Кристаллооптика.Магматичесие породы

2.Вдвигаем анализатор и поворачиваем поляризатор до тех пор, пока кристалл не сравняется с окружающим его фоном по своей освещенности. Это произойдет, когда колебания луча, выходящего из поляризатора, будут параллельны одному из направлений колебаний в кристалле, т. е. одной из нитей креста.

3.Медленно поворачиваем анализатор. Освещенность поля при этом будет меняться. Освещенность кристалла при правильной установке поляризатора все время будет равна освещенности поля. Если при каком-либо положении анализатора кристалл отличается от поля, надо слегка повернуть поляризатор, чтобы кристалл опять стал невидимым. Установка закончена, если кристалл при пово-

роте анализатора на 180° все время будет иметь окраску поля.

Заметив на обойме поляризатора деление, отвечающее правильному его положению, приступают к юстировке анализатора, которая производится точно так же, а именно – поворачиваем анализатор, пока кристалл не приобретет окраску поля; затем, вращая поляризатор на 180°, убеждаемся, что кристалл все время освещен так же, как и поле.

В редких случаях, когда нити окулярного креста не перпендикулярны друг к другу, при юстировке николей колебания одного из них совмещаем с одной нитью, а колебания другого располагаем перпендикулярно. В дальнейшем при работе надо помнить, относительно какой из нитей произведена юстировка.

3.4.7. Определение направления колебаний,

пропускаемых поляризатором

Для исследования некоторых свойств кристаллов необходимо знать, с какой из нитей креста совпадает направление колебаний, выходящих из поляризатора.

Направление колебаний в николе определяют путем наблюдения за проходящим сквозь него светом, отраженным от любой неметаллической (лучше темной) поверхности. Мы знаем, что такой свет частично поляризован, и колебания его совершаются параллельно поверхности, от которой произошло отражение. Вынимаем из микроскопа (удобнее это сделать не с поляризатором, а с анализатором, отвинтив винтик, удерживающий его в тубусе микроскопа) и смотрим сквозь него под пологим углом на световой блик на поверхности стола. Вращая николь перед глазом, заметим периодическое потемнение и просветление поверхности. Колебания в световом луче, отраженном от горизонтальной поверхности, совершаются горизонтально. Следовательно, в тот момент, когда рассматриваемая поверхность максимально потемнеет, плоскость колебаний в николе будет расположена вертикально.

3.4.8. Проверка правильности вращения столика микроскопа

Ось столика при вращении должна оставаться неподвижной. Иногда, особенно в старых подержанных микроскопах, она слегка смещается. Чтобы обнаружить этот дефект, нужно с максимальной точностью отцентрировать микроскоп. Помещенный в центр поля мелкий предмет (точка) при вращении столика должен оставаться неподвижным. Если этот предмет обнаруживает неправильные движения, это указывает на то, что столик при вращении несколько смещается или, как говорят, «бьет». Если смещение

31

превышает 0,01 мм, то некоторые определения на мелких кристаллах не могут быть произведены.

Иногда, работая с сильным объективом, можно заметить, что предмет при вращении столика периодически то выходит из фокуса, то снова становится ясно видимым. Это также указывает на серьезный дефект – изменение положения плоскости столика при вращении.

32

3.4. ИЗМЕРЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ МИНЕРАЛА И ОПРЕДЕЛЕНИЕ

ОБЩЕГО УВЕЛИЧЕНИЯ МИКРОСКОПА

Для измерения величины микроскопических кристаллов пользуются окуляром, снабженным окуляр-микрометром (рис. 3.11, а). Цена деления окуляр-микроскопа различна при разных объективах. Она предварительно определяется с помощью объектмикрометра. Последний представляет собой линеечку длиной в 1 или 2 мм, с делениями через0,01 мм. Эталинеечкананесенанапредметномстеклеиприкрытапокровнымстеклом.

