Mdulo IMineralogaMdulo IMineraloga

Tema: MICROSCOPIA OPTICA DE LUZ TRANSMITIDA

Prof.: Osvaldo Rabbia UdeC - GEA

zz LuzLuz:: es una forma de energa electroes una forma de energa electro--magntica, que puede ser transmitida magntica, que puede ser transmitida de un lugar a otro a una velocidad finita.de un lugar a otro a una velocidad finita.

zz Luz visibleLuz visible:: constituye una pequea constituye una pequea porcin del espectro electromagntico porcin del espectro electromagntico continuo de radiacin (rayos csmicos continuo de radiacin (rayos csmicos ondas de radio) que puede percibir ondas de radio) que puede percibir el ojo humano.el ojo humano.

Mineraloga pticaMineraloga ptica

Visible / Luz blancaVisible / Luz blanca

(390 a 710 (390 a 710 nmnm))

400400

700700

600600

500500

UVUV

IRIR(nm)(nm)

Csmicos

Gama

Rayos-X

Ultravioleta

Infrarrojo

Microondas

Ondas de radio

Ondas elctricas largas

(nm)(nm)

10 10 --88

10 10 --44

10 10 00

10 10 44

10 10 88

10 10 1212

10 10 1616

Dispersin de luz Dispersin de luz blancablanca

(nm = manmetro; 1 nm billonsima parte de 1 m; 1 nm= 10-9 m)

Longitudes y FrecuenciasLongitudes y Frecuencias

(Hz: ciclos por segundo)

Celda Unidad(cristales)

La LuzLa Luz: partcula : partcula vs.vs. ondaondaDos teoras complementarias han sido propuestas para explicar elDos teoras complementarias han sido propuestas para explicar elcomportamiento de la luz y el modo por el cual esta viaja:comportamiento de la luz y el modo por el cual esta viaja:

1) La luz como 1) La luz como partculapartcula. Liberacin de una pequea . Liberacin de una pequea canticanti--dad de energa en forma de dad de energa en forma de fotonesfotones cuando un tomo es cuando un tomo es excitado.excitado.

2) La luz como 2) La luz como ondaonda. . Energa radiante que viaja como una Energa radiante que viaja como una ondaonda de un punto a otro.de un punto a otro.

Teora OndulatoriaTeora Ondulatoria. D. Desarrollada por Huygens (1690), Young(1799) y Fresnel (1815-1823), y modificada por Maxwell (1873).

La teora de onda describe muy bien todos los fenmenos de La teora de onda describe muy bien todos los fenmenos de polarizacin, reflexin, refraccin e interferencia de la luz, qpolarizacin, reflexin, refraccin e interferencia de la luz, que ue constituyen los principios bsicos de la constituyen los principios bsicos de la mineraloga pticamineraloga ptica..

Componentes de un rayo de luzComponentes de un rayo de luz

Componente Magntico

Componente Elctrico

Direccin de propagacin

Vector Vector elctricoelctrico

Vector Vector magnticomagntico

Los componentes o vectores elctricos y magnticos vibran

entre s y a la direccin de propagacin de la luz

Los componentes o vectores elctricos y magnticos vibran

entre s y a la direccin de propagacin de la luz

LPP

= = // = =

Debido a que la luz es una onda Debido a que la luz es una onda electromagelectromag--nnticatica oscilatoria, oscilatoria, sta interactuarsta interactuar con el con el campo elcampo elctrico producido por los ctrico producido por los tomos tomos que constituyen los minerales. que constituyen los minerales.

Como cualquier interacciComo cualquier interaccin toma una cantidad n toma una cantidad finita de tiempo, las interacciones de los finita de tiempo, las interacciones de los vectores elvectores elctricos de las ondas de luz, con ctricos de las ondas de luz, con los campos ellos campos elctricos de los ectricos de los e-- y ny ncleos en cleos en la materia, hacen que la la materia, hacen que la luzluz disminuya al disminuya al atravezar materiales transparentes, respecto atravezar materiales transparentes, respecto de la de la luzluz en el vacen el vaco absoluto o el aire. o absoluto o el aire.

