¡Descarga Introducció al microscopi petrogràfic y más Apuntes en PDF de Geología solo en Docsity!
El microscopi petrogràfic (o de polarització)
El microscopi petrogràfic és l’eina sobre la qual gira aquesta assignatura. La part de teoria pretén tractar els fonaments físics de la tècnica, a la part de pràctica, en canvi, es tracta d’exercitar-se en l’ús de l’aparell i explotar-ne totes les seves possibilitats. Per a poder treballar amb el microscopi des de l’inici dels curs, la primera pràctica es dedicarà en part a detallar els diversos components del microscopi.
Els principals components del microscopi són:
Ocular: l’ocular conté una lent, generalment de 10x augments, a través de l’ocular s’observa la làmina prima de roca. L’ocular és doble en els binoculars. De vegades conté una creu o una escala graduada.
Els augments totals es poden calcular fent el producte dels augments de l’ocular i de l’objectiu. Tots ells generalment gravats en els tubs on van inserides les lents.
Revòlver: fent-lo girar canviem entre els diversos objectius
Objectius: és el primer sistema d’augment de la imatge de la làmina prima, generalment n’hi ha 3 ó 4 en un revòlver rotatori amb diversos augments des de 2.5x fins a 50x.
Platina: plataforma rotatòria amb un forat per deixar passar la llum, on es situa la làmina prima.
Condensador: lent situada per sota de la platina, generalment s’hi pot posar i treure una lent addicional (condensador superior) per a crear llum divergent (ona esfèrica).
La distància del conjunt de condensadors es pot moure acostant-lo o allunyant-lo a la platina. En els models més antics (Carl Zeiss) en comptes de condensador hi ha directament la font d’il·luminació que també pot fer-se moure de forma similar.
Ajustaments d’enfocament : es tracta de dues rodetes laterals que mouen la platina i els accessoris subjacents acostant-la o allunyant-la de l’objectiu. L’extern (macromètric) és per a l’enfocament groller, mentre que l’intern (micromètric) permet afinar la focalització.
Polaritzador: situat per sota de la platina, converteix la llum no polaritzada de la font en llum polaritzada plana.
Analitzador : polaritzador situat a la part superior de microscopi, la seva direcció de polarització és a 90º de la del polaritzador inferior. Aquest polaritzador es pot retirar de la trajectòria de la llum (nícols paral·lels) o introduir-lo (nícols creuats). En posició de nícols creuats i sense làmina mineral a la platina el camp de l’ocular ha d’aparèixer completament negre.
Lent de Bertrand : lent situada sobre l’analitzador, s’utilitza per a enfocar la figura d’interferència. En general no es troba en la trajectòria de la llum, s’hi situa mitjançat algun dispositiu giratori. En els binoculars a sota d’aquest dispositiu n’hi ha un altre per a enfocar la figura d’interferència.
Compensadors: Són dispositius rectangulars que es poden insertar al microscopi a través de la ranura dels compensadors, a 45º de les direccions de vibració del polaritzador i l’analitzador. Es tracta de làmines de diversos minerals de retardament conegut per a mesurar el retardament del mineral que estem observant. Hi ha 3 tipus fonamentals de compensadors:
- ¼ λ o placa de mica
- λ o placa de guix
- falca de quars (retardament variable de 0 a 4λ)
A part d’aquests, altres components que podem trobar són: ·L’interruptor per encendre i apagar el llum (cal fer atenció a que s’encengui realment el llum per al mode de transmissió i no de reflexió). ·Diagrames, ajustadors de la intensitat de la llum i filtres diversos. ·Les rodetes i tibadors per a situar o treure polaritzadors i lents.
Modes d’operació:
Els microscopis binoculars tenen un accessori implementat per a la observació per reflexió, aquest mode constitueix un microscopi en ell mateix, i requereix una preparació de mostres diferents. El mode per reflexió és propi de l’estudi de minerals metàl·lics i es veurà en l’assignatura de jaciments minerals. Quan vulguem utilitzar el microscopi per transmissió cal assegurar-se de que el microscopi no té actius els components propis de la reflexió (la font d’il·luminació, i sobretot el tibador que determina el mode que utilitzem).
Dins del mode de transmissió (l’únic que es tractarà en aquesta assignatura) hi ha dues configuracions fonamentals (una té a veure amb la font l’il·luminació:
-Relleu: és la sensació d’aixecament o enfonsament que pot presentar un mineral respecte als que l’envolten. Parlem de sensació perquè està relacionat amb l’índex de refracció dels minerals i no tant amb la topografia de la làmina que en principi és completament plana.
-Pleocroïsme: és la variació de la tonalitat del color al girar la platina. Un fort pleocroïsme és indicatiu de forta birrefringència.
-Exfoliació: la veurem com línies que recorren l’interior de cristalls, de vegades es presentaran molt juntes, de vegades les veurem més aïllades.
