Поляризационный микроскоп и его применение в петрогра фических исследованиях

Устройство микроскопа

Дня изучения оптических свойств и даапюспжи минералов в шлифах, представляющих собой гонкие полированные срезы горных пород (d = 0,03 мм), наклеенные на стекло с помощью канадского бальзама или специальной эпоксидной смолы, применяется поляризационный микроскоп, отличающийся о г обычною микроскопа наличием поляризатора, анализатора и i зеко горых дополнительных вспомогательных приспособлений.

Любой микроскоп состоит из системы линз, разделенной на две части. Первая часть этой системы — объектив — даст увеличенное, перевернутое действительное изображение исследуемого объект. Это изображение рассматривается при помощи второй части — окуляра. Общее увеличение микроскопа определяется произведением увеличений объектива и окуляра. Современные микроскопы м01 уг давать увеличение до 2000^х и позволяют наблюдать предметы размером около 0,15 мкм. Что касается по;1яризаццонных микроскопов, то их увеличение не превышает 700 800^х, и этого вполне достаточно для проведения петрографических исследований. Рассмотрим устройство поляризационного микроскопа сверху вниз по схеме на рисунке 9.

Окуляр предназначен для непосредственного наблюдения глазом исодсржиг круглую стеклянную пластинку с нанесенным I ia ней тог (ким крестом или же крест внутри пластинки натянугиэ двух проволочек. Крест находится в плоскости изображения, поэтому его изображение проектируется в поле зрения микроскопа. Окуляр с крестом шггей вегавляютв тубус микроскопа и закрепляют с помощью фиксатора так, чтобы одна из нитей лежала точно в плоскости симме трии микроскопа, а другая — nq^neimrncy^apHo к ней.

Рис. 9. Принципиальная оишческая схема поляризационного микроскопа.

Наиболее часто используемый окуляр имеет увеличение 8 ^х. Кроме простого окуляра с крестом нитей, в комплекте к каждому микроскопу обычно прису г — ствуютдополнигельные окуляры-микрометры. В m ix вложены стеклянные пластинки с на! ieceiшой на них либо градуггровшшой литieiii юй шкалой, jd 160 квадратной сеткой. Такие окуляры обычно используются для точного определения размеров и площади зерен минералов.

Между окуляром и анализатором находится линза Бертрана_у представляющая собой слабый объектив с большим полем зрения. Эта линза применяется для наблюдения в сходящемся свете (раздел 2.5.), а в других случаях она должна быть отключена. Некоторые модели микроскопов содержат диафрагму линзы Бертрана (полевую д иафрагму), лежащую в плоскости изображения под окуляром и применяемую для уменьшения поля наблюдения при коноскопическом изучении мелких 3q) eH.

Далее идет анализатор (верхний николъ), который находится в ту бусе микроскопа между' окуляром и объективом. Анализатор может выдвигаться из тубуса и тем самым выключаться из оптической системы микроскопа.

Ниже располагается объектив. В микроскопах новых и некоторых старых моделей применяется револьверная система (с объективами различного фокусного расстояния и увеличения, обычно от 2,5^х до 60^х), вращение которой позволяет легко менять рабочий объектив. Объективы самых больших увеличений используются для получения коноскопических фигур. Каж;гый объектив в револьверной системе является автономным, поэтому его центрировка производится от дельно с помощью специальных цегприровочных винтов (раздел 2.2.).

Столик поляризанио! п юго микроскопа имеет круглую форму и может’вращаться. Для измера 1ия углов поворота по краю столика нанесены деления, обычно через 1 °. Сбоку столика имеются нониу сы, позволяющие брать отсчеты с точностью до десятыхчастей градуса, и винт, закрепляющийсголик в нужном положении. На поверхности столика имеются отверстия с резьбой для креплснггя дополнительных приспособлений (препаратоводцтеля, интеграционного столика, столика Федорова идр.). У большинства совремегпгьгх моделей микроскопа фокусировка объекта исследования производится путем вертикального перемещения столика с помощью винтов грубой и тонкой фокусировки.

Под столиком находится осветительная система, которая при рабо те с микроскопом должна быть поднята. Она состоит из линзы Лазо (конденсора), необходимой для получения сходящег ося света, апертурной (ирисовой) диафрагмы и поляризатора (нижнего николя). Поляризатор в большинстве микроскопов может вращаться в своей обойме вокруг вертикальной оси. По краю обоймы обычно нанесены деления. Вращая поляризатор, можно приводить николи в скрещенное, параллельное или любое другое положение.

Обычно главным рабочим положением является то, при котором николи скрещены.