El ndice de refraccin El ndice de refraccin nn de una sustancia o medio transde una sustancia o medio trans--parente es la propiedad ptica ms importante y se define parente es la propiedad ptica ms importante y se define como:como:

nnxx = = aireaire//mediomedio ((nn ctecte.).)(Se asume que el n de la luz en el aire es esencialmente el mismo que en el vaco; = 1)

Si Si nnxx y y nnyy son ndices de refraccin de 2 materiales son ndices de refraccin de 2 materiales diferendiferen--testes::

nnxx//nnyy = (= (aireaire//xx)/()/(aireaire//yy) ) yy//xx ((nnxx= 1/= 1/xx))Los Los nn dependen tanto de la sustancia como del tipo de luz.dependen tanto de la sustancia como del tipo de luz.

La La luzluz es ms lenta en el agua, vidrio y cristales que en el es ms lenta en el agua, vidrio y cristales que en el aire, por lo tanto sus aire, por lo tanto sus nn > 1. > 1. (( < < x x >>nn))

Mayores Mayores nn se asocian con menores se asocian con menores luzluz

ndice de Refraccin (ndice de Refraccin (nn))

El comportamiento de la luz al introducirse en un cristal est cEl comportamiento de la luz al introducirse en un cristal est conon--troladotrolado fundamentalmente por la estructura cristalina. fundamentalmente por la estructura cristalina. La mayora La mayora de los minerales transparentes presentan de los minerales transparentes presentan ndices de refraccinndices de refraccincomprendidos en el rango 1,4 a 2,4.comprendidos en el rango 1,4 a 2,4.

Los minerales transparente con alto Los minerales transparente con alto nn (>1.9) tienen un aspecto (>1.9) tienen un aspecto brillante conocido como brillante conocido como brillo diamantino brillo diamantino (circn, casiterita, (circn, casiterita, rutiruti--lo, diamante, etc.),lo, diamante, etc.), mientras que los minerales con n menores tienen brillo vtreo brillo vtreo (cuarzo, anhidrita, plagioclasa, etc..).(cuarzo, anhidrita, plagioclasa, etc..).

2.419diamante1.5 a 1.9vidrio (tpico)1.661bromo1.516sal de roca1.4729glicerina1.333agua lquida (20C)1.31hielo de agua1.00045dioxide de carbono1.0002926aire1.000036helion (a 589.3 nm)Material

MineralesMinerales

GasesGases

SlidosSlidos

LquidosLquidos

((1.4 1.4 --2.4)2.4)

Se reconocen dos tipos bsicos de comportamiento ptico de los materiales:

1. Istropos: Minerales con igual ndice de refraccin en todas las direcciones. En esta categora se encuen-tran los materiales vtreos (no cristalinos) y los crista-les del sistema cbico.

2. Anistropos: Minerales con ndices de refraccin que varan segn las diferentes direcciones cristalogrfi-cas. Todos los cristales no cbicos pertenecen a esta categora (sistema tetragonal, hexagonal, tricl-nico, monoclnico y ortorrmbico).

Comportamiento de la luz al atravesar los cristales

Estructura Estructura de la calcitade la calcita

CaCa+2+2OOCCCOCO33--22

bbaa

cc

n n =1.658=1.658

COCO33CaCa

n n =1.486=1.486

Mineral anistropoMineral anistropo

n1.515

1.520

1.525

1.530

1.535

1.540

1.545

1.550

1.555

1.560

1.565

1.570

1.575

1.580

F

e

l

d

e

s

p

a

t

o

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Resina epoxy

(1.658)

(1.486)n

1.515

1.520

1.525

1.530

1.535

1.540

1.545

1.550

1.555

1.560

1.565

1.570

1.575

1.580

Variacin Variacin del del nn

debido a la debido a la orientacin orientacin del cristaldel cristal

n

d

i

c

e

d

e

r

e

f

r

a

c

c

i

n

Comportamiento de la luz al Comportamiento de la luz al cambiar de medio de propagacincambiar de medio de propagacin

zz La velocidad La velocidad de propagacide propagacin den de un haz de un haz de luz (luz (luzluz) ) cambia con las propiedades del cambia con las propiedades del medio en el que viaja o con el cambio de medio en el que viaja o con el cambio de medio (ej: alta medio (ej: alta mediomedio baja baja luzluz y vicevery vicever--sa) sa)

zz Cuando la luz pasa oblicuamente de un Cuando la luz pasa oblicuamente de un medio a otro, en el cual se mueve a medio a otro, en el cual se mueve a , , experimenta unexperimenta un cambio brusco en su cambio brusco en su trayectoria, que se conoce comotrayectoria, que se conoce como refraccinrefraccin

