kjell p skjerlie, 2002

Kjell P Skjerlie, 2002Kjell P Skjerlie, 2002

Etter at lyset fra lyskilden er planpolarisertEtter at lyset fra lyskilden er planpolariserttrenger det inn i mineralpreparatet. Vi skaltrenger det inn i mineralpreparatet. Vi skalnå lære hva som da skjer med lyset. nå lære hva som da skjer med lyset.

Før vi går i gang med dette må vi kort repetereFør vi går i gang med dette må vi kort repeterekrystallsystemene


Isometrisk (kubisk)Isometrisk (kubisk)

TetragonalTetragonalHeksagonalHeksagonal

OrtorombiskOrtorombiskMonoklinMonoklin

TriklinTriklin


aa11 = a = a22 = a = a33

aa11 = a = a22 c caa11 = a = a22 = a = a33 c c

a a b b c ca a b b c cαα 90 90a a b b c cαα ββ γγ 90 90

Hva som skjer med lys når det trenger innHva som skjer med lys når det trenger inni mineraler vil som vi skal se avhenge av i mineraler vil som vi skal se avhenge av hvilket krystallsystem mineralet tilhører.hvilket krystallsystem mineralet tilhører.


Når lyset treffer et mineralpreparat vil det automatiskNår lyset treffer et mineralpreparat vil det automatisksøke etter den orientering i mineralet der det slipper søke etter den orientering i mineralet der det slipper igjennom med minst motstand.igjennom med minst motstand.

Isometriske (kubiske) krystallerIsometriske (kubiske) krystaller

Uansett snittorientering vil planpolarisert lysUansett snittorientering vil planpolarisert lysmøte samme motstand slik at der ikke er noenmøte samme motstand slik at der ikke er noenforetrukne orienteringer. Det polariserte lysetforetrukne orienteringer. Det polariserte lysetvil derfor passere ubrutt gjennom kubiskevil derfor passere ubrutt gjennom kubiskemineraler.mineraler.

Slike krystaller vil alltid være svart med Slike krystaller vil alltid være svart med analysator inne analysator inne (ISOTROPE)(ISOTROPE)


Granat i planpolarisert lysGranat i planpolarisert lys Granat, analysator innsjaltetGranat, analysator innsjaltet


Krystaller som tilhører andre krystallsystemer ennKrystaller som tilhører andre krystallsystemer enndet isometriske er mer kompliserte. I disse vil lysetdet isometriske er mer kompliserte. I disse vil lysetmøte forskjellig motstand langs forskjellige plan.møte forskjellig motstand langs forskjellige plan.

I slike krystaller vil planpolarisert lys genereltI slike krystaller vil planpolarisert lys genereltbrytes i to stråler som svinger vinkelrett på hverandrebrytes i to stråler som svinger vinkelrett på hverandre

Dette fenomenet kalles derfor Dette fenomenet kalles derfor DOBBELTBRYTNINGDOBBELTBRYTNING

(engelsk: birefringence)(engelsk: birefringence)


Dobbeltbrytning er et komplisert fenomen, men sterktDobbeltbrytning er et komplisert fenomen, men sterktforenklet kan vi si at det innfallende lyset søker etter detforenklet kan vi si at det innfallende lyset søker etter detplan der det møter minst motstand. Lyset brytes deretterplan der det møter minst motstand. Lyset brytes deretteri to stråler slik at den ene strålen følger det valgte planet,i to stråler slik at den ene strålen følger det valgte planet,mens den andre følger et plan vinkelrett på det første.mens den andre følger et plan vinkelrett på det første.

Etter at den foretrukne svingeretningen er funnet dobbel-Etter at den foretrukne svingeretningen er funnet dobbel-bryter lyset slik at det innfallende lyset kan rekonstrueresbryter lyset slik at det innfallende lyset kan rekonstrueresved vektoraddisjon.ved vektoraddisjon.

Dobbelbrytning i kalkspatDobbelbrytning i kalkspatKjell P Skjerlie, 2002Kjell P Skjerlie, 2002

Dobbelbrytning er en svært viktig egenskap som viDobbelbrytning er en svært viktig egenskap som vimå forstå. Fenomenet gir opphave til interferensfargermå forstå. Fenomenet gir opphave til interferensfargersom er viktig for mineralidentifikasjon.som er viktig for mineralidentifikasjon.

