Polarização Petrográfica Parte III - Luz polarizada (PLM)

Luz polarizada (PLM)

Então, o que acontece com a luz em um escopo pol? Podemos pensar na luz como se movendo em raios lineares, com fótons vibrando em um plano ao longo do raio, como ondas em uma corda tremendo. Diferentes comprimentos de onda dentro desses planos de vibração aparecem como cores diferentes. A luz bruta é composta de muitos comprimentos de onda e orientações de vibração, mas um filtro polarizador espreme a luz em um único plano. Essencialmente, o filtro permite através das porções de luz que podem ser orientadas em seu plano de vibração, e bloqueia a luz que não pode caber nessa direção. O segundo filtro (chamado analisador) tem seu plano de vibração orientado perpendicularmente ao primeiro, e assim nenhuma luz passará por ela. Ou seja, nenhuma luz se apenas ar, líquido, vidro ou outro material isotrópico estiver presente entre os filtros.

Os minerais também polarizam a luz, devido às camadas ou planos dos átomos em suas estruturas cristalinas. A maioria realmente divide e polariza a luz em dois planos de vibração diferentes (duas refrações ou birrefringentes). Então, se você colocar um mineral birrefringente entre os dois filtros pol, a luz polarizada proveniente do primeiro filtro é convertida em uma ou duas novas direções de planos de vibração, e parte dessa luz pode passar pelo segundo filtro para chegar até você. olho. Apenas parte da luz original faz todo o caminho, daí a necessidade de uma fonte de luz forte.

A luz diminui à medida que se move para o mineral e os dois novos planos de vibração polarizadores conduzem a luz em taxas diferentes no mineral. Cada raio de luz também se dobra (refrata) ao entrar e sair do mineral, com um ângulo proporcional à sua mudança de velocidade. Então eles aceleram de volta para a mesma velocidade no ar do outro lado. No entanto, as ondas de luz dos raios estão agora fora de sincronia porque se moveram em diferentes velocidades dentro do mineral. Quando os planos de ondas são combinados em um plano pelo segundo filtro, as ondas "interferem" umas com as outras, produzindo novos comprimentos de onda com novos e surpreendentes "

Ferramentas como placas de onda de compensação também podem fornecer pistas para a identificação, enquanto os livros de referência fornecem tabelas de dados, descrições ópticas e metodologia. Há muitos escritos para estudantes e profissionais, e você deve ter um ou mais. Se o livro tem alguns anos ou décadas, não é um problema, pois a técnica não mudou muito e os minerais não mudaram nada! Minha própria biblioteca é bastante datada, na verdade. Phillips tem vários capítulos sobre o uso do estágio universal, enquanto Kerr tem uma boa seção sobre características minerais. Ehlers é um dos recursos mais abrangentes, e petrografia / atlas livros são ótimos para ilustrar o que você realmente vê. Esses favoritos são:  

Mineralogia óptica por Paul Francis Kerr (1977, McGraw Hill)

Mineralogia óptica por Ernest Ehlers (em dois volumes, 1987, Blackwell Scientific)

Óptica Mineral por Wm. Revell Phillips (1971, Freeman)

Petrografia de rochas ígneas e metamórficas por AR Philpotts (2003, Prentiss Hall)

Atlas de minerais formadores de rochas na seção fina de Mackenzie e Guilford (1984, Longman)

Qualquer material cristalino pode revelar características de sua estrutura e química via PLM, incluindo novas cores maravilhosas. Não apenas rochas e minerais inorgânicos, mas também partes duras de plantas e animais, e cristais orgânicos formados por doenças. Efeitos interessantes e bonitos podem aparecer, assim como novos detalhes, então vale a pena dar uma olhada em quase todas as amostras que você está estudando. E isso é fácil de fazer com um escopo pol.

A algumas imagens de meus slides basalto estão abaixo, mostrando cores de interferência típico de minerais birrefringentes comuns. Veja esta página da Universidade do Estado de Idaho sobre as seções finas de rochas, que desde o final do século XIX forneceram a evidência de muito do que sabemos sobre a Terra. Onde estaria a ciência sem microscópios?

Embora todos os principais fabricantes produzam modelos de microscópios de polarização (veja abaixo), houve algum declínio nos últimos anos em seu uso em educação e pesquisa geológica. Considerando que a Terra é feita de rochas, e as rochas não podem ser estudadas ou entendidas sem microscópios petrográficos, isso não é bom! Veja este artigo de Mickey Gunter sobre o problema.