MICROSCOPIO DE MICROSCOPIO DE POLARIZACIONPOLARIZACION

Ayudante: Patricio Bracamonte P.Ayudante: Patricio Bracamonte P.

20092009

INTRODUCCIONINTRODUCCION

El microscopio de polarización, de uso corriente en la determinación de minerales formadores de rocas, permite analizar los cálculos preparándolos de diferentes maneras: sea en sección delgada de unos 10 micrones de espesor, o bien en grano suelto sumergiendo los pequeños cristales en un líquido de inmersión (generalmente nitrobenceno). Esto último permite determinar las especies mineralógicas presentes a un costo insignificante, ya que para cada muestra solo es necesario un portaobjeto, un cubreobjeto y una gota de líquido de inmersión. Una vez realizado el estudio los dos primeros se recuperan lavándolos con agua jabonosa.

MICROSCOPIO MICROSCOPIO DE POLARIZACIONDE POLARIZACION

Este microscopio posee los mismos componentes que un microscopio común, complementados por dos dispositivos de polarización: uno situado debajo del condensador, denominado polarizador y el otro situado encima de los objetivos, denominado analizador. Además se distingue del microscopio biológico porque posee una platina giratoria, con un limbo graduado que permite realizar mediciones de ángulos.

Tiene también otros accesorios y dispositivos adicionales, para realizar determinaciones con luz polarizada. Sus partes son: el soporte o estativo, el tubo y el dispositivo de iluminación. Comenzando por la parte inferior, es decir siguiendo el recorrido de los rayos luminosos, el tubo incluye: polarizador, diafragma de iris, condensador, platina giratoria, objetivo/s, ranura para láminas accesorias, analizador, lente de Bertrand y ocular/es. Se dan a continuación las características principales de cada una de ellas..

POLARIZADORPOLARIZADOR

Actualmente se trata exclusivamente de láminas de polaroide, cuya principal ventaja es la falta de aberración óptica. Está ubicado inmediatamente por encima del dispositivo de iluminación. Va unido a la montura del condensador y se puede rotar una vez aflojado el tornillo de fijación. Un índice indica la posición 0º cuando su plano de polarización está en posición norte - sur, que es su posición permanente de trabajo en la mayoría de los microscopios.

CONDENSADORCONDENSADOR Está ubicado debajo de la platina, su función es

concentrar el haz de luz sobre el campo visual del objetivo. Consiste en una lente biconvexa en la parte inferior, sobre la que se dispone un diafragma de iris y en la parte superior, una lente frontal compuesta o lente de refuerzo, rebatible, que se puede introducir o quitar a voluntad del camino de los rayos. El diafragma de iris sirve para reducir la abertura del cono de luz, necesario en algunas determinaciones.

El condensador tiene un movimiento vertical a cremallera y tornillos de centrado. En su posición más

elevada la lente frontal casi llega a tocar la superficie inferior del portaobjetos.

PLATINA GIRATORIAPLATINA GIRATORIA

El ángulo de rotación de la platina se mide por medio de un limbo graduado y se fija con un tornillo de sujeción lateral. La rotación es de 360º, lo que permite realizar determinaciones de ángulos en cualquier dirección.

OBJETIVOSOBJETIVOS El objetivo es un elemento óptico crítico en un microscopio desde el

punto de vista de la visión de un objeto. Es más importante que el ocular para la buena visión; cuanto mayor sea su calidad mayor será la calidad de la imagen obtenida. En general cada aparato está provisto de tres a cinco objetivos, con aumentos de 2,5x, 5x, 10x, 25x y 45x. Se puede montar en forma manual cada uno de ellos o bien algunos microscopios tienen un dispositivo de revólver donde están montados todos al mismo tiempo, con centrajes independientes. Los objetivos son acromáticos (corregidos para evitar la dispersión de colores) y deben estar exentos de tensiones internas. La sigla P o POL, grabada en el objetivo indica que ha sido construido para trabajar con luz polarizada.

En general, los objetivos de mediano y gran aumento (a partir de 25x) están corregidos para compensar la influencia del cubreobjetos. En algunos casos se utilizan objetivos de inmersión; en este caso es necesario colocar una gota de líquido de inmersión (aceite de cedro o similar) entre la lente frontal del objetivo y la superficie del portaobjeto.

ANALIZADORANALIZADOR

Se trata de una lámina de polaroide cuyo plano de polarización debe estar ubicado ortogonalmente respecto del plano de vibración de la luz en el polarizador. Generalmente está orientado en sentido este - oeste y puede insertarse o eliminarse a voluntad del tren del microscopio.