DERSOM LYSET FRA POLARISATOR IKKEDERSOM LYSET FRA POLARISATOR IKKEFALLER SAMMEN MED EN AV MINERALETSFALLER SAMMEN MED EN AV MINERALETSTILLATTE SVINGERETNINGERTILLATTE SVINGERETNINGER vil lyset splittes i vil lyset splittes ito stråler som går med forskjellig to stråler som går med forskjellig hastighethastighet, dette, detteinnebærer at de to strålene har forskjellig innebærer at de to strålene har forskjellig brytningsindeksbrytningsindeks

Årsaken er atomanordningen i krystalleneÅrsaken er atomanordningen i krystallene


For å forstå dobbelbrytning skal vi først studereFor å forstå dobbelbrytning skal vi først studerelysbrytning i en kvartskrystalllysbrytning i en kvartskrystall


I et snitt vinkelrett på c-aksenI et snitt vinkelrett på c-aksenvil polarisators svingeretningvil polarisators svingeretningfalle sammen med en foretrukketfalle sammen med en foretrukketsvingeretning i kvarts. I dettesvingeretning i kvarts. I dettesnittet vil lyset derfor ikkesnittet vil lyset derfor ikkedobbelbrytes. Vi kan tenke oss atdobbelbrytes. Vi kan tenke oss atlyset fra polarisator går uhindretlyset fra polarisator går uhindretgjennom krystallengjennom krystallen

I de to andre tilfellene brytesI de to andre tilfellene bryteslyset i to stråler. En lyset i to stråler. En svinger i den foretrukne retningsvinger i den foretrukne retningog den andre svinger normaltog den andre svinger normaltpå den første og i et plan sompå den første og i et plan sominneholder c-aksen inneholder c-aksen


Rotasjonsellipsoidet kallesRotasjonsellipsoidet kallesfor et for et INDIKATRIKSINDIKATRIKS og ogviser hvorledes lysetsviser hvorledes lysetsbrytningsindeks varierer ibrytningsindeks varierer ikrystallen. Radius i krystallen. Radius i rotasjonsellipsoidet errotasjonsellipsoidet erproporsjonal med n og proporsjonal med n og dermed også med vdermed også med v

Husk at enhver n i indika-Husk at enhver n i indika-trikset forteller om n i dentrikset forteller om n i denretningen som lyset svinger,retningen som lyset svinger,ikke den retningen lysetikke den retningen lysetbrer seg!brer seg!


Husk også at n og v er omvendt proporsjonale slikHusk også at n og v er omvendt proporsjonale slikat en stor v gir liten n og vice versaat en stor v gir liten n og vice versa


Legg merke til at forskjellenLegg merke til at forskjelleni brytningsindeks mellomi brytningsindeks mellomde to lysstrålene (de to lysstrålene (ΔΔn) varierern) varierermed snittets orientering.med snittets orientering.

I kvarts vil vi ha maksimalI kvarts vil vi ha maksimalforskjell i forskjell i ΔΔn i snitt som ern i snitt som erparallelle med c-aksenparallelle med c-aksen


Nomenklatur i indikatriksetNomenklatur i indikatrikset

Planet som inneholder de foretrukne svingeretningenePlanet som inneholder de foretrukne svingeretningeneer sirkelformet og kalles for er sirkelformet og kalles for det optiske plandet optiske plan

Linjen vi kan trekke vinklerett på og gjennom sentrumLinjen vi kan trekke vinklerett på og gjennom sentrumav dette planet kalles for av dette planet kalles for den optiske akseden optiske akse

Strålen som svinger i det optiske planet kalles forStrålen som svinger i det optiske planet kalles forden ordinære stråle (den ordinære stråle (ωω)), den som svinger i planet som, den som svinger i planet sominneholder den optiske akse kalles for den inneholder den optiske akse kalles for den ekstraordinære stråle (ekstraordinære stråle (εε))


Lysbrytning i alle tetragonaleLysbrytning i alle tetragonaleog heksagonale krystaller kanog heksagonale krystaller kanbeskrives av indikatriks sombeskrives av indikatriks somvist til venstre. Dette indika-vist til venstre. Dette indika-trikset har en optisk akse, ogtrikset har en optisk akse, ogvi sier derfor at mineralenevi sier derfor at mineralenesom tilhører disse systemenesom tilhører disse systemeneer enaksete. er enaksete.

