![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Микроскопическое изучение оптических свойств кристаллов |
Министерство образования РФ Северо-Кавказский ГТУ Кафедра: геология нефти и газа КУРСОВАЯ РАБОТА Тема: “Микроскопическое изучение оптических свойств кристаллов” Выполнил: студент . Принял Ставрополь 2001 ОГЛАВЛЕНИЕ Введение 4 Глава 1. Оптическая индикатриса кристаллов различных сингоний 5 Глава 2. Устройство микроскопа и его поверки .15 2.1 Устройство микроскопа . .15 Основные поверки микроскопа .18 Глава 3. Плоскополяризованный свет .23 3.1. Естественный и поляризованный свет .23 3.2. Преломление лучей . .25 Глава 4. Устройство призмы Николя и ход лучей через неё .28 Глава 5. Изучение оптических свойств кристаллов при одном Николе 29 5.1. Изучение формы кристаллов и спайности 29 5.2. Изучение цвета и плеохроизма минаралов .33 5.3. Определение величины показателя преломления минералов .34 5.4. Способы определения показателя преломления минералов .35 Глава 6. Исследование оптических свойств кристаллов при двух Николях . 37 6.1.Определение силы двойного лучепреломление минералов.37 Заключение . .33 Использованная литература . 34ВВЕДЕНИЕ Наука о кристаллах – кристаллография изучает законы строения твердых тел, характеризует кристаллическое вещество закономерным геометрически правильным внутренним строением. Доказано, что кристаллическое строение свойственно подавляющему большинству минералов и горных пород, слагающих земную кору, а значит имеет первостепенное значение в строении Земли. В промышленности все материалы (металлы и сплавы, каменные строительные материалы, цемент и кирпич, и п.т.) –состоят из кристаллических зерен минералов. Кристаллография создала целый ряд специальных кристаллографических методик, имеющих большое практическое значение и распространение. Наука о кристаллах дает общее понятие о свойствах и строении твердого вещества. По этому входит в комплекс общеобразовательных дисциплин. Является основой для происхождения предметов минералого цикла – минералогии, петрографии, геохимии, учения о месторождениях полезных ископаемых. Многие учёные России внесли вклады в развитие этой науки. Такие как: М.В. Ломоносов, А. В. Гадолин, Е. С. Федоров, Ю. В. Вульф и многие другие. Кристаллография и в настоящее время представляет огромный интерес и постоянно добавляется, новыми специалистами. Глава 1. Оптическая индикатриса кристаллов различных сингоний При изучении оптических свойств кристаллов пользуются вспомогательной пространственной фигурой, построенной на показателях преломления и называемой оптической индикатрисой. Величина каждого радиуса – вектора индикатрисы выражает показатель преломления кристалла для тех световых волн, колебания которых совершаются в направлении данного вектора. Поместим мысленно внутри кристаллического тела светящуюся точку S (рис. 1). По некоторому направлению S м здесь будут одновременно распространяться две световые волны М1 и М2, поляризованные во взаимно перпендикулярных плоскостях. Скорости распространения этих волн 1 и 2 различны. В связи с этим будут различны и показатели преломления волн 1 и 2, представляющие собой, как известно, обратные величины по отношению к скоростям.
Пусть волна М1 идет быстрее (12); тем самым ее показатель преломления ( 1) будет меньше соответственного показателя преломления ( 2) для волны М2( 1 2). Приняв точку S за исходную, проведем через нее прямые А1А1 и В2В2 параллельно колебаниям волн М1 и М2 (А1А1 параллельна колебаниям волны М1; В2В2 параллельна колебаниям волны М2). Прямые А1А1 и В2В2 взаимно перпендикулярны. На прямых А1А1 и В2В2 по обе стороны от S отложим в одном и том же произвольном масштабе величины показателей преломления 1 и 2 ( 1 откладываем по А1А1, 2 – по В2В2). В результате получаем четыре точки А1, А1, В2, В2. Рассматривая волны, идущие по другим направлениям, мы будем получать новые четырехточия. Рис. 1. Построение оптической индикатрисы Теоретически доказано, что поверхность, обнимающая все указанные четырехточия, представляет собой либо трехосный эллипсоид, либо эллипсоид вращения, либо шар. Эта поверхность и носит название оптической индикатрисы. Оптическая индикатриса дает возможность определить для волн любого заданного направления ориентировку колебаний и величины соответственных показателей преломления. Величины этих осей дают в определенном масштабе показатели преломления. В частном случае сечение индикатрисы является окружностью. Это показывает, что световые волны, распространяющиеся в заданном направлении, не испытывают двупреломления. Рассмотрим отдельно все три указанные типа оптической индикатрисы. Высшая категория. Кристаллы кубической сингонии являются, как уже указывалось выше, оптически изотропными. Лучи здесь идут с