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MINERALOGIA OPTICA 11-04-2014
LA LUZ COMO PARTICULAS Y ONDAS
LA LUZ COMO PARTICULAS Y ONDAS
LA LUZ COMO PARTICULAS Y ONDAS
LA LUZ COMO PARTICULAS Y ONDAS
ILUMINACION ORTOSCOPICA Y CONOSCOPICA
- En la iluminación ortoscópica, la luz que incide sobre el cristal y que pasa a través del cristal colocado sobre la platina del microscopio, es perpendicular a la superficie inferior y superior del cristal.
- En la iluminación conoscópica, una lente, llamada lente condensadora es insertada, entre la fuente de luz y el cristal, y está enfocada de tal modo que los rayos de la luz incidente no son perpendiculares a la parte superior e inferior del cristal, pero se cruzan dentro del cristal.
- En adición, otra lente, llamada Lente de Bertrand es insertada entre el objetivo y el ocular.
ILUMINACION ORTOSCOPICA Y CONOSCOPICA
PREPARACIONES MICROSCOPICAS
- Para poder estudiar una muestra en el microscopio petrográfico es necesario hacer previamente una preparación. El procedimiento a seguir es distinto según que se trate de una muestra de material:
coherente (roca)
o suelto (suelo o arena).
PREPARACION DE UNA ROCA
El proceso se desarrolla en una serie de etapas.
Corte
- En primer lugar el trozo de roca ha de ser cortado con una sierra de borde de diamante para obtener una superficie plana con el tamaño de la preparación microscópica que se quiera obtener.
Pulido
- Una vez obtenida una superficie plana esta se pulimenta para eliminar las huellas del corte y obtener un plano lo más suave posible.
Pegado
- La superficie pulida se pega sobre un portaobjetos de vidrio con un agente cementante incoloro e isótropo (Bálsamo de Canada, Eukit, resinas de poliester, etc).
Corte final
- Una vez pegado el trozo de roca al portaobjetos se corta para obtener una rodaja lo más fina posible.
Desgaste
- La muestra se desgasta hasta que alcance un espesor de unas 30 micras.
- Finalmente la muestra se recubre con un cubreobjetos pegandolo con un cemento similar al usado para pegar la roca al portaobjetos.
PREPARACION DE UN SUELO O ARENA
- El proceso es similar al descrito para las rocas con la particularidad que antes de proceder se ha de dar coherencia a la muestra de suelo. Para ello la muestra de suelo se coloca en un recipiente y se incluye al vacio en una resina de poliester. Al polimerizar la resina se endurece produciendo un bloque compacto que engloba a la muestra de suelo conservando imperturbable su estructura natural.
- A partir de este momento ya se puede seguir todo el proceso descrito para las muestras de rocas.
- La preparación de una muestra de arena es diferente según se trate de arenas finas o de arenas gruesas:
Arenas Finas
Arenas Gruesas
ARENAS FINAS
- Las arenas finas por su pequeño tamaño (<200 micras) pueden ser montadas directamente sobre un portaobjetos de vidrio.
- Un portaobjetos se recubre de un fina capa de agente cementante (Bálsamo de Canadá, o cualquier otro). Se dejan caer cuidadosamente los granos de arena y se recubre la preparación con un cubreobjetos (evitando la formación de burbujas).
ARENA GRUESA
- Las arenas gruesas tienen un tamaño (>200 micras) que las hace opacas si se montan directamente (1), por lo que es necesario incluirlas en una resina para darle coherencia. Para ello se colocan en un pequeño recipiente de fondo plano y se incluyen al vacío como se hace con las muestras de suelos (2).