Enakset indikatriksEnakset indikatriks


Mineraler der Mineraler der εε > > ωω sier vi er enakset positive sier vi er enakset positive

Mineraler der Mineraler der εε < < ωω sier vi er enakset negative sier vi er enakset negative


InterferensfargerInterferensfarger

Bildet viser hvorledes etBildet viser hvorledes etaggregat av muskovitt-aggregat av muskovitt-krystaller ser ut med krystaller ser ut med analysator inne. Vi ser atanalysator inne. Vi ser atde forskjellige kornenede forskjellige kornenehar forskjellige farger.har forskjellige farger.

Fargene kalles for interferensfarger og de oppstår nårFargene kalles for interferensfarger og de oppstår nåranalysator kombinerer de to strålene som kommer utanalysator kombinerer de to strålene som kommer utav mineralet. Variasjonen i farge skyldes at vi studererav mineralet. Variasjonen i farge skyldes at vi studererforskjellige snitt i muskovitt.forskjellige snitt i muskovitt.


Teorien bak interferensfargerTeorien bak interferensfarger


De to lysstrålene svinger vinkelrett på hverandreDe to lysstrålene svinger vinkelrett på hverandreog har forskjellig n og dermed også hastighet.og har forskjellig n og dermed også hastighet.

Dette betyr at under passasjen gjennom krystallenDette betyr at under passasjen gjennom krystallenblir den ene strålen forsinket i forhold til den andre.blir den ene strålen forsinket i forhold til den andre.

Dette fører til en faseforskyvning av de to stråleneDette fører til en faseforskyvning av de to strålene

Vi må videre huske at hvitt lys består av lys av mange Vi må videre huske at hvitt lys består av lys av mange fargerfarger


Når de to strålene går ut av krystallen så vil noenNår de to strålene går ut av krystallen så vil noenfarger interferere destruktivt mens andrefarger interferere destruktivt mens andreinterfererer konstruktivt. Det betyr at vi ikke lengerinterfererer konstruktivt. Det betyr at vi ikke lengerobserverer hvitt lys, men i stedet en fargenyanseobserverer hvitt lys, men i stedet en fargenyanse(KOMPLEMENTÆRFARGEN) som er resultatet(KOMPLEMENTÆRFARGEN) som er resultatetav at en eller flere farger er fjernet mens andre erav at en eller flere farger er fjernet mens andre erforsterket. forsterket.

Dette er interferensfarger.Dette er interferensfarger.


Når vi snur mikroskopbordet en hel gang Når vi snur mikroskopbordet en hel gang observerer vi at krystallen lyser opp ogobserverer vi at krystallen lyser opp ogslukker ut 4 gangerslukker ut 4 ganger

Vi skal nå lære hvorfor dette skjerVi skal nå lære hvorfor dette skjer


Når polarisators svingeretning faller sammen med en av deNår polarisators svingeretning faller sammen med en av deforetrukne svingeretningene til krystallen i det gjeldendeforetrukne svingeretningene til krystallen i det gjeldendesnittet går lyset ubrutt igjennom. Dette skjer 4 ganger undersnittet går lyset ubrutt igjennom. Dette skjer 4 ganger underen omdreining. I disse posisjonene vil krystallen slukke uten omdreining. I disse posisjonene vil krystallen slukke utog bli svartog bli svart


Fra denne vektoranalysen kan vi se at vi må ha maksimalFra denne vektoranalysen kan vi se at vi må ha maksimalopplysning når svingeretningene er 45 grader på opplysning når svingeretningene er 45 grader på polarisators svingeretningpolarisators svingeretning


Vi har nå forklart hvordan interferensfarger oppstår, Vi har nå forklart hvordan interferensfarger oppstår, men hvorfor er fargene forskjellig i forskjellige snitt?men hvorfor er fargene forskjellig i forskjellige snitt?


Grunnen til det er at snitt som er paralelle til c-aksenGrunnen til det er at snitt som er paralelle til c-aksenvil ha maksimal vil ha maksimal n og derfor maksimale interferensfarger.n og derfor maksimale interferensfarger.

Snittet som en vinkelrett på c-aksen gir utslukning.Snittet som en vinkelrett på c-aksen gir utslukning.

Alle andre snitt gir interferensfarger mellom disse toAlle andre snitt gir interferensfarger mellom disse toytterpunktene.ytterpunktene.

Hvilke farger vi kan forvente hos et mineral kan vi finneHvilke farger vi kan forvente hos et mineral kan vi finnefra å studere det såkalte Michel-Levy kartetfra å studere det såkalte Michel-Levy kartet



Første ordenFørste orden

kjell p skjerlie, 2002

Documents