Для определения цены деления окуляр-микрометра помещают на столик микроскопа объект-микрометр и располагают его так, чтобы в поле зрения обе линейки (окулярная и объект-микрометра) лежали рядом и были параллельны между собой. При сильных и средних объективах в поле зрения помещается только часть линейки объектмикрометра. В этом случае смотрят, сколько ее делений (т. е. сотых долей миллиметра) соответствует всей линейке окуляр-микрометра (рис. 3.11, а). Определенную таким образом длину делят на 100 (число делений окулярной линейки) и получают цену одного деления линейки окуляр-микрометра при данном объективе.

Например: при объективе 40 всей линейке окуляра соответствует 0,43 мм. Цена одного деления – 0,0043 мм.

При слабом увеличении вся линейка объект-микрометра помещается в поле зрения и оказывается короче окулярной линейки (рис. 3.11, б). В этом случае смотрят, сколько делений окулярной линейке соответствует всей линейке объект-микрометра. Разделив длину объект-микрометра (2 или 1 мм) на отвечающее ей число окулярных делений, получают цену одного деления. Например: при объективе 3× вся линейка объектмикрометра (2 мм) отвечает 34,5 делениям окуляр-микрометра. Цена деления – 2 мм: 34,5 = 0,58 мм.

а	б
Рис. 3.11.	Определение цены деления окуляр-

микрометра: а при сильном объективе; б при слабом

33

объективе. Окуляр-микрометр в середине поля зрения; объект микрометр слева

Очень важно перед определением цены деления проверить установку линейки оку- ляр-микрометра на ямное зрение. При неправильной установке будут получаться несколько иные значения и, кроме того, будет иметь место параллакс – смещение делений одной линейки относительно делений другой в зависимости от положения глаза наблюдателя. Если, как часто бывает, наблюдателя интересует не точная, а приблизительная величина исследуемых предметов, то нет необходимости использовать окулярмикрометр. Достаточно сравнить величину предмета с радиусом (или диаметром) поля зрения, который заранее измерен.

Радиус поля зрения окуляра с крестом измеряется с помощью объект-микрометра. Полезно составить для микроскопа, с которым Вы постоянно работаете, табличку, в которой указаны цена деления окуляр-микрометра при разных объективах и окулярах.

Выше показан пример такой таблички (табл. 3.2).

		Микроскоп МП-6			Таблица 3.2
	Цена деления	Радиус поля зрения (мм) при окулярах с крестом нитей:
Объективы	окуляр-
				12×	17×
	микрометра, мм	5×	8×
				12,5×
3×	0,041	4,6	3,6	3,0	2,4
8×	0,016	1,75	1,34	1,15	0,9
20×	0,0065	0,70	0,53	0,45	0,36
40×	0,0033	0,35	0,27	0,23	0,18
60×	0,0023	0,24	0,18	0,16	0,13

Рис. 3.12. Оп-

34 ределение

Общее увеличение микроскопа для каждой комбинации объектива и окуляра очень близко к произведению чисел, показывающих увеличение каждого из них (например, объектив 20× и окуляр 8× дают увеличение 160×). Более точные данные получают с помощью объект-микрометра.

Для определения увеличения объектмикрометр помещают на столик микроскопа параллельно вертикальной нити и тщательно фокусируют. Рядом с микроскопом, параллельно той же нити, помещают обыкновенную линейку с миллиметровыми делениями. Линейка должна быть удалена от глаз наблюдателя на 250 мм. Смотря одним глазом на линейку, а другим в то же время через микроскоп на объект-микрометр, можно определить, во сколько раз увеличивает микроскоп деления объ- ект-микрометра. Если, например, 50 делений объ- ект-микрометра (0,50 мм) соответствует на линейке 60 мм, то увеличение равно 60:0,5=120. На рис. 3.12 двадцать пять делений объект-микрометра отвечают 25 мм линейки. Увеличение равно 25:0,25=100.

При исследовании кристаллов редко возникает необходимость точно знать увеличение мик-

роскопа, гораздо чаще приходится определять увеличение, полученное на микрофотографии, снятой через микроскоп. Это достигается путем деления размера изображения предмета на фотоснимке на истинный размер того же предмета, предварительно измеренный с помощью окуляр-микрометра.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Устройство поляризационного микроскопа марки МП, МП-2, МП-6, МИН-8, МИН-9.