FRENTE DE ONDA Y NORMAL DE ONDA
- Con un número infinito de ondas que viajan conjuntamente desde una fuente de luz, definimos así:
1. Frente de onda superficies paralelas que conectan puntos similares o equivalentes sobre ondas adyacentes.
2. Normal de onda es la línea particular al frente de onda, la que representa la dirección de las ondas en movimiento.
3. Rayo de luz es la dirección de propagación de la energía de luz.
MINERALES ISOTROPICOS Y ANISOTROPICOS
- Los minerales pueden ser subdivididos en dos clases, basados en la interacción de los rayos de luz que viajan a través del mineral y la propiedad de la naturaleza del enlace químico que posee el mineral en conjunto.
Minerales Isotrópicos
- Los materiales isotrópicos muestran la misma velocidad de la luz en todas las direcciones a causa de las propiedades de los enlaces químicos en conjunto son las mismas en todas las direcciones, por tanto la luz viaja a la misma velcoidad en todas las direcciones.
- Ejemplos de materiales isotrópicos son el vidrio volcánico y los minerales isotrópicos (del sistema cúbico) la fluorita, granate, halita, etc.
- En los materiales isotrópicos la normal de onda y el rayo de luz son paralelos.
MINERALES ISOTROPICOS Y ANISOTROPICOS
- Los minerales anisotrópicos difieren de los minerales isotrópicos a causa de:
1. Que la velcoidad de la luz varía denpendiendo de las direcciones en que ésta pasa a través del mineral;
2. Que ellos muestran doble refracción.
- Cuando la luz ingresa a un mineral anisotrópico se divide en dos rayos de diferentes velocidades, los cuales vibran en ángulos rectos uno con respecto al otro.
- En los minerales anisotrópicos hay uno o dos direcciones, a través del mineral, a los largo de los cuales la luz se comporta como si el mineral fuera isotrópico. Esta dirección o estas direcciones están referidas a al eje óptico.
- Los minerales hexagonales y tetragonales tienen un eje óptico y son ópticamnte UNIAXIALES.
- Los minerales ortorrómbico, monoclínico y triclínico tienen dos ejes ópiticos y son ópticamente BIAXIALES.
MINERALES ISOTROPICOS Y ANISOTROPICOS
Minerales Anisotrópicos
- Los minerales anisotrópicos tienen velocidades diferentes para la luz, dependiendo de la dirección de la luz en que está viajando a través del mineral.
- Las propiedades del enlace químico que el mineral posee diferirá dependiendo de la dirección del rayo de luz que viaja a través del mineral.
- Los minerales anisotrópicos pertenecen a los sistemas tetragonal, hexagonal, ortorrómbico, monoclínico y triclínico.
- En los minerales anisotrópicos la normal de onda y el rayo de luz no son paralelos, a excepción de cuatro posiciones.
- Las ondas de luz que viajan a lo largo de la misma ruta en el mismo plano interferirá con cualquier otra onda.
SUPERFICIE DE ONDA O SUPERFICIE DE VELOCIDAD DE LOS RAYOS
- A partir de una fuente luminosa, infinitos rayos son emitidos en todas las direcciones. Después de un cierto tiempo (t), los rayos habrán recorrido cierta distancia a partir de su origen.
- La línea o superficie que une los extremos de esos rayos se donomina superficie de velocidad de los rayos o superficie de onda.
- En un medio isotrópico la superficie de onda será esférica.
- En un medio anisotrópico la velocidad de los rayos no son iguales en todas las direcciones, por tanto su superficie de onda está representado por un elipsoide.
- En ambos casos obsérvese la posición de los frentes de onda y la normal de onda.
EL RETARDO
- Antes de ir a examinar cómo interactua la luz con los minerales, debemos definir un término:
EL RETARDO (Δ)
- Representa la distancia que una onda de luz queda detrás de otra.
- El retardo es medido en nanómetros, 1nm = 10-7
cm, o el número de longitudes de onda mediante la cual una onda queda detrás de otra onda de luz.