Por lo tanto, para dos sustancias con la misma Por lo tanto, para dos sustancias con la misma comcom--posiciposicin, pero diferentes n, pero diferentes (diferente n(diferente nmero de mero de tomos por unidad de volumen), tomos por unidad de volumen), la la luzluz serser menor menor en la sustancia con mayor en la sustancia con mayor ..

En el vacEn el vaco perfecto la luz viaja su o perfecto la luz viaja su mmximaxima ((~300.000 km/seg). En todas ~300.000 km/seg). En todas las demlas dems sustancias lo hace a s sustancias lo hace a menores.menores.

Mientras mMientras ms s ee-- y ny ncleos haya en cleos haya en un determinado volumen de materia, un determinado volumen de materia, mayor sermayor ser la pla prdida de rdida de luzluz . .

Contornos de densidad de electro-nes en una placa de alumino

Un ejemplo de esto, es el caso de los polimorfos Un ejemplo de esto, es el caso de los polimorfos sillimanitasillimanita y y cianitacianita. Ambos tienen la misma . Ambos tienen la misma composicicomposicin (n (AlAl22SiOSiO55), pero la ), pero la cianitacianita es 3.53 es 3.53 gr/cmgr/cm33 y la y la sillimanitasillimanita es de 3.23 gr/cmes de 3.23 gr/cm33. La . La luzluz en en la sillimanita es la sillimanita es ~~181.000 km/seg, mientras que 181.000 km/seg, mientras que en la cianita es de en la cianita es de ~~175.000 175.000 km.km./seg./seg.

Cianita (Cianita (AlAl22SiOSiO55))

= 3.53= 3.53

SillimanitaSillimanita ((AlAl22SiOSiO55))

= 3.23= 3.23

Si 2 minerales tienen aproximadamente el mismo nmero de Si 2 minerales tienen aproximadamente el mismo nmero de tomos por unidad de volumen, el mineral que contiene ms tomos por unidad de volumen, el mineral que contiene ms ee-- por unidad de volumen tendr una por unidad de volumen tendr una luzluz menor. menor. EjEj: la : la periclasapericlasa (MgO) y la (MgO) y la wustitawustita (FeO) tienen volmenes (FeO) tienen volmenes molares muy similares. Como un tomo de O molares muy similares. Como un tomo de O ((Z=8Z=8)) tiene 8 etiene 8 e--, , uno de Mg (uno de Mg (Z=12Z=12) 12 e) 12 e-- y uno de Fe (y uno de Fe (Z=26Z=26) tiene 26 e) tiene 26 e--, la , la wustitawustita tendr 34 etendr 34 e-- por grupo por grupo FeOFeO, mientras que la , mientras que la periclasapericlasasolo 20 esolo 20 e-- por por MgOMgO. Debido a la similitud en sus volmenes . Debido a la similitud en sus volmenes molares, la wustita tiene mas emolares, la wustita tiene mas e-- por unidad de volumen que la por unidad de volumen que la periclasapericlasa. Esto se refleja en una mayor . Esto se refleja en una mayor luzluz en la en la periclasapericlasa((173.000 km/seg)173.000 km/seg) respecto de la respecto de la wustita wustita (129.000 km/seg)(129.000 km/seg)..