Entre el analizador y el objetivo hay una ranura horizontal, usualmente en dirección noroeste - sudeste, donde se insertan láminas accesorias de compensación; entre éstas la más utilizada es la de yeso en el caso de minerales con baja birrefringencia y la de mica para las especies con alta birrefringencia.

LENTE DELENTE DEBERTRANDBERTRAND

Llamada también de Amici - Bertrand, es una lente acromática simple, desplazable lateralmente que se inserta en el tubo entre el/los ocular/es y el analizador. Su función es llevar la imagen de la fuente luminosa al plano focal del ocular, para la determinación de figuras de interferencia . En el caso de observaciones ortoscópicas esta lente debe estar fuera del camino de los rayos.

OCULARESOCULARES

El microscopio puede ser monocular o binocular, de acuerdo si posee uno o dos oculares. El ocular utilizado es del tipo Huygens, o “negativo”, que se distingue del de tipo Ramsden, o “positivo”, usado en los microscopios biológicos. El plano focal se encuentra en su interior entre la lente superior y la lente inferior, ambas planoconvexas y con su convexidad hacia abajo. En el plano focal hay un diafragma fijo que circunscribe el campo visual y sostiene el retículo, formado por dos finísimos hilos. En algunos casos el retículo es sustituido por una escala graduada (ocular micrométrico) que permite medir el tamaño de los objetos en el campo del microscopio, o bien puede tener un retículo cuadriculado para efectuar recuentos estadísticos. Comúnmente los microscopios están equipados con ocular/es de 5x y/o 10x.

OBSERVACIONES SINOBSERVACIONES SINANALIZADORANALIZADOR

COLORCOLOR

Es una característica distintiva. Algunos minerales en sección delgada son incoloros y otros son coloreados con diversas tonalidades. Los que tienen colores intensos tienen mas posibilidades de estar coloreados en sección delgada, que los que tienen tintes pálidos.

PLEOCROISMOPLEOCROISMO

Es el fenómeno por el que produce una absorción diferencial de la luz según cual sea la posición del mineral respecto del plano de vibración de la luz polarizada. Esto se traduce en un cambio de coloración del mineral al hacer girar la platina.

FORMAFORMA

De acuerdo con la forma que muestran al microscopio los cristales de clasifican en:

Euhedrales ó Idiomorfos: Aquellos que se presentan bien desarrollados,

con límites geométricos definidos. Subhedrales: Cristales parcialmente desarrollados, con algún

lado bien definido.Anhedrales o Alotriomorfos: Cristales con bordes redondeados o irregulares.

HABITOS Y AGREGADOS HABITOS Y AGREGADOS CRISTALINOSCRISTALINOS

Algunos minerales presentan al microscopio formas características que ayudan a su rápida identificación. Ese desarrollo peculiar en el caso de cristales individuales se denomina hábito. La agregación se refiere al agrupamiento de pocos o muchos cristales pequeños. Los ejemplos más comunes en cristales son: acicular, tabular, columnar, fibroso, granular, etc.

HABITOHABITO

RELIEVERELIEVE

Algunos minerales resaltan fuertemente en el campo del microscopio, otros son moderadamente visibles y es difícil distinguirlos. Esa apariencia o visibilidad relativa entre la superficie del mineral y el contorno se denomina relieve.

El relieve de un mineral dependerá de la diferencia entre su índice de refracción y el índice de refracción del medio en el que está inmerso, cuanto mayor sea esta diferencia, mayor será el relieve. Se lo clasifica en bajo, moderado, alto o muy alto y a su vez puede ser positivo o negativo.

INDICE DEINDICE DEREFRACCIONREFRACCION

• Cuando se trabaja en sección delgada, el índice de refracción de un mineral se determina en forma relativa. Un examen corriente consiste en averiguar si dicho mineral tiene índice de refracción menor o mayor que el del medio en el que está inmerso. También se puede comparar con el índice (conocido) de uno o más minerales adyacentes al mineral a estudiar. En la práctica se utiliza la “línea de Becke”. Esta es una “línea luminosa” o “franja luminosa” que se observa en el borde de un mineral cuando se trabaja con luz polarizada paralela y con el diafragma de iris cerrado.

• El método se basa en que al “aumentar la distancia focal la línea de Becke se desplaza hacia el medio de mayor índice de refracción”.

MUSCOVITAMUSCOVITA

CLIVAJE - FRACTURACLIVAJE - FRACTURA

En secciones delgadas el clivaje se manifiesta como una o más series de líneas paralelas entre sí. Se puede observar en una, dos, tres, cuatro o seis direcciones, dependiendo de la especie mineral y de la sección del mismo. La fractura se observa como líneas irregulares no paralelas que atraviesan los cristales.