- Examinando la figura adyacente: La luz polarizada que vibra de E-W ingresa al cristal desde abajo, dentro del cristal esta luz se divide en dos, uno el RAYO LENTO, que vibra paralelo a la dirección del índice de refracción más grande, N, y el RAYO RAPIDO, que vibra paralelo a la dirección del índice de refracción más pequeña, n. Mientras en el cristal, las longitudes de ondas lentas disminuye y pasa a través del cristal con 1½ longitud de onda, en cuanto a la onda rápida, ésta pasa solamente con 1 longitud de onda. En el instante en que la onda lenta emerge del cristal, la onda rápida ha recorrido una distancia . Esta es la diferencia de ruta o RETARDO.
EL RETARDO
- Si el tiempo requerido por el rayo lento para pasar a través del cristal es TN y el tiempo requerido para que el rayo rápido pase a través del cristal es Tn, entonces la distancia recorrida por la onda rápida hasta que la onda lenta emerga del cristal es C(TN - Tn), donde C es la velocidad de la luz en el aire.Esta es la diferencia de recorrido entre las dos ondas.
- Por tanto: = CTN – CTn
- La actual velocidad de las ondas en el recorrido dentro del cristal son:
- CN = t/TN y Cn = t/Tn , donde t es el espesor del cristal.
- Luego TN = t/CN y Tn = t/Cn
- Substituyendo ésta dentro de nuestra ecuación porr , el resultado da:
- = t(C/CN - C/Cn).
- Pero, C/CN es el índice de refracción, N, de la onda lenta, y C/Cn es el índice de refracción de la onda rápida, n.
- De esta manera: = t(N - n)
INTERFERENCIA DE LA LUZ
- Para analizar los fenómenos de interferencia entre ondas de luz, veamos el comportamiento físico de dos ondas de luz distintas, polarizadas en un mismo plano o en planos diferentes.
Ondas polarizadas en un mismo plano
- La figura adjunta muestra un tren de ondas de un rayo de luz que se propaga según la dirección "OP".
- Los vectores represntados por las letras "a1", "a2" y "a3" presentan la misma dirección, sentido y la misma amplitud de vibración.
- Lo mismo ocurre para los puntos "b1", "b2" y "b3".
- Se dice entonces que los vectores "a" (también los "b") están en fase entre si.
Representaçión esquemática de un rayo de
luz "OP" polarizado verticalmente mostrando
la diferençia de curso o atraso (Δ) para un
conjunto de puntos en fase (ej: a1, a2 y a3) y
fuera de fase (ej:.a1 y b1).
INTERFERENCIA DE LA LUZ
- Por otro lado, los vectores a1 y b1, tienen la misma dirección, amplitud pero sentidos opuestos de vibración, o simplemente, están fuera de fase entre si, como muestra la figura adjunta.
- Se denomina la distancia entre dos puntos dentro de un mismo tren de onda como la diferençia de trayectoria o diferencia de curso o retardo () que se expresa en unidades de longitud de onda (Å o mm ).
- Entonces la distancia entre los puntos que están todos en fase entre si será siempre un número entero de longitu de onda.
INTERFERENCIA DE LA LUZ
- Se admitimos ahora dos ondas de luz vibrando en un mismo plano, se sabe que ellos no permanecen aislados, sino que interferirán o se combinan para producir un movimiento compuesto.
- Esta combinación se hace por la suma vectorial entre las direcciones de vibración de cada onda independiente (u ondas primarias), punto a punto, produciendo una onda resultante, conforme muestra la figura adjunta donde, por ejemplo, la suma de dos vectores 1’ y 1" resulta en un vector nulo, ya que la suma vectorial 2’ y 2" resulta en el vector 2.
- La onda resultante de la interferencia entre dos ondas de luz depende de la longitud de onda, de la amplitud y de la diferencia de retardo entre las ondas primarias.
Representación esquemática de dos rayos de luz
primarios r1 y r2, que vibran en un mismo plano
vertical estando desfasadas en 3 5/8. En el que se
enfatiza, la resultante obtenida por la suma
vectorial entre los vectores individuales. Observe
que la onda resultante "R" es destructiva porque su
amplitud "A" es menor que el de las ondas
primarias.