одинаковой скоростью и, следовательно, обладают одним показателем преломления. Соответственно этому, оптическая индикатриса в кристаллах кубической сингонии – шар. Охарактеризовать шаровую индикатрису можно лишь при помощи одной величины – радиуса шара. Радиус шара выражает показатель преломления. Следовательно, характеристика оптической индикатрисы кристаллов кубической сингонии заключается лишь в одной константе – показателе преломления . Средняя категория. Кристаллам средних сингоний (гексагональным, тетрагональным и тригональным) соответствует оптическая индикатриса в виде эллипсоида вращения. Поверхность эллипсоида вращения можно получить, путем вращения эллипса вокруг одной из его осей (рис. 2). При этом получаются два рода эллипсоидов вращения (рис. 3). Рис. 2.Оптическая индикатриса кристалла низшей категории (трехосный эллипсоид) Рис. 3.Оптические индикатрисы для кристаллов средних сингоний а – положительного; б - отрицательного Первые (вытянутые) эллипсоиды соответствуют оптически положительным, а вторые (сплющенные) – оптически отрицательным кристаллам. В эллипсоидах вращения круговые сечения располагаются перпендикулярно оси вращения. Все другие их сечения эллипсами. Кристаллы средних сингоний обладают лишь одним единичным направлением, совпадающим с единственной осью высшего наименования. В свою очередь, соответствующая им оптическая индикатриса, имеющая форму эллипсоида вращения, также обладает лишь одним единичным направлением, совмещенным с осью вращения эллипсоида.
Единичное направление кристалла должно совпасть с единичным направлением оптической индикатрисы. В эллипсоиде вращения сечение, перпендикулярное оси вращения, представляет окружность. Тем самым круговое сечение оптической индикатрисы располагается перпендикулярно оси симметрии высшего наименования. В гексагональном кристалле, оптическая индикатриса ориентирована в нем так, что ее ось вращения совмещена с шестерной осью симметрии (рис. 4). Рис. 4. Ориентировка оптической индикатрисы в гексагональном кристалле Круговые сечения эллипсоидов указывают на то, что перпендикулярно им световые волны идут, не раздваиваясь и не поляризуясь (любой радиус здесь представляет возможное направление колебаний). Значит вдоль оси вращения оптической индикатрисы идет один неполяризованный (не раздвоенный луч). Направление, по которому свет не испытывает двупреломления, называется оптической осью. Кристаллы средних сингоний имеют одну оптическую ось, т.е. являются оптически одноосными. Для характеристики оптической индикатрисы таких кристаллов достаточно ограничиться двумя величинами, а именно: половиной величины оси вращения эллипсоида и радиусом его кругового сечения. Отмеченные величины выражают наибольший и наименьший показатели преломления кристалла – g и p и численно равные им полуоси оптической индикатрисы g и p. В вытянутом (положительном) эллипсоиде вращения с осью вращения (главная ось симметрии кристалла) совпадает наибольшая ось индикатрисы ( g). Наименьшая ось ( p) соответствует здесь радиусу кругового сечения. И наоборот, в сплющенном (отрицательном) эллипсоиде вращения главная ось симметрии кристалла (ось вращения) отвечает наименьшей оси ( p), а наибольшая ось индикатрисы ( g) соответствует радиусу кругового сечения (рис. 3). Низшая категория. Оптические индикатрисы кристаллов низших сингоний (ромбических, моноклинных и триклинных) характеризуются эллипсоидами с тремя неравными взаимно перпендикулярными осями. Эти три оси по величине отвечают трем разным показателям преломления - g m p и обозначаются g, m, p (рис. 2). Каждая ось является единичным направлением и соответствует двойной оси симметрии эллипсоида, а плоскость, перпендикулярная оси – плоскости его симметрии. Трехосный эллипсоид обладает двумя круговыми сечениями, проходящими через m. Перпендикулярно каждому круговому сечению проходит оптическая ось. Значит кристаллы низших сингоний обладают двумя оптическими осями (ОА1 и ОА2), т. е. являются оптически двуосными. Обе оптические оси лежат в плоскости плоскость оптических осей ( g p). Когда биссектриса острого угла между оптическими осями совпадает с g, имеем оптически положительный кристалл, а при совпадении с p, кристалл оптически отрицателен. Рассмотрим ориентировку оптической индикатрисы в кристаллах низших сингоний. В трехосном эллипсоиде три неравные оси его ( g, m, p) являются тремя единичными направлениями эллипсоида. С этими тремя единичными направлениями кристалла и должны совместиться три единичных направления (три оси) оптической индикатрисы (рис. 5). В ромбических кристаллах также всегда присутствуют три взаимно перпендикулярные единичные направления, совпадающие или с тремя двойными осями симметрии или с нормалями к плоскостям симметрии.
