Порядок виконання роботи:

1 Регулюють мікроскоп (освітлення, центрування).

2 Встановлюють на столику шліф з забарвленим мінералом.

3 Повертаючи столик мікроскопа, спостерігають, як змінюється колір зерна мінерала в різних розрізах.

4 Вибирають зерно, яке має чіткий плеохроїзм, і зарисовують його в двох положеннях, при яких воно найсильніше відрізняється за кольором. На малюнку показують форму і напрям тріщин спайності.

Роботу проводять при виключеному аналізаторі.

Контрольні питання

1 Які кристали називаються прозорими і непрозорими?

2 Чи завжди природній колір мінералів співпадає з забарвленням у паралельному світлі?

3 Що таке плеохроїзм і як він проявляється в різних мінералів?

4 Які мінерали володіють плеохроїзмом?

5 В чому проявляється плеохроїзм під мікроскопом?

6 При якому положенні ніколей (поляризатора та аналізатора) вивчають плеохроїзм?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4

ВИЗНАЧЕННЯ ВЕЛИЧИНИ ПОКАЗНИКА ЗАЛОМЛЕННЯ МІНЕРАЛІВ

Мета роботи: визначення показника заломлення мінералів методом порівняння з показником заломлення канадського бальзаму.

Завдання роботи:

- знати, як можна точно визначити показник заломлення мінералів;

- навчитись визначати показник заломлення мінералів, порівнюючи їх з канадським бальзамом;

- вміти визначати рельєф мінералів, лінію (смужку) Бекке, шагреневу поверхню.

Теоретичні положення

Показник заломлення - це одна із дуже важливих діагностичних ознак мінералів. Визначення його проводиться різними методами і з різним ступенем точності.

Найбільш точно (до десятитисячних долей одиниць) визначити показник заломлення можна за допомогою кристал-рефрактометра. Вимірювання показника заломлення цим приладом базується на явищі повного внутрішнього відбиття при падінні променя світла із середовища, що заломлює світло сильніше, до середовища, що заломлює менш сильно. При цьому величина показника мінералу вираховується за формулою:

n=Nsin,

де N - відомий показник заломлення скляної напівкулі, з якої хвиля світла падає на досліджуваний мінерал (його величина, як правило, дорівнює 1,8-1,9);  - кут, під яким падає промінь світла і при якому він має повне внутрішнє відбиття. Кристал-рефрактометр дозволяє заміряти показник заломлення як кристалічних, так і не кристалічних речовин, при умові, що їх значення не перевищує величини N.

В науково-дослідних і виробничих лабораторіях показники заломлення мінералів найчастіше визначають імерсійним методом. Перевага цього методу - можливість його використання для визначення дуже дрібних зерен, розміром в десяті долі міліметра. Суть методу полягає в тому, що користуючись спеціальним набором рідин з різними відомими показниками заломлення, підбирають дві рідини з різницею величин n в 0,003.

Причому, значення n однієї рідини буде більше n досліджуваного мінералу, а другої - менше. Таким чином, точність визначення показника заломлення імерсійним способом складає 0,001 - 0,002.

Порівнюючи показники заломлення рідини і мінералу, спостерігають за світловою смужкою, або лінією Бекке - (за іменем австрійського петрографа Ф.Бекке). При різниці n в 0,001 і більше на границі мінералу з рідиною з'являється тонка світлова смужка - лінія Бекке, яка точно повторює контури зерна. Виникнення світлової смужки пояснюється явищами заломлення і повного внутрішнього відбиття променів, які падають на поверхню двох середовищ, що стикаються. При підйомі та опусканні тубуса (або столика) мікроскопа вона зміщується із зерна на рідину і навпаки. Необхідно чітко запам’ятати таке правило: при підйомі тубуса мікроскопа лінія Бекке переміщується в сторону речовини (мінералу) з більшим показником заломлення, а при опусканні - в сторону речовини з меншим показником заломлення.

В мікроскопах марки МІН-8, Полам-112 та ін., де фокусування здійснюється зміною положення предметного столика, лінія Бекке переміщується в сторону середовища з більшим показником заломлення при опусканні столика, а при його підйомі - в сторону середовища з меншим показником заломлення.

Найбільш простим і доступним способом визначення показника заломлення мінералів під час вивчення їх за допомогою поляризаційного мікроскопа є метод порівняння з показником заломлення канадського бальзаму, величина якого завжди постійна (n_к.б.=1.5371.54). При цьому спостерігають за лінією Бекке, рельєфом і шагреневою поверхнею, на основі яких і визначають показник заломлення мінералів.

Всі мінерали в порівнянні з їх показниками заломлення з показниками заломлення канадського бальзаму можна поділити на дві групи: 1) n_мін<n_к.б.; 2) n_мін.>n_к.б.

Слід пам’ятати, що у деяких мінералів величина показника заломлення залежно від кристалографічної та оптичної орієнтировки дуже змінюється, наприклад у кальцита - від 1,486 (n<n_к.б.) до 1,658 (n>n_к.б.).

У мінералів першої групи лінія Бекке при підйомі тубуса мікроскопа переміщується на канадський бальзам, а в другої групи - на мінерал.

Рельєф. При різниці показників заломлення мінералу і канадського бальзаму 0,02 і більше зерна здаються випуклими і більш припіднятими над площиною шліфа. В таких випадках прийнято вважати, що вони мають рельєф. Це пояснюється тим, що зерна мінералів відіграють роль збірних лінз (промені світла завжди відхиляються в сторону середовища з більшим показником заломлення), тому вони краще освітлюються і здаються нам розміщеними ближче до очей, чим навколишні мінерали.

За ступенем вираження розрізняють рельєф слабкий, ніжсередній, сильний та різкий. Він залежить від того, наскільки відрізняється показник заломлення мінералу від показника заломлення канадського бальзаму.

У випадку, коли зерно здається припіднятим, ніби виступає з площини шліфа (n_мін.>n_к.б.). В другому, коли зерно на фоні канадського бальзаму виглядає опущеним, вдавленим (n_мін.<n_к.б.).

Шагренева поверхня (шагрень). Під час виготовлення шліфа нижню і верхню площину породи шліфують, але при цьому на поверхні зерен мінералів завжди залишаються мікроскопічні нерівності, які заповнюються канадським бальзамом. У мінералів з n близьким до n_к.б.=1.54, ці нерівності непомітні, так як світлові промені майже не відхиляються від початкового напряму, і поверхня зерен освітлюється рівномірно.

Якщо показник заломлення на 0.02 і більше відрізняється від показника заломлення канадського бальзаму, то нерівності на поверхні зерен стають більш помітні, і вона здається шорсткою. Це пояснюється явищем заломлення і повного внутрішнього відбиття світлових променів. Поверхня таких зерен нагадує ватман або шагреневу шкіру, тому це явище і має назву шагрені.

Подібно до того, як рельєф зерен змінюється залежно від різниці показників заломлення, так і шагрень проявляється тим різкіше і помітніше, чим більше n_мін відрізняється від n_к.б.

Необхідно запам’ятати, що спостереження за переміщенням лінії Бекке, характером рельєфу та шагрені проводиться при частково закритій діафрагмі та опущеній освітлювальній системі. Це робиться для того, щоб одержати порівняно невеликий потік паралельних світлових променів.