Техника - молодёжи 1956-05, страница 22

ИНСТРУМЕНТ Ns 1 МИНЕРАЛОГА И ПЕТРОГРАФА

ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЙ МИКРОСКОП

ОБНАРУЖИВАЕТ УДИВИТЕЛЬНОЕ СТРОЕНИЕ МИНЕРАЛОВ

П еред нашим взором развертывается феерическое зрелище, которое заимствует у калейдоскопа его причудливую яркую мозаику, а у старинных пастелей их самые нежные краски. Что же помещено на столике микроскопа?

Оказывается, мы рассматривали тоненькую — тоньше волоса — какую-то пластинку, помещенную между двумя покровными стеклами. Эта пластинка, сделанная из горной породы, почти что бесцветна. Откуда же взялось такое обилие красок?

Волшебная палитра обязана своим рождением совместному действию поляризации и интерференции света. Эти явления и используются в микроскопе, в который мы смотрели, — в поляризационном микроскопе — инструменте № 1 минералогов и петрографов.

Световые волны, как известно, поперечны. Колебания в световом луче совершаются в направлениях, перпендикулярных к лучу. В луче обычного света плоскость, в которой происходят колебания постоянно и необычайно быстро — несколько миллионов раз в секунду, меняет свое положение.

Кх-1

МРТИКЯЛЬНЯЯ

ш

Эта фотография пластинки горной породы получена с помощью обычного оптического микроскопа. Серый, белый и черный цвета не дают до-статочно точных сведений для определения минералов. Теперь взгляните на четвертую обложку и сравните разноцветное сияние всевозможных красок с этой черно-белой фотографией.

оба поляроида, и вместе они составят прозрачное тело. Если же плоскости поляроидов расположить под прямым углом друг к другу, то свет, пройдя через первый поляроид, пропускающий, например, только вертикальные колебания, не сможет пройти через второй, пропускающий только горизонтальные колебания. Оба поляроида в совокупности будут вести себя как непрозрачное тело.

В поляризационном микроскопе пластинку освещают светом, прошедшим через поляризационную призму или пленку поляроида. Рассматривают ее тоже сквозь поляризационное приспособление.

Как же действует пластинка из горной породы или минерала на свет, проходящий сквозь нее?

Кристаллические вещества анизотропны. Скорость света, проходящего через такое вещество, зависит от направления, по которому он идет.

Анизотропное вещество обладает двойным лучепреломлением. Луч света в нем разделяется на два луча, идущих с разны* ми скоростями. Из вещества один луч выходит раньше, другой— позже. Опоздание светового луча, конечно, очень мало. Оно измеряется длинами световых волн, тысячными долями миллиметра, — говорят о разности хода лучей в «полволны», в «четверть волны» и т. д.

Положим, что луч света опаздывает на «полволны». Он окажется «в противофазе» с другим лучом. Оба колебания уничтожаются, и от сложения двух лучей возникает темнота.

Длина волн видимого света лежит в пределах от 800 миллимикрон (красный Цвет) до 400 миллимикрон (синий цвет). Если разность хода между двумя лучами равна, например, 325 миллимикронам, то она будет соответствовать половине длины волны красно-оранжевого цвета. Следовательно, в свете, прошедшем через кристалл, этот цвет будет отсутствовать. Белый свет, лишившись краснооранжевых лучей, превратится в зеленый свет.

Каждое двоякопреломляющее вещество будет отнимать в поляризационном микроскопе от белого света те или другие лучи и приобретать определенную окраску. Вот почему при рассмотрении в этот микроскоп пластинки горной породы, состоящей из различных двоякопреломляющих веществ, возникает необычайная палитра красок.

Все составные части породы ярко выделяются своей

характерной окраской. Рас.

Вверху — схема вырезки частей поляризационной призмы николя из кристалла исландского шпата. Внизу — луч света (I), падающий на николь, раздваивается на А&а плоскополяризованных луча. Из николя выходит только один пло-скополяризованный луч (Е).

Рассматривание пластинки в обыЧном микроскопе таких богатых и подробных данных о структуре породы дать не может.

Внимательно рассматривая чудесную цветную мозаику, видимую в окуляр микроскопа, минералог определяет состав исследуемой горной породы.

(По материалам французского журнала «Наука и будущее», январь 1956 г.)

Колебания в луче обычного света грубо можно уподобить волнам, бегущим по веревке, один конец которой закреплен, а другой трясут во всевозможных направлениях. Но колебания верейки можно «поляризовать». Если пропустить веревку через решетку с вертикальными прутьями, то по участку веревки, находящейся за решеткой, будут итти только волны, лежащие в вертикальной плоскости.

У физиков есть приборы, с помощью которых можно поляризовать и свет.

Для получения плоскополяризованного света используются призмы, сделанные из особых кристаллов, а также специальные пленки, на которые нанесен слой из множества маленьких кристалликов — поляроиды.

Если два поляроида наложить друг на друга так, чтобы их плоскости поляризации были параллельны, то свет пройдет через

Объяснение н 4-й странице обложки

с помощью нового МИКРОСКОПА Я ПОЛУЧИЛ СОВЕРШЕННО ДРУГИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ.

Изошутка из немецкого туркала «Молодеть и техника».

На четвертой странице обложки показаны сделанные с помощью поляризационного микроскопа фотоснимки пластинок из горных пород и минералов.

Это не бессмысленное творение сюрреалиста, а нрасочная мозаииа, раскрывающая тайны строения вещества.

1, 2, 3. Перед нами базальт, обнаруживающий змеевидную структуру,— видно переплетение палочек плагиоклаза (разновидность полевого шпата) с вкраплениями зерен пироксена.

Плагиоклаз — слабо двоякопреломляющее вещество — дает в поляризованном свете серый цвет. Пироксен — вещество с более сильным двойным преломлением — дает цвета более яркие и лежащие ближе к фиолетовому концу спектра. При использовании дополнительной двоякопреломляющей пластинки палочки плагиоклаза, расположенные параллельно плоскости поляризации этой пластинки, становятся желтыми, а перпендикулярные к ней — синими.

4. Фотография пластинки из диорита (очень распространенной каменной породы вулканического происхождения), содержащей кварц. Половина площади занята полевым шпатом — плагиоклазом, другая половина — зеленым амфиболом. В поляризованном свете плагиоклаз узнается по последовательному чередованию светлых и темных полос.

5, 6. Специалист определит, что этот препарат содержит габбро с пироксеном, коричневый амфибол и биотит. Эти вещества обладают значительным двойным преломлением и дают нрасивые оттенки, дополняющие собственную окраску минерала.

Слева вы видите поляризационный микроскоп.