ZZ promediopromedio ( ( zzi i * c* ci i ))Z Z periclasapericlasa == 10.410.4Z Z wustitawustita == 22.022.0ZZMgOMgO == ((12*0.60 + 8*0.40) = 10.412*0.60 + 8*0.40) = 10.4

ZZii == Nmero atmicoNmero atmicoCCii = = proporcin en peso (0proporcin en peso (0--1)1)

luzluz

RefraccinRefraccinRefraccinRayoRayo IncidenteIncidente y rayoy rayo ReflejadoReflejado::

1) 1) ngulonguloIncidenteIncidente = = ngulonguloReflejadoReflejado ((ii==rr))2) Son coplanares2) Son coplanares plano de incidenciaplano de incidencia

RayoRayo RefractadoRefractado::1)1) Mas lento en el agua que en el aireMas lento en el agua que en el aire

2) 2) ngulonguloRefractadoRefractado ngulonguloIncidenteIncidente depende del contraste de depende del contraste de aireaire//aguaagua

IncidenteIncidente Reflejado

aireaire

RefractadoRefractado

agua

ii rr

rr

((aireaire < < aguaagua))

Ley de Ley de SnellSnellnnmediomedio AA sen sen ii = = nnmediomedio BB sen sen rr

(sen (sen i / i / sen sen r)r) = (= (nnmediomedio BB / / nnmediomedio AA) ) constanteconstante

ii rr

rr

AABB

Para 2 medios (Para 2 medios (AA y y BB) con ) con nn conocidos conocidos se puede predecir el cambio de ngulo de se puede predecir el cambio de ngulo de la luz al cambiar de medio; o bien, la luz al cambiar de medio; o bien, midiendo el ngulo de refraccin, para midiendo el ngulo de refraccin, para uno dado de incidencia, se puedeuno dado de incidencia, se puede dede--terminar terminar n n del medio en contacto con airedel medio en contacto con aire

nnxx = 1/= 1/xx (( = = )) ((RR > > VV))

Luz Luz BlancaBlanca

PrismaPrisma

Luz dispersadaLuz dispersada

nnxRxR < < nnxVxVLosLos nn de los minerales estde los minerales estn tabulados para n tabulados para luz luz monocrommonocromticatica de Na (amarilla de Na (amarilla 589 nm589 nm ))

700 700 nmnm

410 410 nmnm

1. Para minerales con = composicin pero 1. Para minerales con = composicin pero , la , la luz luz serser rial con > ..

2. Para minerales con 2. Para minerales con vol.vol. molares molares ~~ pero pero composiciones, la composiciones, la luz luz serser< en el mineral con elementos de > n< en el mineral con elementos de > nmero atmero atmico (ej.: mas pesamico (ej.: mas pesa--dos) es decir con dos) es decir con Z promedio Z promedio mayor.mayor.

Las diferencias en la Las diferencias en la luz luz en diferentes minerales son la base de la mineraen diferentes minerales son la base de la minera--logloga a ptica.ptica.

Sin embargo en mineralogSin embargo en mineraloga a ptica no se usa la ptica no se usa la luz luz en los minerales, en en los minerales, en cambio se usa una relacicambio se usa una relacin de n de luzluz llamada, llamada, indice de refraccin (n)::

n = = luz vacvaco / o / luz mineralmineralComo luzluz en el vaco luzluz en el aire, n comunmente se define en funcin de este ltimo. Como la luzluz en cualquier sustancia es < luzluz que en el aire, n es siempre positivo (>1)

GeneralizacionesGeneralizaciones::

PolarizacinPolarizacin

Haz de luzHaz de luzno polarizadono polarizado

En un rayo de luz blanca comn los fotones son emitidos aleatoriamente por lo que los vectores de campo electrico se distribuyen al azar, en un plano perpendicular a la direccin de propagacin del rayo. Esto se conoce como luz no-polarizada

PolarizacinPolarizacin

La luz polarizada consiste en fotones individuales cuyos vectores de campo elctrico estn todos alineados en la misma direccin (o patrn). Esto se obtiene mediante la emisin coherente de fotones (ej.: lser); por pasar a travs de filtros polarizadores o por fenmenos de refrac-cin y reflexin.

frontal frontal vistavista laterallateral

No-polarizada

PolarizadaDireccin de la luzDireccin de la luz Filtro horizontalFiltro horizontal Filtro verticalFiltro vertical

Filtros polarizadoresFiltros polarizadores

Fuente Fuente de luzde luz

Luz Luz normalnormal

PolarizadorPolarizador Luz Luz polarizadapolarizada--

planaplana

Direccin de propagacin de la luzDireccin de propagacin de la luz

Ondas de luz oscilan Ondas de luz oscilan en todas direccionesen todas direcciones

