Brytningsindex

Brytningsindex.

Brytningsindex för mineraler varierar; detta är ett viktigt kännetecken, vilket möjliggör bestämning av mineraler ofta med mycket liknande egenskaper.

Optiskt isotropa mineraler, dvs.. amorf, som opal, och kristalliserar i ett vanligt mönster, som en diamant, granater, spinele i fluoryt, har bara ett brytningsindex, betecknas med symbolen n. Optiskt anisotropa mineraler som tillhör andra kristallografiska system har två eller tre värden för de viktigaste brytningsindexen. I optiskt enaxliga mineraler ges dessa koefficienter av symbolen na för den vanliga radien och nt för den extraordinära radien. Optiskt biaxiella mineraler har tre brytningsindex.

Värdet av dubbelbrytning är en karakteristisk egenskap, vilket i många fall underlättar identifieringen av mineraler.

vitt ljus, t.ex.. solig, från en båglampa eller glödlampa (glödlampor), det är inte homogent. “Den består av olika våglängder. Efter att ha passerat genom glasprisman avviks strålen av vita ljusstrålar från sin ursprungliga riktning och delas, ger ett färgstarkt spektrum. Detta fenomen kallas ljusspridning. Violetta vågor utsätts för den starkaste avböjningen, för de svagare - blå, grön, gul, rött ljus är den svagaste brytningen. Det delade ljuset kan samlas tillbaka i en vit stråle med hjälp av ett andra prisma.

Enfärgat ljus, det vill säga monokrom, vars vågor har en strikt definierad längd, har en karakteristisk färg. Olika färger av monokromatiskt ljus motsvarar olika våglängder:

barwa våglängd i nm
Röd 780—660
Orange 660—590
gul 590—570
grön 570—510
blå 510—450
Violett 450—380

De nämnda färgerna faller inom området för synligt ljus. Till det osynliga ljuset, som det mänskliga ögat inte svarar på, det ska vara infrarött ljus (med en våglängd större än rött ljus) och ultraviolett ljus, det är ultraviolett (med en våglängd som är kortare än violett ljus).

Brytningsindexets storlek beror på våglängden, vanligtvis för violett ljus är det högre än för rött ljus. Monokromt ljus används för noggranna mätningar av brytningsindex; det vanligaste är gult ljus (natrium), som markeras genom att placera natriumelementets Na-symbol under bokstaven n, betecknar brytningsindex: nNa. Dessutom anger brytningsindexmätningar med hög precision också temperatur och tryck, för dess värde beror också delvis på dem.

Ädelsten ljus spridning.

Hastighetsskillnaden för rött och violett ljus som passerar genom ett ämne är ett mått på dispersionen av det ämnet. Det uttrycks av skillnaden mellan brytningsindex för violett och rött ljus. Diamond har en mycket hög spridning bland ädelstenar; den är bara överlägsen dispersionen av några få mineraler, särskilt syntetisk rutil. En dispersion som liknar en diamant (0,044) har zirkon (0,038). Hög diamantspridning är en viktig faktor som orsakar den så kallade. en eld som är så karakteristisk för denna mest värdefulla ädelsten. Om du tittar på diamanten i en viss riktning kan du se en gul glöd, en liten rotation av stenen kan ge en röd eller blå glöd. Kroppar med liten spridning, som kvarts eller glas, de har ingen eller mycket liten eld.

Bestämning av värdena för brytningsindex. Efter passage av ljus från en optiskt sällsyntare miljö, dvs.. med ett lägre brytningsindex, till en optiskt tätare miljö, dvs.. med högre brytningsindex, det finns en brytning i riktning mot vinkelrätt ljusintag. Brytningsvinkeln är mindre än infallsvinkeln. Å andra sidan, när ljus passerar från en optiskt tätare till en tunnare miljö, brytningsvinkeln är större än infallsvinkeln. I detta fall, när ljuset faller i en ökande vinkel, det kommer ut, att vid en viss infallsvinkel kommer den bryta strålen att springa på gränsen till miljöer med olika optisk densitet. Med ännu större infallsvinklar reflekteras ljuset helt internt. Det är då en stark glöd, så viktigt för ädelstenar.

