Пример: Транспортная логистика
Я ищу:
На главную  |  Добавить в избранное  

Минералогия /

Изучение оптических свойств минералов

←предыдущая  следующая→
1 2 3 4 5 6 7 8 



Скачать реферат


Содержание.

Введение--------------------------------------------------------------------------------------2

1. Понятие о плоскополяризованном свете. Двупреломление.-------------------4

2. Оптическая индикатриса кристаллов различных сингоний.-------------------8

3. Устройство микроскопа и его поверки.-------------------------------------------14

4. Изучение оптических свойств кристаллов при одном николе.---------------20

5. Ход лучей через систему поляризатор-кристалл-анализатор.---------------26

6. Изучение оптических свойств кристаллов при двух николях.---------------29

7. Характеристика простых форм и комбинаций кристаллов.------------------38

Заключение---------------------------------------------------------------------------------43

Используемая литература.---------------------------------------------------------------44

Приложения---------------------------------------------------------------------------------45

Введение.

Наука о кристаллах - кристаллография - изучает законы строения твердых тел, характеризует кристаллическое вещество закономерным геометрически правильным внутренним строением.

Доказано, что кристаллическое строение свойственно подавляющему большинству минералов и горных пород, слагающих земную кору, а значит имеет первостепенное значение в строении Земли.

В промышленности все материалы (металлы и сплавы, каменные строительные материалы, цемент и кирпич, и п.т.) состоят из кристаллических зерен минералов.

Кристаллография создала целый ряд специальных кристаллографических методик, имеющих большое практическое значение и распространение.

Наука о кристаллах дает общее понятие о свойствах и строении твердого вещества. Поэтому входит в комплекс общеобразовательных дисциплин и является основой для происхождения предметов минерального цикла – минералогии, петрографии, геохимии, учения о месторождениях полезных ископаемых.

Многие учёные России внесли вклады в развитие этой науки. Такие как: М.В.Ломоносов, А.В.Гадолин, Е.С.Федоров, Ю.В.Вульф и многие другие. Кристаллография и в настоящее время представляет огромный интерес и постоянно пополняется новыми специалистами.

Большую роль в исследовании кристаллов играет изучение их оптических свойств, которые носят строго закономерный характер. Кристаллы определенного со¬става и строения обладают постоянными оптическими характеристиками, которые исследуют при помощи по¬ляризационных микроскопов. Это позволяет определять минералы в любой смеси — горной породе, строитель¬ном материале. Методы оптического исследования на¬шли широкое применение в геологии, химии и технологии строительных материалов. Так, например, при изготов¬лении цемента они используются для контроля за це¬ментным клинкером.

Основные оптические свойства кристаллов — прелом¬ление, двупреломление, поляризация и интерференция света. Оптические свойства кристаллов выражаются их оптической индикатрисой.

Петрография (петрология) — наука геологического цикла, в задачу которой входит всестороннее изучение горных пород.

Под названием «горная порода» понимается природный минеральный агрегат более или менее определенного состава и строения, являющийся продуктом геологических процессов и образующий в земной коре самостоятельные тела.

Универсальным методом исследования горных пород является изучение их в шлифах под микроскопом. Для большинства горных пород этот метод позволяет быстро и достаточно точно определять минеральный состав породы, детали ее строения, характер и степень вторичных изменений и ряд других особенностей. Для точного определения констант минералов применяются федоровский метод, иммерсионный метод и др.

Кристаллооптический метод изучения горных пород основан на использовании поляризованного света, применяемого в поляризационных микроскопах, современные модели которых дают увеличения свыше 1000х. Такие возможности широко раздвигают рамки исследования, позволяя определять оптические свойства минералов в мелких зернах, изучать минеральный состав и строение породы.

Кристаллооптический метод требует знания основ оптики и геометрической кристаллографии, без чего сущность оптических явлений, наблюдаемых под микроскопом, не будет понятна.

1. Понятие о плоскополяризованном свете. Двупреломление.

Свет - сложное природное явление, представляющее собой, с одной стороны - непрерывный поток материальных частиц - фотонов, характеризующихся определенной энергией и количеством движения, с другой стороны - волновое электромагнитное колебание, возникающее при изменении напряжений электрического и магнитного векторов. Оба вектора равны между собой, взаимно перпендикулярны и одновременно перпендикулярны к направлению распространения света.