Ondas de luz oscilan Ondas de luz oscilan en un planoen un plano

Intensidad = SIntensidad = S Intensidad = Intensidad = SS

Luz polarizada planaLuz polarizada plana

Polarizacin por Reflexin Polarizacin por Reflexin & Refraccin& Refraccin

El El rayo reflejadorayo reflejado ((RR) se polariza en el plano de interfase () se polariza en el plano de interfase (PIPI))

El El rayo refractadorayo refractado ((rr) se polariza en el plano de incidencia (el ) se polariza en el plano de incidencia (el que contiene a los 3 rayos, que contiene a los 3 rayos, RR, , rr e e ii) )

Por lo tanto el Por lo tanto el rayo reflejadorayo reflejado y y refractadorefractado vibranvibran a 90 entre s.a 90 entre s.

Ambos rayos, reflejado y refractado se polarizan

Rayo (i) no polarizado

(R)(R)

(r) (r)

PIPI

vidrio

Doble RefraccinDoble RefraccinCuando un rayo de luz pasa a travs de un medio (Cuando un rayo de luz pasa a travs de un medio ( refraccinrefraccin) ) desdoblndose en dos rayos (desdoblndose en dos rayos ( doble refraccindoble refraccin) que viajan a ) que viajan a con con nn ; ; el medio atravezado se lo denomina el medio atravezado se lo denomina birrefringentebirrefringente. . Los minerales con esta propiedad se los conocen como pticaLos minerales con esta propiedad se los conocen como ptica--mente mente anistroposanistropos. Estos, adems de refractar la luz en 2 rayos . Estos, adems de refractar la luz en 2 rayos lo hacen en ngulos lo hacen en ngulos para cada rayo para cada rayo vemos imvemos imgenes dobles. genes dobles. (Excepci(Excepcin: cuando la luz incide // a direcciones cristalogrn: cuando la luz incide // a direcciones cristalogrficas ficas especiales denominadas ejes especiales denominadas ejes pticos). pticos).

Los 2 rayos no solo viajan a Los 2 rayos no solo viajan a ((nn ) sino que estan polarizados a ) sino que estan polarizados a 9090 el uno del otro y ademel uno del otro y adems tienen s tienen direcciones de propagacidirecciones de propagacin.n.La orientaciLa orientacin de la polarizacin de la polarizacin esta relacionada con la n esta relacionada con la distribucidistribucin de los n de los tomos en el cristal y por lo tanto esttomos en el cristal y por lo tanto estntimamente ligada a la geometrntimamente ligada a la geometra del cristal. Este fena del cristal. Este fenmeno meno es usado para identificar los minerales mediante el uso del es usado para identificar los minerales mediante el uso del microscopio petrogrmicroscopio petrogrfico.fico.

O E

Doble RefraccinDoble Refraccin

Cristal Cristal AnistropoAnistropo(calcita(calcita))

O O : Rayo Ordinario: Rayo Ordinario

E E : Rayo Extraordinario: Rayo ExtraordinarioFuente de luz Fuente de luz no polarizadano polarizada

Luz polarizada Luz polarizada planaplana

Doble RefraccinDoble Refraccin

Cristal de Cristal de CalcitaCalcita

WAVEWAVE

LPPLPP

LPPLPP

polarizador

Mineral Anistropo

Filtro Filtro PolarizadorPolarizador

Romboedro Romboedro de calcitade calcita

Microscopio Microscopio PetrogrficoPetrogrfico

Estos microscopios cuentan con dos filtros polarizaEstos microscopios cuentan con dos filtros polariza--dores (Nicoles):dores (Nicoles):

1).1).-- Polarizador inferior (EPolarizador inferior (E--W) o W) o PolarizadorPolarizador

2).2).-- Polarizador superior (NPolarizador superior (N--S) o S) o Analizador

Polarizador Polarizador

AnalizadorAnalizador

No luz Luz polarizada

Posicin de la muestra

(E(E--W)W)

(E(E--W)W)

(N(N--S)S)

(E(E--W)W)

PolarizadorPolarizador&&

AnalizadorAnalizador

PolarizadorPolarizador((NicolNicol inf.)inf.)

