности хода трудно заметить, куда именно переместились интерференционные кольца. Здесь следует воспользоваться кварцевым клином или тонкой слюдяной плас­тинкой (1/4 λ). Вдвигая клин в прорезь тубуса микроскопа (рис.526, е -направление движения указано большой стрелкой), мы увидим, как кольца, в случае положительного кристалла, будут передвигаться в I и II квадратаx от периферии к центру, а во II и IV квадратах от центра к периферии. В случае отрицательной индикатрисы направление движения колец будет противоположным (рис.526, f).

Рис.527. Схема движения в поле зрения ветви гиперболы интерференционной фигуры двуосного кристалла, при вращении столика микроскопа.

Прежде, чем определить знак эллипсоида, нужно дать себе отчет в ориентировке индикатрисы у компенсатора (гипсовая пластинка, клин и т.п.), и если ориентировка индикатрисы в компенсаторе обратна указанной на чертежах, то и наблюдающаяся картина тоже будет обратной. Это относится, в частности, к компенсатору Берека, где большая ось индикатрисы располагается по длине компенсатора.

Интерференционные фигуры в сходящемся свете двуосных крис­таллов были описаны выше (стр.390). По форме интерференционных фигур, а также и потому, что в косых разрезах двуосной кристаллов ветви гиперболы передвигаются не параллельно нитям окулярного креста (рис.527), уда­ется легко отличить одноосные кристаллы от двуосных.

Знак двуосной индикатрисы определяется в разрезах, перпендикулярных острой биссектрисе или перпендикулярных к оптической оси. В обоих слу­чаях поворачиваем столик так, чтобы плоскость оптических осей была под углом в 45° к направлению колебаний в николях, и вдвигаем гипсовую плас­тинку.

На рис.528 показано расположение сечений индикатрисы на выпуклой и вогнутой сторонах ветви гиперболы: а) для двуосного положительного и б) для двуосного отрицательного кристаллов. На рис. 528,с, d, показано для этих же случаев расположение цветов после введения гипсовой пластинки. Если вместо гипсовой пластинки пользоваться кварцевым клином, то при его вдвигании цветные линии, в случае положительной индикатрисы, будут двигаться, как показано на рис.528,е, т.е. от оптической оси в сторону вогнутости гиперболы к периферии поля зрения и от периферии ц центру поля зрения в квадратах, в которых нет оптических осей. Обратное движе­ние линий будет наблюдаться в случае отрицательной двуосной индикатри­сы (рис.528,f). Из вышесказанного ясно, как отличить одноосные крис­таллы от двуосных.

Надо указать еще на отличие оптически изотропных кристаллов от ани­зотропных, т.е. кристаллов кубической сингонии от всех остальных. Ку­бические кристаллы характеризуются отсутствием двойного лучепреломления, Если в препарате имеются зерна, которые при вращении между скрещенными николями остаются темными, то могут быть два случая:

1. либо это произвольный разрез кристалла кубической сингонии,

2. либо - изотропией разрез оптически анизотропного кристалла.

Рис.528. Определение знака у двуосных кристаллов.

Если удалось получить интерференционную картину, то кристаллы анизотропны; в противном случае кристаллы принадлежат к кубической сингонии.