2.Основные характеристики поляризационного микроскопа.

3.Центрировка микроскопа.

4.Приведение микроскопа в рабочее положе-

ние.

5.Измерение величины минерала.

6.Определение общего увеличения микроскопа

35

4. ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЙ МИКРОСКОП ПОЛАМ

Рабочий агрегатный поляризационный микроскоп ПОЛАМ Р-211 предназначается для исследования кристаллических и других прозрачных объектов в проходящем поляризованном свете. Микроскоп применяется для петрографических исследований магматических и метаморфических пород. Микроскоп ПОЛАМ Р-211 входит в серию агрегатных поляризационных микроскопов проходящего и отраженного света, которые различаются комплектацией агрегатных узлов и принадлежностей. Различные варианты комплектации обеспечивают потребителю возможность выбора модели микроскопа в зависимости от специфики работы.

4.1. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

Увеличение микроскопа......................................................	от 19 до 720
Увеличение объективов.......................................................	2,5; 10; 25; 40; 60
Увеличение окуляров..........................................................	6,3; 10
Увеличение промежуточного тубуса.................................	1,2
Апертура конденсора...........................................................	0,85
Минимальный размер коноскопируемого зерна, мм……	0,017
Цена деления шкал:
механизма микрометрической
фокусировки, мм.... …………………………….	0,002
поляризатора........................................................	5º
анализатора...........................................................	2º
лимба предметного столика................................	1º
Цена деления нониусов:
предметного столика...........................................	6´
анализатора..........................................................	6´
Габаритные размеры микроскопа, мм,
не более.................................................................	540×460×200
Масса, кг, не более................................................................	8,5

4.2. УСТРОЙСТВО И РАБОТА МИКРОСКОПА

Оптическая схема микроскопа (рис. 4.1) состоит из двух основных систем – осветительной и наблюдательной.

Осветительная система обеспечивает освещение объекта по принципу Келера и включает в себя источник света 1, ахроматический коллектор 2, полевую ирисовую диафрагму 3 и конденсатор 4. Конденсатор 4, обеспечивающий светлопольное освещение объекта, снабжен дополнительно набором диафрагм 5 для освещения объекта по методам «фокального экранирования».

36

Наблюдательная система предназначена для наблюдения исследуемого объекта при различных увеличениях, а также для наблюдения выходных зрачков объективов, что необходимо при использовании специальных методов микроскопического исследования. Наблюдательная система состоит из сменных объективов 6, промежуточного тубуса 7 с системой тубусных линз и линз Бертрана и бинокулярной насадки 8. При наблюдении исследуемого объекта 9 лучи света от источника 1 проходят коллектор 2, отражаются от зеркала 10, проходят поляризатор 11, проецируются в плоскость апертурной диафрагмы 12 и далее поступают в конденсорные линзы 13 и 14, которые формируют падающий на объект пучок поляризованных лучей.

От объекта лучи направляются в объектив 6, который создает изображение объекта в плоскости, совпадающей с передней фокальной плоскостью тубусной отрицательной линзы 15, проецирующей его в бесконечность. Лучи, пройдя анализатор 16 (или минуя его), положительной линзой 17 собираются в передней фокальной плоскости окуляров 18, где создают действительное изображение объекта. При этом общее увеличение микроскопа Г определяется по формуле

Г = β туб. л. × βоб. × βок.

(1)

где β туб. л. – увеличение системы тубусных линз 15 и 17, равное 1,2; βоб. – увеличение объектива; βок. – увеличение окуляра.