INTERFERENCIA DE LA LUZ
- En el caso de dos ondas primarias de la misma longitud de onda (), pero con una diferencia retraso de n, tenemos:
- Interferencia constructiva :
Cuando la onda resultante presenta una amplitud (A) mayor que el de das ondas primarias. Esto ocurrirá cuando las ondas en interferencia están en fase, o sea, "n" es un número entero.
- Interferencia destructiva:
O sea, la onda resultante presenta una amplitud (A) menor que el de las dos primarias. Esto ocurrirá cuando las ondas en interferencia están fuera de fase, o sea, "n" es un número fraccionario.
Representación esquemática de dos rayos de luz
primarios r1 y r2, que vibran en un mismo plano
vertical estando desfasadas en 3 5/8. En el que se
enfatiza, la resultante obtenida por la suma
vectorial entre los vectores individuales. Observe
que la onda resultante "R" es destructiva porque su
amplitud "A" es menor que el de las ondas
primarias.
INTERFERENCIA DE ONDA DE LUZ
- Las relaciones entre los rayos que viajan a lo largo de la misma ruta y la interferencia entre los rayos está ilustrado en la figura adjunta.
1. Si el retardo es un número entero (es
decir, 0, 1, 2, 3, etc.) de longitudes de onda, las dos ondas, A y B están en fase, y ellas interfieren constructivamente con cada una de las otras ondas.
- La onda resultante ( R) es la suma de las ondas A y B.
FASE E INTERFERENCIA
2. Cuando el retardo es = ½, 1½, 2½ . . . longitudes de onda, las dos ondas están fuera de fase, ellas interfieren destructivamente, cancelándose una a la otra, produciendo la onda resultante ( R), la cual no tiene amplitud o longitud de onda.
3. Si el retardo es un valor intermedio, las dos ondas:
A. Estarán parcialmente en fase, con la interferencia siendo parcialmente constructiva.
B. Estarán parcialmente fuera de fase, siendo la interferencia parcialmente destructiva.
- En el vacío la luz viaja a 3x1010 cm/sec (3x1017 nm/seg).
- Cuando la luz viaja a través de cualquier otro medio lo hace más lento, pero la frecuencia permanece constante y la longitud de onda de la luz en el nuevo medio puede ser cambiado.
REFLEXIÓN Y REFRACCION
- En la interfase entre dos materiales, por ejemplo, el aire y el agua, la luz puede ser reflejada en la interfase o refractada (doblada) hacia en nuevo medio.
- Para la reflexión el ángulo de incidencia = al ángulo de reflexión.
- Para la refracción la luz es doblada cuando pasa de un material a otro en un ángulo diferente de la perpendicular.
REFLEXION TOTAL Y ANGULO CRITICO
- Supongamos que una fuente de luz emite rayos hacia la frontera que separa a dos medios, por ejemplo, vidrio y aire (Figura adyacente).
- Además, la fuente está metida en el medio en que la velocidad de la luz es menor, en este caso dentro del vidrio. El rayo que se transmite de vidrio a aire, al cruzar la frontera cambia de dirección y se separa de la normal.
- Ahora hagamos que la fuente de luz se mueva, siempre dentro del vidrio, de tal manera que los rayos incidentes, sobre la frontera formen ángulos de incidencia con la normal cada vez mayores (de A a D en la figura). Mientras mayor sea el ángulo de incidencia, mayor será el ángulo de refracción, pero este ángulo aumenta en una proporción mayor que el de incidencia. Llega un momento (rayo D en la figura) en que el ángulo de refracción es igual a 90º. Nos damos cuenta de que en este caso el rayo no se transmite al segundo medio. Esto ocurre cuando el ángulo de incidencia adquiere un valor que se llama ángulo crítico; para el caso vidrio-aire el ángulo crítico es de 40.8º. Si se sigue aumentando el ángulo de incidencia, rayos E, F, G de la figura, entonces ya no hay rayos transmitidos; los rayos se reflejan dentro del vidrio formando ángulos de reflexión iguales a los de incidencia. Es decir, los rayos incidentes no logran escapar del vidrio. A ese fenómeno se le llama reflexión total.