ANGULO DE CLIVAJEANGULO DE CLIVAJE

En aquellos minerales que presentan más de una dirección de clivaje, se puede medir el ángulo formado entre ellas. Se coloca una dirección de clivaje paralela al hilo vertical del retículo del microscopio y con ayuda del nonius se determina un valor (L1) en el limbo graduado de la platina. A continuación se gira la platina hasta lograr que la otra dirección de clivaje quede paralela al mismo hilo del retículo y se mide en el limbo graduado (L2). El ángulo de clivaje es la diferencia entre las lecturas L1 y L2.

OBSERVACIONES CONOBSERVACIONES CONANALIZADORANALIZADOR

CARÁCTER ISOTROPO OCARÁCTER ISOTROPO OANISOTROPOANISOTROPO

Un mineral que se encuentra extinguido, cualquiera sea su posición respecto de la dirección de vibración de los polarizadores, se denomina isótropo. Los minerales que cristalizan en el sistema cúbico y los mineraloides son isótropos. Hay minerales que al ser atravesados por un rayo luminoso lo refractan en dos rayos que viajan a velocidades diferentes, a éstos se los denomina anisótropos. Cuando se trabaja con analizador, todo mineral anisótropo se observará coloreado siempre que no se encuentre en posición de extinción.

COLOR DE INTERFERENCIA COLOR DE INTERFERENCIA Y BIRREFRIGENCIAY BIRREFRIGENCIA

Si un mineral se encuentra con los planos de vibración de los rayos lento y rápido paralelos a los planos de vibración del polarizador y del analizador, la luz no atraviesa el analizador y se dice que el mineral está en posición de extinción. Girando la platina, el mineral adoptará un aspecto diferente, ya que se iluminará con los colores de interferencia.

Para determinar el color de interferencia se coloca el mineral fuera de la posición de extinción y se compara su color con los que aparecen en la tabla de colores de Michel - Levy, indicando además el orden correspondiente.

Se denomina birrefringencia absoluta a la diferencia entre los índices de refracción máximo y mínimo de un mineral. En la práctica se determina simplemente por medio de la tabla de colores. Una vez determinado el color de interferencia se asigna a los de 1º orden una birrefringencia baja, a los de 2º orden: birrefringencia media, a los de 3º orden: birrefringencia alta y a los de 4º orden: irrefringencia muy alta.

TIPO DE EXTINCIONTIPO DE EXTINCION• Se dice que un mineral está extinguido cuando los planos de

vibración de sus rayos lento y rápido son paralelos a los planos de vibración de los polarizadores. Los minerales se extinguen cada 90º, es decir que en un giro completo de la platina se observarán cuatro posiciones de extinción.Para determinarlo se toma como referencia un borde bien desarrollado del cristal o sus líneas de clivaje; si no poseen éstas características la extinción no puede determinarse.Según la posición del cristal respecto al hilo vertical del retículo, la extinción se clasifica en: recta o paralela (cuando el mineral se extingue con un borde o líneas de clivaje paralelos a los hilos del retículo), oblicua o inclinada (cuando el mineral se extingue en una posición tal que un borde o líneas de clivaje forman un ángulo con los hilos del retículo) o simétrica (en el caso de secciones rómbicas o cuadradas, el mineral se extingue cuando sus diagonales son paralelas a los hilos del retículo).

ANGULO DE EXTINCIONANGULO DE EXTINCION

Es el ángulo formado entre la dirección del eje c y la dirección del rayo más lento del mineral, que es el que tiene el mayor índice de refracción.En los minerales con extinción oblicua, resulta necesario determinar el ángulo de extinción (γc), para ello se realiza el siguiente procedimiento: se coloca el mineral con un borde o líneas de clivaje paralelos al hilo vertical del retículo y se lee L1 en el limbo graduado de la platina. Se gira la platina hacia la derecha hasta que el mineral se extinga y se lee L2. Aquí hay que comprobar (con ayuda de una lámina accesoria) la dirección de vibración del rayo más lento del mineral que se realiza de la siguiente manera:

A L2 se le suma 45º y se gira la platina a la derecha hasta alcanzar el valor determinado, en este punto se observan los colores de interferencia máximos y se los compara con los que aparecen en la tabla de colores de Michel - Levy. A continuación se inserta la lámina accesoria y se observa nuevamente el color de interferencia. Puede ocurrir que:

A. Aumente el orden del color de interferencia, porque la dirección de vibración del rayo lento de la lámina coincide con la dirección del rayo lento del mineral, por lo tanto γc= L1- L2

B. Disminuya el orden del color de interferencia, porque la dirección de vibración del rayo lento de la lámina coincide con la dirección del rayo lento del mineral. En este caso se vuelve a la posición L1, se gira la platina hacia la izquierda hasta que el mineral se extinga y se lee L3, entonces γc= L1- L3.