Двуосные кристаллы в сходящемся поляризованном свете

Интерференционные фигуры двуосных кристаллов получаются с помощью тех же приемов, которые описаны в разделе об одноосных кристаллах, т. е. с помощью линзы сходящегося света, объектива с большим увеличением и линзы Бертрана. Хотя интерференционные фигуры можно наблюдать на произвольных сечениях двуосных кристаллов, наиболее симметричные и самые информативные получаются на сечениях, перпендикулярных к оптическим направлениям X, Y, Z и к оптической оси.

Если угол 2V очень мал, в сечении, перпендикулярном к острой биссектрисе, при вращении столика в четырех положениях наблюдаются интерференционные фигуры, напоминающие фигуры одноосных кристаллов, т. е. черный крест, окруженный кольцевыми полосами интерференционных цветов. Однако когда столик поворачивается, черный крест разбивается на две гиперболы, которые слабо, но максимально удалены при повороте на 45°, а цветные полосы, которые называют изохроматическими кривыми, приобретают овальную форму. Гиперболы называют изогирами, а темные пятна — мелатопами. Мелатопы возникают на пиках изогир при повороте на 45° от лучей, идущих вдоль оптических осей кристалла. Таким образом, с увеличением оптического угла разобщение изогир увеличивается, а изохроматические кривые симметрично располагаются вокруг мелатоп, как показано на рис. 6.23. Для большинства кристаллов когда 2V превышает 60°, изогиры уходят из поля зрения при повороте на 45°, при этом чем больше угол оптических осей, тем быстрее они уходят.

Часть интерференционной фигуры, занятая изогирами, является темной, так как здесь направление колебаний света, прошедшего сквозь сечение, параллельно направлению колебаний в поляризаторе и анализаторе. Следовательно, черный крест наблюдается тогда, когда биссектриса тупого угла и оптическая нормаль совпадают с направлениями колебаний николей. Балка креста, параллельная оптической плоскости, уже и резче выражена, чем другая балка (см. рис. 6.23). Поскольку свет, распространяясь вдоль оптической оси, не испытывает двупреломления, точки его выхода во всех положениях интерференционной фигуры остаются темными.

Видимый угол оптических осей

Расстояние между точками выхода оптических осей зависит не только от угла 2V, но и от Nm — показателя преломления света в направлении оптических осей. Эти лучи преломляются при выходе из кристалла, образуя видимый угол оптических осей 2Е, который больше истинного угла 2V (рис. 6.24). Чем больше показатель преломления Nm, тем сильнее преломление. Следовательно, если у двух кристаллов углы 2V одинаковы, тот из них, у которого показатель Nm вышe имеет больший видимый угол, а интерференционная фигура у yего появляется дальше от оптической оси.

Полная оптическая фигура наблюдается на зернах, ориентированных перпендикулярно к оптической оси. Такие зерна легко выбрать в общей массе, так как при вращении столика они остаются существенно затемненными в скрещенных николях.

Фигура состоит из одной изогиры, в центре которой фиксируется изображение оптической оси. Если плоскость оптических осей параллельна направлению колебаний любого из николей, изогира пересекает центр поля в виде прямой балки. При вращении столика она изгибается, образуя гиперболу с наибольшей кривизной в положении поворота на 45°. В этом положении фигура оказывается такой же, как половина фигуры в сечении, перпендикулярной острой биссектрисе с выпуклой стороной изогиры, направленной в сторону острой биссектрисы. По мере увеличения угла 2V кривизна изогиры уменьшается, и когда 2V = 90°, изогира становится прямой (рис. 6.25).

Фигура тупой биссектрисы видна на сечениях, перпендикулярных этой биссектрисе. Если плоскость оптических осей параллельна направлению колебаний любого из николей, наблюдается черный крест. При вращении столика крест разбивается на две изогиры, которые быстро уходят из поля зрения в направлении острой биссектрисы. Фигура, получаемая в сечении, перпендикулярном тупой биссектрисе, расположенная в центре поля зрения, хотя и не столь информативна, как фигура в сечении, перпендикулярном острой биссектрисе, позволяет точно определить Nm и либо Np, либо Ng.

На сечениях, параллельных плоскости оптических осей, наблюдается фигура, напоминающая фигуру одноосного кристалла в сечении, параллельном оптической оси. Когда оптические направления X и Z параллельны направлениям колебаний николей, фигура представляет собой слабо обозначенный крест. При слабом вращении столика она расщепляется на гиперболы, которые быстро удаляются из поля зрения в квадранты, в которых расположены острые биссектрисы. На сечениях с максимальным двупреломлением наблюдается фигура разреза, перпендикулярного к оптической нормали, позволяющая измерить Np и Ng.