DEMOSTRACION DE LA LEY DE SNELL
- En este gráfico animado se puede ver la demostración. Los pasos están explicados más abajo.
- El frente de ondas AB que avanza en el medio amarillo empieza a tocar el medio verde en el punto A
- En el medio verde se propaga más lentamente.
- Mientras en el medio amarillo en un tiempo"t" avanza una distancia BM, en el medio verde avanza AN. Si V1 es la velocidad en el medio amarillo y V2 la velocidad en el medio verde:
- n1 = C / V1
- n2 = C / V2
- BM = V1· t
- AN = V2 · t
DEMOSTRACION DE LA LEY DE SNELL
- El rayo es perpendicular al frente de las ondas y la normal es perpendicular a la superficie de separación.
- En la figura vemos que el ángulo "i" (ángulo de incidencia) es igual al ángulo BMA, por tener los ángulos BMA y POB los lados perpendiculares.
- El ángulo de refracción "r" es igual al ángulo AMN por tener los ángulos QOS y AMN los lados perpendiculares.
- Por la definición de seno:
- sen i = BM/MA
- sen r = AN/ MA
DEMOSTRACION DE LA LEY DE SNELL
- Dividiendo sen i entre sen r
obtenemos:
BM —— Sen i MA BM V1t —— = —— = —— = —— Sen r AN AN V2t —— MA Sen i V1 —— = — Sen r V2
c — Sen i n1 n2 ——— = —— = —— Sen r c n1 —— n2
n1·sen i = n2 ·sen r
REFLEXIÓN ESPECULAR Y DIFUSA
- La reflexión Especular
está definida como la luz
reflejada a partir de una
superficie limpia con un
ángulo definido.
- Mientras que la Reflexión
difusa es producida por las
superficies rugosas que
tienden a reflejar la luz en
todas las direcciones.
- Hay mayor ocurrencias de
la reflexión difusa que la
reflexión especular en
nuestro medio ambiente
cotidiano.
Dirección de vibración
de la luz polarizada
Relieve: grado de visibilidad o sensacion de emergencia de un grano mineral.
Depende de la diferencia del indice de refraccion entre dos medios.
Relieve alto
Relieve bajo
Observando el relieve de dos minerales podemos determinar cual de ellos tiene
el índice de refracción mas alto (mayor relieve, mayor índice de refracción)
Si conocemos el valor numérico de el índice de refracción del medio
o de algunos minerales presentes, podemos aproximarnos al índice
de refracción del mineral problema.
Relieve mas alto
Relieve mas bajo
REFRACTOMETRIA
Cuando un rayo de luz pasa oblicuamente de un medio hacia otro de densidad diferente, su dirección cambia al atravesar la superficie que los separa. A esto se le llama refracción. Si el segundo medio es ópticamente mas denso que el primero, el rayo resultara mas perpendicular a la superficie divisora, se llama ángulo de incidencia, i, en tanto que el ángulo correspondiente en el segundo medio se le denomina ángulo de refracción, r.
El seno de i y el seno de r son directamente
proporcionales a las velocidades de la luz en los dos medios. La proporción sen i/sen r se llama índice de refracción n. Si el rayo incidente esta en el medio mas denso, n será ; menor que 1 ; si esta en el menos denso , mayor que 1 . Por lo general, se considera que n es mayor que 1 cuando el rayo pasa del medio opticamente menos denso (generalmente aire) al más denso.
• El índice de refracción:
es una característica constante para el medio considerado y se emplea en la identificación y determinación de la pureza de sustancias y para el análisis de la composición de mezclas binarias homogéneas de constituyentes conocidos.
El índice de refracción de una sustancia transparente disminuye en forma gradual al aumentar la longitud de onda, excepto en las regiones de absorción donde el índice de refracción varia abruptamente.