Рис. 4.1. Оптическая схема микроскопа

При наблюдении выходного зрачка объектива в параллельный ход лучей между тубусными линзами 15 и 17 включается система линз Бертрана 19, которая совместно с системой тубусных линз создает изображение выходного зрачка объектива в фокальной плоскости окуляров 18. Система линз Бертрана 19, состоящая из двух линз, одна из ко-

37

торых может перемещаться, позволяет производить наблюдение выходных зрачков всех объективов, входящих в комплект микроскопа. Телецентрический ход лучей между тубусными линзами 15 и 17 является благоприятным условием для размещения между ними компенсационных устройств – кварцевой пластинки 20 первого порядка или кварцевого клина 21, которые могут быть введены в ход лучей. Ирисовая диафрагма 22 служит для ограничения размера зерна минерала при исследовании в коноскопическом ходе лучей. С помощью призмы 23 бинокулярной насадки изменяется направление оптической оси микроскопа.

Призменный блок 24 разделяет пучок лучей и обеспечивает возможность бинокулярного наблюдения объекта. Кристаллическая пластинка 25 «высших порядков» служит для устранения деполяризующего действия светоделительной системы бинокулярной насадки 8.

Линза 26 служит для освещения поля на объекте при использовании объективов малого увеличения (2,5 и 10). Теплофильтр 27 является одновременно стеклом. В осветительную систему микроскопа может быть введено матовое стекло 28 или синий светофильтр 29. При работе с естественным светом или от постороннего источника в ход лучей вводится зеркало 30. Общий вид микроскопа ПОЛАМ Р-211 показан на рис. 4.2.

Рис. 4.2. Микроскоп ПОЛАМ Р-211

Конструкция микроскопа характеризуется следующими основными признаками:

•штатив современной формы имеет повышенную жесткость;

•рукоятки грубой и микрометрической подачи, перемещающие предметный столик микроскопа, расположены под углом;

•встроенный в основание осветитель обеспечивает освещение по принципу Келера и имеет источник света повышенной яркости;

•поляризационный конденсор обеспечивает различные способы освещения объекта;

•в микроскопе используется промежуточный тубус с фокусируемой системой линз Бертрана и измерительным анализатором с диапазоном вращения 180˚;

38

•насадка обеспечивает бинокулярное наблюдение объектов;

•револьверное устройство с центрируемыми гнездами для объективов обеспечивает быструю смену увеличений;

•объективы-планахроматы совместно с компенсационными окулярами обеспечивают высокий уровень оптической коррекции.

Микроскоп ПОЛАМ Р-211 позволяет применять все рабочие методики, встречающиеся в области поляризационной микроскопии проходящего света.

4.3. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ

МИКРОСКОПА

Основными агрегатными узлами микроскопа ПОЛАМ Р-211 являются штатив 31 (см. рис. 4.2), предметный столик 32 с кронштейном, конденсор 4, промежуточный тубус 7 с системой линз Бертрана, револьверное устройство 33 для смены объективов, бинокулярная насадка 8 и осветитель 34.

4.3.1. Штатив

Штатив микроскопа показан на рис. 4.3. На основании 35 штатива укреплен тубусодержатель 36, в котором смонтирован фокусировочный механизм, перемещающий предметный столик 32 (см. рис. 4.2). Грубое перемещение направляющей 37 (см. рис. 4.3) фокусировочного механизма осуществляется рукоятками 38, точное – рукоятками 39. Рукоятки расположены на одной оси и выведены с обеих сторон корпуса механизма. За один оборот рукоятки грубой фокусировки направляющая перемещается на 3,2 мм, за один оборот рукоятки микрометрической фокусировки – на 0,2 мм, общая величина микрометрической фокусировки – не менее 2,5 мм. Одна из рукояток 39 имеет шкалу с ценой деления 0,002 мм.

В верхней части штатива расположены гнездо 40 для установки промежуточного тубуса (см. рис. 4.2) и гнездо 41 (см. рис. 21), предназначенное для установки револь-

39

верногоустройства 33 (см. рис. 4.2). Винт 42 (см. рис. 21) служит для закрепления на штативе промежуточного тубуса, винт 43 – для закрепления на нем револьверного или щипцового устройства с помощью торцового ключа 44 (см. рис. 4.4).

Рис. 4.3. Штатив микроскопа

40