2.2. Поверки микроскопа перед работой Прежде чем начать работу с любым микроскопом, необходимо:

• — Обеспечит!" освещение.
• — Установил, микроскоп в удобном для работы положении.
• — Проверить скрещенность николей.

Определить направлен! к колебаний свет, выходящего из поляризатора.

• — Проверить перпендикулярность нитей креста окуляра.
• — Проверил" совпадение направлений нитей окуляра с направлением световых колебаний, пропускаемых николями.
• — Проверить центрировку объективов.

Проверка скрещенное ш ннколей. В микроскопе направление колебаний света, выходящего из поляризат ора (Р), должно бьгп" перпендикулярным направлению колебаний света, пропускаемого анализатором (А). Это положение называется положением скрещенных николей. Для его установки после получения максимальной равномерной освещенности поля зрения (без шлифа) включаем анализатор: если поле зрения стало черным, то николи скрещены. Если поле зрения стало светло-серым иди осталось светлым, то проверяется положение поляризатора: на микроскопах «Opt on «и «Полам" —включить поляризатор до фиксированного положетгия, а если и после этого нс наступает полной темноты, это означает, что свернут анализатор, и требуется вмешательство мастера.

Определение направлений колебаний света, выходящего из поляризатора. Для этого в шлифе под микроскопом выбирается кристалл биотита с наиболее четко выраженными трещинами спайности, с резким изменением собственной окраски минерала (плеохроизмом) при вращении столика микроскопа. При выключенном анализаторе вращается столик микроскопа до получения м аксимальной 1усготы окраски биотита, и в этом положении трещины спайности показывают направление колебаний света, выходящего из поляризатора.

При отсутствии шлифа с биотитом определение можно провести по анализатору, используя частичную поляризацию любого отраженного светового пучка. Но применение этого метода для начинающих возможно только под руководством преподавателя во избежание поломки микроскопа.

Проверка перпендикулярности креста нитей окуляра. В шлифе выбирается зерно любого минерала с прямолинейными хорошо выраженными трещинами спайности, лучше всего биотита. Затем: (1) выбранное зерно помещается в центр поля зрения; (2) вращением столика микроскопа трещины спайности устанавливаются точно параллельно одной из нитей креста окуляра, и по лимбу столика микроскопа берется о тсчет; (3) вращением столика микроскопа (в любую сторону) совмещаются эти же трещины спайнос ти с другой нитью, и опять берется отсчет по лимбу.

Разница между отсчетами должгia составлять 90 ± 1°. Если она отклоняется от 90°, то требуется вмешательство мастера дтя исправления креста нитей окуляра.

Проверка совпадении креста нитей окуляра с направлениями колебаний света, пропускаемого анализатором н поляризатором. В шлифе выбирается зерно биотита с тонкими трещинами спайности и ставится на центр поля зрения. Затем: (1) включается анализатор; (2) столик микроскопа вращается до максимального погасания биотита (наиболееточная установка максимального погасания достигается путем небольших, вращении столика с переводом через темноту и повторным возвратом к ней); (3) при максимальном погасании треI цины спайности долж! п"1 совпасть с направлением о;ц юй из нитей креста окуляра, с допусп 1мым откло! ici гнем в 1°; если 11есовпаде! те составляет больший угол, то нужно проверить положение окуляра (а) если фиксатор (шпенек) окуляра не вошел в прорезь тубуса микроскопа, то поворотом оку ляра поставил" последний в фиксированное положение, (б) если окуляр находится в фиксированном положении, а направление нти не совпадает _со спайностью, то требуется вмешательство мастера.

Центрировка объектива. У микроскопов часто происходит несовпадение центра вращения поля зрения с оптической осью микроскопа. Оно проявляется в том, что любое зерно, любая точка шлифа, поставленная точно на перекрестье нитей окуляра, при вращении столика микроскопа уходит из центра, иногда даже за пределы поля зрения. Это происходи из-за перекоса или расцентрирова! шя обьекшва. Объектив может бьпь не доведен до фиксироват шого положа шя (микроскопы «Opton «и «Попам') или неправильно вставлен, что легко определяется по несимметричному положению центрировочных винтов по отношению к зажимным щипцам обьекшва в микроскопах со съемными объективами (МИН- 10). Для исправления центрировки самого обт"ск1Тша в шлифе выбирается любая примел 1ая точка и ycrai! авливается на прсрекрестье нитей окуляра. При вращении столика точка уход ит из центра и описывает окружность. Необходимо мысленно фиксировать центр вращения и с помощью центрировочных колец или винтов совместить его с перекрестьем нитей окуляра. Дня когпроляточности центрирования i iyow ю, перемещая шлифруками, выбрантюс зерно ci юва поставил» i m цеглр и повторшь всепрс;ц"шу1цпе операции.