Al cambio de la refracción con la longitud de onda se le llama dispersión.
INDICE DE REFRACCION
• Es el número adimensional que expresa la relación existente entre la velocidad de la luz en el aire y la velocidad de la luz en el medio más denso (la gema). La medida del índice de refracción (o de los índices de refracción) de una muestra es fundamental para su determinación.
• Se lleva a cabo por medio de refractómetros, que son aparatos ópticos de precisión, pero de sencillo principio operativo y manejo, basados en el concepto de ángulo límite, que es el mayor ángulo de incidencia de un rayo luminoso en una gema, que permite la refracción del rayo. Si el ángulo de incidencia es mayor que el límite, se produce una reflexión.
• Existen tres tipos de refractómetros: el de ABBE, el de inmersión y el de Pulfrich. Este último se usa poco.
REFRACTOMETRO DE ABBE • El refractómetro, como
pieza fundamental, consta de un prisma recto de flint. Este vidrio posee un elevado poder dispersivo, propiedad que mide la separación angular relativa producida en los colores extremos del espectro..
• La sustancia líquida a ensayar se coloca en forma de gota sobre la cara pulimentada y libre del prisma; se aprisiona mediante otro prisma de igual forma, pero que posee esmerilada su cara externa. Ambos primas están unidos mediante una bisagra que permite el libre giro de uno de ellos.
• A continuación, se recogen varias imágenes del refractómetro de Abbé, según modelos aparecidos en años sucesivos al primero fabricado por Zeiss.
• Abbè, Ernst (1840 – 1905). Físico alemán cuyas innovaciones teóricas y técnicas
condujeron a grandes mejoras en el diseño del microscopio,
REFRACTOMETRO DE INMERSION
• Este tipo es el de manejo más simple, pero requiere 10-15 ml de muestra. Emplea luz blanca o artificial y contiene un compensador Amici como el que ya se ha descrito. El prisma simple está montado rígidamente en el telescopio conteniendo el compensador y el ocular.
• La escala está montada abajo del ocular en el interior del tubo. La superficie inferior del prisma se sumerge en un pequeño vaso conteniendo la muestra en un espejo abajo, para reflejar la luz hacia arriba a través del líquido. También se muestra el instrumento completo incluyendo el baño de agua para mantener una temperatura constante.
• La escala, situada en el plano focal del ocular, está graduada de -5 a +105. el campo estará parcialmente oscuro y en parte con luz, separado por una línea precisa. se lee la posición de esta línea de la escala, y se determina los décimos de división girando un tornillo micrométrico que está en la parte superior del instrumento, el cual desliza la escala hacia la línea límite, hasta que cubre la división más baja de la escala previamente anotada.
• el refractómetro de inmersión da una precisión mayor en su lectura que cualquier
oro tipo, excepto el refractómetro de interferencia.
• Como el índice de refracción cambia con la temperatura, debe escogerse una temperatura patrón. Esta, desgraciadamente es 17.5 ºC, que es muy difícil de mantener. La solución que va a probarse se introduce en un vaso muy pequeño, de diseño especial, colocado en un soporte dentro de un baño de agua iluminado desde el fondo. A través del baño se hace pasar una corriente de agua a la temperatura apropiada constante.
• proveniente de un tanque de nivel constante a una velocidad adecuada; también puede emplearse diversos tipos de baños de temperatura. Ese refractómetro correctamente ajustado, debe dar para el agua destilada a diversas temperaturas, las siguientes lecturas:
• 15° 15.5 18° 14.9
• 22° 14.0 16 15.3
• 19° 14.7 23° 13.75
• 17° 15.1 20° 14.5
• 24° 13.5 17.5° 15.0
• 21° 14.25 25° 13.25
• las lecturas, deben convertirse en concentraciones por medio de tablas publicadas, las más detalladas de la cuales son las de Agner, que generalmente se pueden obtener de los fabricantes de instrumentos. Estas tablas solo son aplicables a 17.5°C y no hay ninguna formula para convertirla a otras temperaturas. Sin embargo, existen tablas para el alcohol metílico y etílico a otras temperaturas.