AnalizadorAnalizador((NicolNicol sup.)sup.)

Luz de la fuente

Luz polarizada plana

Rayo extra-ordinario

Rayo ordinario

PolarizadorPolarizador

AnalizadorAnalizador

Ocular

Cmara digital

Tubo de extensin

Rayos de luz recombinados despus de la interferencia

Foco

Platina

Objetivos

Epi-iluminador (luz reflejada)

MineralMineral

ocularocular

AmiciAmici--BertrandBertrand

prismaprismaanalizadoranalizador

objetivosobjetivos

platinaplatina

polarizadorpolarizador

filtro (azul)filtro (azul)

fuente de luzfuente de luzPerilla de focoPerilla de foco

gruesogruesofinofino

Microscopio PetrogrficoMicroscopio Microscopio PetrogrficoPetrogrfico ranura placa ranura placa

accesoria accesoria

diafragma (rojo)diafragma (rojo)Lente condensadorLente condensador

Corte transparente (verde)Corte transparente (verde)Conjunto Conjunto

de platina y de platina y subsub--platinaplatina

Base y cuelloBase y cuello

Tubo y cabezaTubo y cabeza

zz Fuente de luzFuente de luz:: Bombilla de baja potencia Bombilla de baja potencia (6V, 15W) ubicada en la base del (6V, 15W) ubicada en la base del microscopio y cubierta con un filtro, el microscopio y cubierta con un filtro, el cual permite el paso de luz cual permite el paso de luz monocromonocro--mticamtica..

zz PolarizadorPolarizador:: Convierte la luz Convierte la luz monocromonocro--mticamtica no polarizada proveniente de la no polarizada proveniente de la fuente, en luz polarizada plana (LPP). fuente, en luz polarizada plana (LPP). Normalmente est dispuesto a 90 del Normalmente est dispuesto a 90 del plano del analizador.plano del analizador.

zz Diafragma irisDiafragma iris:: Ubicado bajo las lentes Ubicado bajo las lentes condensadoras cuyo objetivo es restringir el condensadoras cuyo objetivo es restringir el paso de luz hacia stas lentes.paso de luz hacia stas lentes.

zz Lentes condensadorasLentes condensadoras:: Ubicadas bajo la Ubicadas bajo la platina, su funcin es transformar la luz platina, su funcin es transformar la luz paralela en un cono convergente de luz. paralela en un cono convergente de luz. Generalmente hay dos condensadores de los Generalmente hay dos condensadores de los cuales el ms potente se utiliza con la lente de cuales el ms potente se utiliza con la lente de AmiciAmici--BertrandBertrand y el objetivo de mximo y el objetivo de mximo aumento (100x) para generar figuras de aumento (100x) para generar figuras de interferencia.interferencia.

zz PlatinaPlatina:: Plataforma sobre la que se pone la Plataforma sobre la que se pone la muestra, permite medir ngulos y gira en muestra, permite medir ngulos y gira en 360.360.

zz Objetivos:Objetivos: Primer sistema de aumento del Primer sistema de aumento del microscopio, habitualmente son 3 a 4 microscopio, habitualmente son 3 a 4 objetivosobjetivos (5x, 20x, 40x, 100x)(5x, 20x, 40x, 100x) montados montados sobre un revlver giratorio.sobre un revlver giratorio.

zz Hendidura Accesoria:Hendidura Accesoria: Permite la insercin Permite la insercin de placas accesorias entre ocular y de placas accesorias entre ocular y objetivosobjetivos ((ej.ej.: cua de cuarzo, placa de : cua de cuarzo, placa de mica y placa de yeso son las ms comunes).mica y placa de yeso son las ms comunes).

zz Analizador:Analizador: Placa polarizante que puede Placa polarizante que puede insertarse o sacarse de la trayectoria de la insertarse o sacarse de la trayectoria de la luz. Su direccin de vibracin es luz. Su direccin de vibracin es perpendiperpendi--cularcular al polarizador (inferior)al polarizador (inferior) (nicoles (nicoles cruzados)cruzados)

zz Lente de Lente de AmiciAmici--BertrandBertrand:: Se ubica por Se ubica por debajo del ocular y permite la observacin de debajo del ocular y permite la observacin de las figuras de interferencia, usando luz las figuras de interferencia, usando luz conoscpicaconoscpica (lentes condensadoras).(lentes condensadoras).

