Optička indikatrisa

(engl. optic indicatrix)

Kako indeks loma ovisi o smjeru vibracije svjetlosnih valova, važno je vizualizirati vrijednost “n” za sve vibracijske smjerove. U tome nam pomaže geometrijsko tijelo iz čijeg se središta u svim smjerovima nanosi pripadajuća vrijednost indeksa loma (n) koje se naziva optička indikatrisa. Ona nam služi kako bismo bolje razumjeli optička svojstava pojedinih minerala. [1]

Ovisno o vrsti minerala, pojavljuju se tri geometrijska oblika indikatrise:

1.  optička indikatrisa = kugla

– kod izotropnih materijala (plinova, tekućina i minerala koji kristaliziraju u kubičnom sustavu) svjetlost se u svim smjerovima širi istom brzinom, pa je i indeks loma u svim smjerovima isti. Zbog toga sve zrake vibriraju u kružnom presjeku, pa optička indikatrisa poprima oblik kugle. [2]

– ako zamislimo da se iz jedne točke u nekom izotropnom materijalu počne pravocrtno širiti svjetlost na sve strane te ako je brzina kojom se zrake svjetlosti šire u svakom smjeru ista, tj. ako ona ne ovisi o smjeru, tada će se zrake od početne točke nakon nekog vremena proširiti do plohe koja će biti kugla, a u čijem središtu treba smjestiti početnu točku. [3]

                                                                                n= n2 = n3 = … nm

2.  optička indikatrisa = rotacijski elipsoid

–  kod anizotropnih optički jednoosnih minerala (minerali koji kristaliziraju u tetragonskom i heksagonskom sustavu) svjetlost se pri upadu u takve materijale dijeli na ORDINARNU i EKSTRAORDINARNU zraku, odnosno dolazi do pojave dvoloma. Dvoloma neće biti jedino u slučaju kada svjetlost upada u mineral duž kristalgrafske osičiji smjer nazivamo OPTIČKA OS.

– ORDINARNA zraka ima isti indeks loma bez obzira na smjer širenja u kristalu, tj. brzina joj je u svim smjerovima ista. Zbog toga kažemo da ordinarna zraka vibrira u kružnom presjeku rotacijskog elipsoida koji je okomit na optičku os.

– EKSTRAORDINARNA zraka nema uvijek isti indeks loma, nego on ovisi o smjeru kojim se svjetlost širi kroz kristal. Što je ekstraordinarna zraka svojim smjerom manje nagnuta prema osi c, to se njen indeks loma po svojoj veličini sve vise približava indeksu loma ordinarne zrake. U slučaju kada svjetlost upada u mineral duž kristalografske osi c, tada razlika u indeksima loma nestane i obje zrake imaju isti indeks loma, tj. ne dolazi do dvoloma. [4]

– rotacijski elipsoid može biti izduženi rotacijski elipsoid ili spljošteni rotacijski elipsoid, ovisno o tome postaje li indeks loma ekstraordinarne zrake sve veći ili sve manji povećavanjem kuta između ekstraordinarne zrake i optičke osi, u odnosu na stalni indeks loma ordinarne zrake. Prema tome se optički jednoosni materijali dijele na:

Pozitivne –   indikatrisa je izduženi rotacijski elipsoid:   no < ne,  tj. v>  ve    (slika dolje: a)

Negativne –  indikatrisa je spljošteni rotacijski elipsoid:  n> ne,  tj. vo < ve   (slika dolje: b) [5]

3. optička indikatrisa = troosni elipsoid

– kod anizotropnih optički dvoosnih minerala (minerali koji kristaliziraju u triklinskom, monoklinskom i rompskom sustavu) pri ulazu svjetlosti u takve minerale, svjetlost se dijeli na dvije zrake koje vibriraju u međusobno okomitim ravninama, a brzina im se mijenja ovisno o smjeru upadne zrake. Razlikujemo dvije optičke osi duž kojih ne dolazi do dvoloma. [6]

– veličina i oblik troosnog elipsoida određena je s tri međusobno okomita polumjera X, Y i Z različite dužine. Oni predstavljaju vibracijske smjerove onih valova koji se šire okomito na njih, tako da vibracijskom smjeru X odgovara najmanji indeks loma određenog minarala, vibracijskom smjeru Z najveći indeks loma, a okomito na ravninu vibracijskih smjerova X i Z stoji vibracijski smjer Y koji se naziva optička normala. Ako svjetlost prolazi bilo kojim smjerom okomitim na Y, tj. u ravnini XZ, imat će indeks loma ny  koji će po svojoj vrijednosti biti manji od najvećeg indeksa loma nz i veći od najmanjeg indeksa loma nx[7]

                                                                                       n > n> nx 

presjek optičke indikatrise XZ – sadrži dvije optičke osi koje su okomite na kružne presjeke radijusa ny

2V – kut između optičkih osi koje je karakterističan za svaki dvoosni mineral. Ovisno o vibracijskom smjeru koji čini oštru raspolovicu kuta 2V razlikujemo:

Pozitivne materijale – smjer Z je oštra raspolovnica kuta 2V

Negativne materijale –  smjer X je oštra raspolovnica kuta 2V [8]

 

Korišteni izvori   [ + ]

1, 2, 5, 6, 8. Tomašić, N., Predavanja iz kolegija Mineralna optika, Zagreb: Prirodoslovno-matematički fakultet
3, 4, 7. Barić, Lj. & Tajder, M., (1967), Mikrofiziografija petrogenih minerala, Zagreb: Školska knjiga

Da li vam je ovaj članak pomogao?

Povezane objave

Ostavi svoj komentar…