• el intervalo de ese refractómetro es mucho más estrecho que el de Abbé, pero tiene la
ventaja de una mayor sensibilidad.
• Al grado con el que los granos minerales se quedan fuera del montaje normal de la lámina delgada (Bálsamo de Canadá, epoxy, etc.) se le denomina RELIEVE.
• El montaje normal corresponde, según la analogía topográfica, a un n= 1,54 para el Bálsamo de Canadá y a un n=1,55 para la epoxy.
• Así, será:
RELIEVE (-): n < 1.54 (los granos parecen sumirse en el bálsamo) RELIEVE (+): n>1.54 (los granos parecen destacarse del bálsamo)
• El método más usual para determinar el relieve es la Línea de Becke.
1. ¿Qué es la línea de Becke?
La línea de Becke es una banda o anillo visible en un borde de grano/cristal en luz plano-polarizada. se ve más claramente usando lentes de aumentos intermedios sobre el borde del grano, con el diafragma un poco cerrado.
• ¿Por qué aparece la línea de Becke?
Una línea de Becke es el resultado de dos hechos, ambos relacionados con la refracción a través de los bordes de grano:
a. El hecho de que los cristales en secciones delgadas tiendan a ser más espesos por el centro y más finos hacia los bordes hace que actúen como lentes (si el índice de refracción es mayor que el montaje medio los rayos convergen hacia el centro del grano; si el índice de refracción es inferior, los rayos divergen hacia el borde del grano).
b. La reflexión interna de la luz dentro del cristal debido a la presencia de bordes de grano verticales.
Estos dos efectos concentran la luz en una fina banda dentro del cristal con un alto índice de refracción.
• ¿Para que se usa la línea de Becke? Se usa para determinar el relieve de un cristal o grano en una sección delgada.
• ¿Cómo usar la línea de Becke?
El uso de la línea de Becke para determinar el relieve (positivo o negativo) es muy simple. Los pasos a seguir son los siguientes:
a. Asegurarse de que los polarizadores del microscopio no estén cruzados y de que tenemos luz plano-polarizada.
b. Seleccionar un cristal o grano que tenga bordes claros e incluidos en la lámina delgada.
c. Enfocar con objetivo intermedio o bajo sobre el borde del cristal o grano.
d. Cerrar un poco el diafragma.
e. Incrementar lentamente la distancia entre la sección delgada y el objetivo (desenfocar por alejamiento de la platina).
f. Veremos aparecer dos finas líneas en el borde del grano, una brillante (línea de Becke brillante o blanca) y una oscura (línea de Becke oscura). la línea de Becke brillante se mueve hacia el medio de mayor índice de refracción.
g. Un caso especial: Si el n del cristal o grano es aproximadamente igual que el n del bálsamo , las líneas brillante y oscura de Becke serán coloreadas.
En la primera foto se puede ver un borde de cristal y una línea de Becke (foto tomada a poca distancia del objetivo) y en la segunda, con la platina a mayor distancia, puede verse la línea de Becke introducida en un cristal de biotita - este mineral tiene mayor índice de refracción.
METODO DE LA ILUMINACION CENTRAL
• Permite comparar el “n” de un fragmento mineral con el “n” del líquido en el cual se halla sumergido en la sección delgada. Al aumentar o disminuir la “distancia libre de trabajo (DLT)” se observa que la región central del grano se aclara y oscurece alternadamente.
• Cuando el cristal tiene mayor “n” que el líquido (a en la Figura), la luz se concentra al aumentar la DLT; y se aleja hacia el líquido cuando esta disminuye.
• Cuando el cristal tiene menor “n” que el líquido que lo rodea (b en la Figura 4.1), ocurre lo contrario. Este fenómeno se produce porque el grano mineral actúa en conjunto como una lente.