zz Ocular:Ocular: Contiene un lente de aumento 10x o Contiene un lente de aumento 10x o 15x, con una cruz 15x, con una cruz enfocableenfocable. El aumento total . El aumento total con que se observa el mineral se obtiene con que se observa el mineral se obtiene multiplicando los aumentos del ocular y del multiplicando los aumentos del ocular y del objetivo. (Ej.: 10x40=400 aumentos)objetivo. (Ej.: 10x40=400 aumentos)

zz Ajuste de focoAjuste de foco:: Manillas situadas a ambos Manillas situadas a ambos lados del microscopio cuya finalidad es lados del microscopio cuya finalidad es acomodar la posicin de la platina hasta lograr acomodar la posicin de la platina hasta lograr la mayor nitidez de la objeto observado.la mayor nitidez de la objeto observado.

Criptocristalino Microcristalino Fanertico

Rayos-X UV IR Ondas de radioV Microondas

10 10 mm1 1 10 10 0.1 0.1 mm 1 m1 mmm 10 10 ccmm 10 10 mm 1 1 kkmm 100 100 kkmm

1010--22 1 nm1 nm 10 10 22 10 10 44 10 10 66 10 10 88 10 10 1010 10 10 1212 10 10 1414

Lmite de resolucin del ojo

Lmite de resolucin del M.O.

Lmite de resolucin del M.E.T.

Rango Rango M.OM.O..((~~0.5 0.5 m)m) ((~~22--3 mm)3 mm)

0.50.5mm 100100mm

TamaTamao o del granodel grano

ResolucinResolucinResolucin

((0.50.5)

((0.50.5m)m)

((100100m)m)

Tamao de granoTamao de granoTamao de granozz FanerticoFanertico:: Las partculas o cristales se ven Las partculas o cristales se ven

a simple vista (tamaos >100 a simple vista (tamaos >100 m).m).zz MicrocristalinoMicrocristalino:: Los granos Los granos nono se ven a se ven a

simple vista, pero se pueden observar con el simple vista, pero se pueden observar con el microscopio ptico (tamaos 0.5microscopio ptico (tamaos 0.5m).m).

zz CriptocristalinoCriptocristalino:: Los granos o cristales Los granos o cristales nono se se pueden observar con el microscopio ptico pueden observar con el microscopio ptico (tamaos

Las propiedades de la materia que existen en el rango Las propiedades de la materia que existen en el rango de 390 a 700 de 390 a 700 nmnm (rango de (rango de del del espectro del visible) espectro del visible) afectan o interfieren con la luz visible.afectan o interfieren con la luz visible.

La La estructura cristalina finaestructura cristalina fina (( celda unidadcelda unidad) ) esta en el rango de 0.5 a 2 nm, por lo que no esta en el rango de 0.5 a 2 nm, por lo que no interfiere con la luz. Por lo tanto, la microscopa interfiere con la luz. Por lo tanto, la microscopa ptica no es til para estudiar la estructura nterna de ptica no es til para estudiar la estructura nterna de los minerales. los minerales.

Los rasgos estructurales responsables de la Los rasgos estructurales responsables de la simetra simetra gruesagruesa de los cristalesde los cristales (( sistemas cristalinossistemas cristalinos) ) tienen un tamao de 100 a tienen un tamao de 100 a 1000 1000 celdas unidadesceldas unidades(50 a (50 a 2000 nm) por lo tanto 2000 nm) por lo tanto interfieren con la luzinterfieren con la luz..

Interaccin luzInteraccin luz--materiamateria

Longitud de onda (m)Longitud de onda (m)

Frecuencia (Frecuencia (HzHz))En la prctica el hecho de En la prctica el hecho de

que la luz visible sea afectque la luz visible sea afecta a da por la simetra gruesa da por la simetra gruesa del cristal, pero no por los del cristal, pero no por los detalles de su estructura detalles de su estructura cristalina, permite que la cristalina, permite que la tcnica de microscopa tcnica de microscopa ptica se pueda aplicar al ptica se pueda aplicar al estudio de los minerales.estudio de los minerales.

