Оптическая индикатриса двуосных кристаллов

 

К оптически двуосным кристаллам относятся кристаллы низших сингоний: ромбической, моноклинной и триклинной.В двуосных кристаллах оптическая индикатриса имеет форму трехосного эллипсоида с тремя взаимно перпендикулярными, разными по величине осями, полуоси которых соответствуют трем предельным по величине показателям преломления: ng - максимальный, nm - промежуточный и nр - минимальный. Таким образом, в двуосных кристаллах имеются не два, а три показателя преломления. Каждый из разрезов кристалла характеризуется двумя показателями преломления, отвечающими двум осям эллиптического сечения.

Различают оптически положительные и оптически отрицательныедвуосные кристаллы. Кристалл считается положительным, если биссектрисой острого угла оптических осей является ось индикатрисы Ng. Если биссектрисой острого угла оптических осей является ось Nр, то кристалл будет называться оптически отрицательным.

Оптическая индикатриса двуосных положительных кристаллов характеризуется следующими элементами:

1) оси индикатрисы Ng, Nm, Nр. Они взаимно перпендикулярны и соответствуют трем показателям преломления ng, nm, nр

2) три главные взаимно перпендикулярные сечения индикатрисы NgNр, NgNm, NmNр – каждое из них попарно соединяет две оси индикатрисы. Величина двупреломления на разрезах, параллельных этим сечениям, соответственно равна ng - np, ng - nm, nm - np

3) два круговых сечения с радиусом, равным Nm. Двупреломление здесь равно 0. Каждое круговое сечение перпендикулярно одной из оптических осей. Круговые сечения располагаются ближе к оси Nр, что возможно только при таких соотношениях главных показателей преломления, когда ng - nm>nm - nр

4) две оптические оси, каждая из которых перпендикулярна к одному из круговых сечений. Оптические оси лежат в плоскости NgNр, поэтому плоскость NgNр носит название – плоскость оптических осей

5) 2V– острый угол между оптическими осями. Его величина меняется от 0 до 90º. При 2V = 0 – это одноосный минерал, а при 2V = 90º - это оптически нейтральный минерал

6) Ng – биссектриса острого угла 2V, поэтому называется острой биссектрисой

 

 
 

 

 

Рис.6. Сечения индикатрисы двуосного положительного кристалла:

1 - общий вид индикатрисы и ориентировка сечений; 2 - первое главное сечение (NgNp) - плоскость оптических осей; 3 – второе главное сечение (NgNm); 4 – третье главное сечение (NmNр); 5 – наклонное сечение (N´gN´p); 6 - изотропное сечение

 

 

7) Nр – тупая биссектриса, делящая пополам тупой угол между оптическими осями

8) Nm – оптическая нормаль, перпендикулярная к плоскости оптических осей NgNр

 

 
 

а б

 

Рис.7. Индикатриса кристаллов низших сингоний: а – положительного; б – отрицательного

 

Оптическая индикатриса двуосных отрицательных кристаллов характеризуется практически теми же элементами, что и индикатриса положительных кристаллов, но имеются и отличия:

 

1) три взаимно перпендикулярные оси индикатрисы Ng, Nm, Nр соответствуют трем показателям преломления ng, nm, nр

2) три главных взаимно перпендикулярных сечения NgNр, NgNm , NmNр, имеющие соответственно величину двупреломления ng - np, ng - nm,

nm - np

3) два круговых сечения с радиусом, равным Nm, и двупреломлением, равным нулю

Круговые сечения располагаются ближе к Ng, что возможно только при соотношении показателей преломления ng - nm<nm - nр

4) две оптические оси, каждая из которых перпендикулярна к одному из круговых сечений, лежащие в плоскости NgNр – плоскости оптических осей

5) 2V – острый угол между оптическими осями. Его величина меняется от 0 до 90º. При 2V = 0 – это одноосный минерал, а при 2V = 90º - это оптически нейтральный минерал

6) Nр – острая биссектриса, делящая пополам острый угол 2V

7) Ng – тупая биссектриса, делящая пополам тупой угол между оптическими осями

8) Nm – оптическая нормаль, расположенная перпендикулярно к плоскости оптических осей NgNр.

Таким образом, в двуосных кристаллах все три показателя преломления изменяются в зависимости от сечения кристалла. Величина двупреломления колеблется от максимального значения в плоскости оптических осей до минимального в изотропном круговом сечении. На разрезе, перпендикулярном тупой биссектрисе, величина двойного лучепреломления всегда больше, чем на разрезе, перпендикулярном острой биссектрисе. Эти данные можно свести в таблицу 2:

 

Таблица 2

 

Оптичес-кий знак Разрез, параллель ный плос- кости опти -ческих осей Разрез, перпендику-лярный тупой биссектрисе Разрез, перпендику-лярный острой биссектрисе Разрез, перпендику-лярный опти -ческой оси
+ NgNр NgNm NmNр круг с радиусом Nm
ng - np > ng - nm > nm - np >
- NgNр NmNр NgNm круг с радиусом Nm
ng - np > nm - np > ng - nm >