• Para emplear este método es indispensable que el haz de luz que incida en el grano mineral esté bien centrado.
• Este método conviene aplicarlo cuando la diferencia de índices entre el mineral y el líquido es grande. Si los índices son parecidos, es necesario aplicar el método de la línea de Becke.
METODO DE LA ILUMINACION CENTRAL
METODO DE LA ILUMINACION OBLICUA
• Consiste en hacer incidir la luz del condensador oblicuamente en el cristal, para lo cual se interpone un objeto que corte la mitad del haz luminoso, antes o después de pasar por el objeto. Puede introducirse parcialmente para tal efecto una lámina compensadora o el analizador, hasta que las monturas de metal oscurezcan la mitad del campo.
• Cuando el cristal y el líquido de inmersión tienen índices diferentes, un sector del borde del cristal aparece oscuro, y el otro sector opuesto se ilumina. Además, se forman “bordes coloreados” por dispersión.
• Cuando el cristal y el líquido de inmersión tienen el mismo índice, aparece un borde rojizo en un lado y azulado en otro.
• Para aplicar este método es necesario que el usuario tenga una gran capacidad de apreciación de tenues diferencias en los matices de colores.
Los minerales sobre la luz polarizada
• Dos son las categorías
–Minerales isotrópicos o isótropos
–Minerales anisotrópicos o anisótropos
Minerales Isotrópicos: En un mineral isotrópico, o sea un mineral ópticamente homogéneo, el índice de refracción es constante, independiente de la dirección considerada, o sea, un rayo de luz se propaga con la misma velocidad en todas las direcciones. Consecuentemente las indicatrices de estos minerales serán esferas cuyos radios vectores son proporcionales a los de sus índices de refracción, conforme se muestra en la figura adjunta. Dado la homogeneidada del mineral solamente aquellos que cristalizan en un sistema de mayor simetría serán isotrópicos, o sea aquellos del sistema isométrico o cúbico. En el otro extremo, las sustancias que no poseen ningún arreglo cristalino, también serán isotrópicos.
Representación de una indicatriz isotrópica que corresponde a una esfera cuyo radio es proporcional al índice de refracción del mineral (n)
Minerales Anisotrópicos: Los minerales anisotrópicos son aquellos que presentan más de un índice de refracción en las diferentes direcciones de propagación de la luz en su interior, y así, sus indicatrices son representados por elipsoides de revolución de dos o tres ejes, donde cada uno de ellos (también formados de rayos vectores) representan un índice de refracción.
El rayo de luz no polarizado que incide en un cristal de calcita sufre el fenómeno de la doble refracción. El rayo ordinario (O) vibra perpendicularmente al plano de incidencia y es aquella que no sufre desviación al atravesar al mineral, al contario del rayo extraordinario (E), cuya dirección de vibración es perpendicular a aquel plano.
Los minerales anisotrópicos son divididos en dos grandes grupos denominados: Uniáxicos: con dos índices de refracción principales que comprenden a los minerales que cristalizan en los sistemas trigonal, tetragonal y hexagonal. Biáxicos: con tres índices de refracción principales y comprenden a los minerales que cristalizan en los sistemas ortorrómbicos, monoclínicos y triclínicos.
MINERALES ANISOTRÓPICOS: DOBLE REFRACCION DE LA
CALCITA
DOBLE REFRACCION DE LA CALCITA: PORQUÉ?
Dos rayos = dos imágenes: uno
vibra perpendicular a C (rayo ),
el outro vibra paralelo a C (rayo
)
Al girar la calcita: una imagen no
se mueve (rayo ), en tanto la
segunda si se mueve(rayo )
MINERALES ISOTRÓPICOS
Tipos de Extinción:
Extinción Recta o Paralela
Extinción Inclinada u Oblicua
Extinción Simétrica
CLIVAJE - ANISOTROPISMO -
EXTINCION
muscovita
PPL/X10 XPL/X10
XPL/X10
Extinción paralela
CUARZO
PPL/X5 XPL/X5