La luz interacta de igual La luz interacta de igual forma con cristales del forma con cristales del mismo sistema cristalino lo mismo sistema cristalino lo cual permite su discriminacual permite su discrimina--cin ptica.cin ptica.

Celda Unidad

Simetra Cristalina

UltravioletaInfrarrojo

Rayos-XMicroondas

Luz Visible

10101010 10101212 10101414 10101616 10101818

1010--22 1010--44 1010--66 1010--88 1010--1010

1cm1cm 11mm 11nnmm

El parmetro que mas controla la interaccin luzEl parmetro que mas controla la interaccin luz--materia materia cristalina es el nmero de ejes pticos de un cristal. cristalina es el nmero de ejes pticos de un cristal.

Un Un eje pticoeje ptico es una direccin nica en el cristal por es una direccin nica en el cristal por donde la luz puede viajar sin que su plano de polarizacin donde la luz puede viajar sin que su plano de polarizacin sea rotado (istropo). sea rotado (istropo).

Los 6 sistemas cristalinos (isomtrico o cbico; tetragonal; Los 6 sistemas cristalinos (isomtrico o cbico; tetragonal; hexagonal; ortorrmbico; monoclnico y triclnico) pueden hexagonal; ortorrmbico; monoclnico y triclnico) pueden dividirse en solo 3 grupos basados en el nmero de ejes dividirse en solo 3 grupos basados en el nmero de ejes pticos en cada sistema. Estos son:pticos en cada sistema. Estos son:

A.A.-- 1 eje ptico1 eje ptico IsomIsomtrico o ctrico o cbico bico 1 1 nnB.B.-- 2 ejes pticos2 ejes pticos Tetragonal y hexagonalTetragonal y hexagonal 2 2 n n ((; ; ))C.C.-- 3 ejes pticos3 ejes pticos OrtorrOrtorrmbico; monoclmbico; monoclnico y triclnico y triclnico nico 3 3 nn ((; ; ; ; ))Cada grupo posee una cantidad de Cada grupo posee una cantidad de nn identificables igual al identificables igual al

nnmero de mero de ejes pticosejes pticos presentes.presentes.

IsotrpicaCristales cbicos y materiales sin estructura interna (ej: vidrios, lquidos y gases). La luzluz en minerales istropos es igual en todas en minerales istropos es igual en todas direcciones.direcciones.

Clases pticasClases pticas

AnisotrpicaLa luzluz en minerales anistropos es no es igual en todas las direcen minerales anistropos es no es igual en todas las direc--ciones cristalogrficas. Adems la luz es doblemente refractada ciones cristalogrficas. Adems la luz es doblemente refractada en en estos cristales, generandose 2 rayos que viajan a estos cristales, generandose 2 rayos que viajan a (Birrefringencia).(Birrefringencia).

Uniaxial (+) n>>n ; ; ((--) n

Como resultado de la deformacin mecnica Como resultado de la deformacin mecnica o de cambios en la composicin qumica, un o de cambios en la composicin qumica, un mineral mineral istropoistropo puede convertirse en puede convertirse en anistropoanistropo..

LPPLPP

LPPLPP

polarizador

Mineral Anistropo

Hay muchas causas de Hay muchas causas de anisotropa. En mineraloga anisotropa. En mineraloga la ms comn es la la ms comn es la variacin del espaciado variacin del espaciado molecular en los cristales molecular en los cristales segn diferentes segn diferentes direcciones. Por esto los direcciones. Por esto los cristales cbicos cristales cbicos nono son son birrefringentes.birrefringentes.

IstropoIstropo AnistropoAnistropo

Clasificacin ptica de los mineralesClasificacin ptica de los minerales

UnixicosUnixicos BixicosBixicos

(+)(+) ((--)) (+)(+) ((--))

(cbico)(cbico)

(hexagonal, tetragonal)(hexagonal, tetragonal) (ortorrmbico, (ortorrmbico, monoclnico, triclnico)monoclnico, triclnico)