Поляризационный микроскоп: принцип работы и что смотрят в шлифе

Поляризационный микроскоп отличается от обычного двумя элементами: поляризатором под столиком и анализатором над объективом. Между ними находится шлиф, и именно взаимодействие поляризованного света с кристаллом даёт всю диагностическую информацию — интерференционные окраски, угасание, плеохроизм. Разбираем, как устроен прибор, что смотрят в каждом режиме и какие признаки позволяют определить минерал.

Из чего состоит прибор

Когда поляризатор и анализатор скрещены, а шлифа нет, поле зрения тёмное: второй поляризатор гасит свет, прошедший через первый. Всё, что мы видим при наблюдении породы, — это свет, «повёрнутый» кристаллом.

Режим 1: плоскополяризованный свет (анализатор выведен)

Наблюдения при одном поляризаторе дают первые диагностические признаки:

• Собственная окраска и плеохроизм — изменение цвета минерала при вращении столика. Характерно для биотита, роговой обманки, турмалина.
• Спайность — системы трещин, их количество и углы между ними. У амфиболов и пироксенов угол между системами спайности — ключевой различительный признак.
• Рельеф и полоска Бекке — насколько показатель преломления минерала отличается от окружающей среды. При подъёме тубуса светлая полоска смещается в сторону среды с большим показателем преломления.
• Форма зёрен и включения — идиоморфизм, зональность, продукты замещения.

Режим 2: скрещенные николи (анализатор введён)

Это основной рабочий режим петрографа.

• Интерференционная окраска зависит от двупреломления минерала и толщины шлифа. При стандартных 0,03 мм кварц даёт серо-белые тона первого порядка, кальцит — яркие перламутровые высоких порядков.
• Угасание — при повороте столика зерно четырежды за оборот становится тёмным. Угол между направлением угасания и элементом огранки (спайностью, удлинением) — измеряемая величина, различающая минералы одной группы.
• Двойникование — полисинтетические двойники плагиоклазов видны как система параллельных полос, гасящих поочерёдно. Это один из самых надёжных признаков.
• Изотропность — минералы кубической сингонии и стекло остаются тёмными при любом положении столика. Так отличают гранат и вулканическое стекло.

Режим 3: коноскопия

При введённой линзе Бертрана, максимальной апертуре конденсора и сильном объективе в поле зрения появляется интерференционная фигура. По ней определяют:

• одноосный минерал или двуосный;
• оптический знак — положительный или отрицательный;
• приблизительную величину угла оптических осей.

Коноскопия нужна, когда по обычным признакам минералы неразличимы: например, чтобы отличить кварц от нефелина в тонкозернистой породе.

Что требует прибор от шлифа

Точность определения напрямую зависит от препарата. Толщина обязана быть выдержана: справочные интерференционные окраски привязаны к 0,03 мм. Клин по толщине, выкрошенные зёрна, пузыри в клее и царапины делают наблюдение недостоверным. Как готовят шлиф под такие требования — в материале «Петрографический шлиф: как изготавливают прозрачный шлиф 30 мкм». Расходные материалы для этого маршрута собраны в разделе петрография.

Поляризационный и металлографический микроскоп: в чём разница

Есть и пересечение: поляризованный свет применяют и в металлографии — например, для выявления структуры в отражённом свете у анизотропных фаз. Каталог приборов — поляризационные микроскопы и металлографические микроскопы, для работы с крупными и перевёрнутыми образцами — инвертированные микроскопы.

На что смотреть при выборе

1. Оптика без внутренних напряжений. Объективы должны быть маркированы как предназначенные для поляризации — иначе картина искажается.
2. Центрируемый вращающийся столик с градуировкой и фиксацией — измерение углов угасания без него невозможно.
3. Комплект компенсаторов. Кварцевый клин и пластинка чувствительного тона закрывают большинство задач.
4. Коноскопический узел — линза Бертрана и апертурная диафрагма конденсора.
5. Цифровая камера и ПО. Нужны, если в отчёты идут снимки и требуется измерение по изображению.

Читайте также: Петрографический шлиф: как изготавливают прозрачный шлиф 30 мкм и Подготовка металлографического шлифа: от резки до финиша.