-Fractures: són trencaments irregulars dels cristalls, no seran per tant rectilínies.
-Inclusions: són substàncies englobades pel mineral en el seu creixement, serà important determinar-ne la composició (si és possible) i descriure com es troben disposades.
Amb llum paral·lela i nícols creuats:
-Colors d’interferència: són els colors que observem amb l’analitzador actiu. Depenen (entre altres coses) del gruix de la làmina, per eliminar-ne aquesta dependència les làmines es tallen sempre del mateix gruix (30 μm). Si els colors d’interferència varien molt al girar la platina, això ens indica forta birrefringència.
-Extinció: és l’aparició del camp visual completament fosc indicant que la presència dels dos polaritzadors impedeix el pas de la llum. Pot ser: ·Total: en qualsevol posició del mineral apareix fosc, indica un mineral isòtrop o una secció isòtropa d’un mineral uniaxial. ·Parcial: al girar la platina els minerals apareixen successivament clars i foscos, si un determinat cristall no s’il·lumina i enfosqueix uniformement parlem d’extinció ondulant. Si en canvi ho fa uniformement segons la relació de l’extinció amb l’exfoliació parlem d’extinció recta (paral·lelisme entre la posició d’extinció i un dels sitemes de d’exfoliació) o extinció obliqua (si hi ha un cert angle entre la posició d’extinció i qualsevol dels sistemes d’exfoliació.).
-Macles: és el creixement conjunt de dos o més cristalls, poden ser de contacte (si els separa un pla) o de penetració (si els separa una superfície irregular indefinible). Si consten de només dos cristalls parlem de macles senzilles, si impliquen diversos cristalls en diem macles múltiples.
Amb llum divergent i nícols creuats
-Figures d’interferència: es tracta d’una imatge formada per l’acció de la llum que travessa els dos polaritzadors amb orientacions inicials molt diverses. Donen accés a la simetria de les propietats òptiques del cristall (i indirectament a la simetria de l’estructura cristal·lina). N’hi ha de 3 tipus principals:
·Tot fosc: indica que el cristall és isòtrop (simetria cúbica o substància amorfa)
·Uniaxial: s’observa una creu (centrada o no) les branques de la qual s’eixamplen lluny del centre (on hi ha la intersecció entre branques). Indica pertinència als sistemes hexagonal, tetragonal o romboèdric. ·Biaxial: s’observen dues branques corbades que (fent girar la platina) s’acosten i s’allunyen intercanviant els quadrants que ocupen. Indica pertinència als sistemes ròmbic, monoclínic o triclínic.
-Isocromes: són línies circulars del mateix color en la figura d’interferència, la seva presència indica elevada birrefringència.
-Signe òptic: es determina mitjançant la introducció del compensador (segons el mineral caldrà utilitzar un o altre compensador). Depenent de la presència de més o menys isocromes i de la orientació de la figura d’interferència, caldrà actuar d’una manera o altre per determinar-ne el signe òptic. Per aquells compensadors en que la direcció del cristall està marcada com paral·lela a l’eix curt del rectangle (vegeu la figura), la introducció del compensador adient provocarà dos efectes oposats dependent del signe òptic: ·Positiu (+). L’aparició de colors propers al blau en els quadrants superior dret i inferior esquerre (o la progressió de les isocromes cap al centre de la figura en el cas que n’hi hagi moltes); i colors propers al groc/rosat en els quadrants superior esquerre i inferior dret. (o la progressió de les isocromes cap a l’exterior de la figura d’interferència en el cas que n’hi hagi moltes). ·Negatiu (-). Els mateixos efectes descrits pel signe positiu, però intercanviant els quadrants.
La birrefringència (diferència de magnitud entre els diversos valors d’índex de refracció del medi) és una propietat que s’evidencia a partir d’indicis en altres propietats observables en configuracions diverses (pleocroïsme, colors d’interferència, isocromes).
Protocol bàsic de funcionament
Quan vulguem iniciar la observació d’una làmina prima fóra important fer primer dues coses:
-Comprovar que el microscopi es troba en bones condicions: la font d’il·luminació funciona, la part d’observació per reflexió es troba desactivada i localitzem els components dinàmics (diafragmes i tibadors de l’analizador i la lent de Bertrand). -Observar a ull nu la làmina, de vegades ja en podem extreure informació textural i després amb el microscopi podrem anar a buscar aquelles zones que ens interessin.
A continuació passem a les observacions en llum paral·lela no analitzada. Primer amb l’objectiu de menor augment i si cal, anar canviant a objectius de major augment.
Després passem a les observacions en llum paral·lela i nícols creuats. Canviant progressivament de grau d’augment (si cal) i retirant ocasionalment l’analitzador per a correlacionar propietats observades amb les dues configuracions.