Infallsvinkeln, under vilken den bryta strålen inte längre passerar från en optiskt tätare till en optiskt tunnare miljö, men det återspeglas helt, kallas gränsvinkeln. Gränsvinkeln har olika värden för olika kroppar, t.ex.. för vanligt glas är det 48 °, medan det för diamant bara är 24 °. Genom att mäta med instrument som kallas refraktometrar är storleken på gränsvinkeln för de testade vätskorna eller fasta ämnena, vi kan bestämma deras brytningsindex. I refraktometrar för mindre noggrannhet, Seriella bestämningar av brytningsindexvärdena för de testade mineralerna avläses direkt från skalan.

Om ett tomt provrör är nedsänkt i ett glas med vatten, det kommer att lysa, som om det var silverpläterat, vilket är ljusets totala yttre reflektion. Den silverfärgade reflektionen försvinner, när provröret är fullt av vatten. Fenomenet med uppkomsten av en ljusstrimma i mikroskopiska preparat vid gränsen till två mineraler med olika brytningsindex är också den totala inre reflektionen.. Det här kallas. Becks linje eller strimma. För att snabbt ta reda på värdet på ett minerals ljusfaktor, smulan placeras under ett mikroskop i en droppe harts, känd som den kanadensiska balmen, med ett känt brytningsindex n = 1,54. När man observerar mineralkornet under mikroskopet kan man se en ljus ljusstråle vid gränsytan mellan mineralet och hartset. När mikroskopröret lyfts upp rör sig denna sträcka mot miljön med ett högre brytningsindex. Det motsatta fenomenet uppstår när man sänker röret, eftersom Beckes linje skiftar mot en miljö med lägre brytningsindex. Lågt är brytningsindex som liknar den kanadensiska balsamen, och lång - klart högre än honom, t.ex.. 1,7.

Ju större brytningsindexskillnad, desto tydligare framträder Beck's Union. Det syns särskilt under hög förstoring och i inte särskilt stark belysning. Mineraler med mycket högt brytningsindex, i kontakt med kanadensisk balsam eller mineraler med ett balsamliknande brytningsindex, de är tydligt synliga och verkar vara tjockare än närliggande mineraler.

På samma sätt jämförs ett mineral, att märkas med mineraler som identifierats på en annan basis, t.ex.. efter färg eller typ av klyvning. Tabeller används för detta ändamål, där mineralerna är ordnade enligt ett ökande brytningsindex.

Nedsänkningsmetoden för bestämning av brytningsindex är direkt tillämplig på studier av mineralkorn med en storlek som är mindre än 0,04 mm. Flytande organiska ämnen med kända brytningsindex används vanligtvis som nedsänkningsvätskor.

Ibland används endast en nedsänkningsvätska, med högt brytningsindex, som späds med ett lämpligt lösningsmedel med lägre brytningsindex, sålunda erhålla möjligheten att testa brytningsindex för båda vätskorna. Då är det nödvändigt att bestämma brytningsindex för vätskan som bildas separat genom att blanda två vätskor med kända brytningsindex. Istället för att mäta brytningsindex för en nedsänkningsvätska med en refraktometer, kan användas indirekt, nämligen att bestämma vätskans densitet. Detta värde är strikt beroende av förhållandet mellan blandade vätskor och brytningsindex, som kan läsas från tabellen. Denna metod är speciellt användbar för vattenhaltiga oorganiska lösningar, med stor skillnad i densitet, som kvicksilver- och kaliumjodidlösning (med ett brytningsindex på 1,419-1,733, med en densitetsskillnad från 1,5 do 3,2) och en lösning av barium och kvicksilverjodid (med ett brytningsindex av 1,515-1,769).