Если в каждую единицу времени направления колебаний электрического и магнитного векторов меняются так, что в направлении распространения светового луча одновременно происходит поступательное и вращательное движение этих векторов при постоянной скорости их колебаний, то такой свет называется обыкновенным, или естественным (рисунок 1,а). Если колебания световых волн совершаются только в одной определенной плоскости, такой свет называется плоскополяризованным, пли просто поляризованным (рисунок 1,б). Плоскость, в которой происходят колебания световых волн, называется плоскостью колебаний Q, перпендикулярная к ней плоскость Р - плоскостью поляризации. Плоскополяризованный свет возникает либо при отражении от гладкой поверхности (частичная поляризация), либо при прохождении света через кристалл.

Электромагнитные колебания являются гармоническими и, как всякие гармонические колебания, характеризуются такими элементами, как длина волны, амплитуда, фаза, частота и т.д. Видимый свет обусловлен волнами, имеющими длину от 380 до 780 мкм. В этом интервале каждая волна определенной длины имеет определенный цвет. Свет какой-либо одной длины волны называется монохроматическим. Рентгеновские лучи и радиоволны имеют также электромагнитную природу и отличаются от видимого света только длиной волны. У первых длина волны меньше 380 мкм, а у вторых - больше 780 мкм.

Если два луча распространяются в одном и том же направлении и обладают одной и той же длиной волны, то они взаимодействуют или интерферируют между собой. Наиболее простой случай интерференции наблюдается, когда оба интерферирующих луча поляризованы в одной плоскости.

Суммарный эффект всех волн дает белый цвет. Сложность его состава обнаруживается при разложении света призмой. Обычно в спектре видимого света различают следующие цвета: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый.

Рисунок 1 - Схема электромагнитных колебаний: а) естественного света; б) плоскополяризованного света; Е – вектор электрической напряженности; Н – вектор магнитной напряженности.

Интерференция света

При взаимодействии двух по¬ляризованных лучей, колебание которых происходит в одной плоскости, возникает определенный световой эф¬фект, который называют интерференционным.

Эффект интерференции света зависит от так назы¬ваемой разности хода световых волн этих двух лучей. Яркость светового луча, которую они создают, при этом может усиливаться или уменьшаться вплоть до полной темноты. Если взаимодействующие поляризованные лу¬чи пропускают через кристалл, то возникает определен¬ная окраска, называемая интерференцией. В таком ви¬де этот эффект используется в поляризационном микро¬скопе для диагностики минералов

Преломление лучей.

При переходе света из одной среды в другую происходит изменение скорости распространения света, или преломление световых лучей. Это происходит из-за того, что скорость распространения света в разных средах различна. В вакууме она приблизительно равна 300 000 кмс, во всех других средах меньше.

Существует определенная зависимость между углом падения луча и изменением скорости. Для данных двух сред отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная, равная отношению скорости света в первой среде к скорости света во второй среде. Это отношение называется показателем преломления среды второй относительно первой и обозначается N.

Показатель преломления какой-либо среды относительно пустоты называют абсолютным показателем преломления. Вследствие того, что скорость распространения света в пустоте является наибольшей, абсолютный показатель преломления всегда больше единицы. Практически показатель преломления определяется относительно воздуха (N = 1,0003).

При прохождении света из среды с меньшим показателем преломления в среду с большим показателем преломления угол преломления меньше угла падения. Если же свет идет из среды с большим показателем преломления, то угол преломления больше угла падения. Поэтому из пучка лучей найдется луч, который после преломления пойдет по границе сред. Угол падения такого луча называется предельным.

При угле падения, большем предельного, падающий луч полностью отразится от поверхности раздела двух сред. Это явление носит название полного внутреннего отражения. Таким образом, полное внутреннее отражение наблюдается тогда, когда луч из среды с большим показателем преломления попадает в среду с меньшим показателем преломления под углом,

←предыдущая  следующая→
1 2 3 4 5 6 7 8 



Copyright © 2005—2007 «Mark5»