ЗАПОТОЦКИЙ (Zapotocky) Ладислав (1852–1916) один из организаторов (1878) Чехословацкой социал-демократической рабочей партии. Перевел на чешский язык некоторые произведения К. Маркса и Ф. Энгельса. ЗАПРЕЩЕННАЯ ЗОНА (энергетическая щель) область значений энергий в энергетическом спектре кристалла, которыми не могут обладать электроны, фононы или др. квазичастицы. Запрещенная зона отделяет одну разрешенную зону от другой. Наиболее важна запрещенная зона, отделяющая валентную зону от проводимости зоны, т. к. ее ширина Eg определяет электрические и оптические свойства кристаллов. Вещества с Eg>3 эВ относят к диэлектрикам, с Eg<3 эВ — к полупроводникам. ЗАПРЕЩЕННЫЕ ЛИНИИ спектральные линии, для которых не выполняются отбора правила для дипольного излучения. Наблюдаются, напр., в спектрах газовых туманностей. ЗАПРОС ДЕПУТАТА (интерпелляция) право депутата парламента требовать от правительства или отдельного министра официальных разъяснений по вопросам общей политики правительства или конкретным мероприятиям. ЗАПРУДА регуляционное сооружение для перекрытия второстепенных рукавов рек (в целях увеличения расхода воды в основном русле), создания искусственных водоемов, уменьшения размыва русла и т. д
1. Оптическая спектроскопия кристаллов галита с природной синей окраской
2. Оптическая спектроскопия кристаллов галита с природной синей окраской
3. Химико-аналитические свойства ионов p-элементов
4. Радиационные процессы в ионных кристаллах
9. Передний край теоретической физики: теплопроводность одномерного кристалла
10. Жидкий кристалл
11. Производство кристалла 564ИЕ10
13. Трех- и четырехволновое рассеяние света на поляритонах в кристаллах ниобата лития с примесями.
14. Жидкие кристаллы
15. Жидкие кристаллы
17. Жидкие кристаллы
18. Трех- и четырехволновое рассеяние света на поляритонах в кристаллах ниобата лития с примесями
25. Локальное ферромагнитное упорядочение в кристаллах типа висмута
26. Организация досугового центра ЗАО "Кристалл"
27. Анализ хозяйственной деятельности предприятия СПФ "Туча" РУП "Кристалл"
28. Изучение и разработка очистки стоков от ионов тяжелых металлов (Доклад)
29. Психодиагностические методы изучения свойств личности
30. Изучение и разработка способа очистки стоков от ионов тяжёлых металлов
31. Изучение влияния различных факторов на сорбционные свойства клетчатки относительно цезия-137
32. Свойства оптического сигнала
33. Изучение потребительских свойств и пищевой ценности хлебобулочных изделий
35. Изучение коммуникативных свойств личности в психологии
36. Экспериментальное изучение факторов формирования коммуникативных свойств личности
37. Изучение регулировочных свойств электропривода с двигателем постоянного тока
41. Исследование растворимости и ионного обмена как инструмент изучения равновесий в водном растворе
42. Изучение гнездований зяблика (Fringilla coelebs) Вологодской области
43. Хлорофилл: его свойства и биосинтез
44. Сорбционные свойства мха по отношению к микроорганизмам и тяжелым металлам
45. История изучения и использования природных вод на Урале
46. Устройство, оптическая схема, неполная разборка и сборка теодолита 2Т2П, ЗТ2КП
47. Коллекторские свойства нефтеносных пластов. Их значение при определении запасов месторождения
48. М.М.Богословский и его методология по изучению истории России
49. Использование интегрированных курсов при изучении иностранного языка
51. "Хлопки, хлопушки, удары" в народном танце, методика изучения
52. История изучения проблемы культуры, предмет культурологии
53. Роман Ивана Сергеевича Тургенева "Отцы и дети" в аспекте современного изучения классики
57. Построение локальной компьютерной сети масштаба малого предприятия на основе сетевой ОС Linux
58. Дидактические свойства глобальной информационно-коммуникационной сети Интернет
59. Пластиковое оптическое волокно
60. Изучение системы команд микропроцессора Intel 8086 и аппаратных особенностей ПЭВМ IBM PC
62. Изучение взаимно влияющих друг на друга математических параметров
63. Отчет по практической работе "Изучение MS Windows & MS Word 4 Windows 2.0"
64. Основные принципы просесса инсталляции приложений в ОС Windows
65. Общие свойства приложений Office Pro 2000
66. Изучение программ MS Office
67. Корень n-ой степени и его свойства. Иррациональные уравнения. Степень с рациональными показателем
73. Строение, свойства и биологическая роль витаминов В-12 и В-15
74. Лечебные свойства чёрного перца
75. Вклад И.М. Сеченова в изучение физиологии головного мозга
76. Личность преступника: понятие, цели изучения, типология
77. Источники излучения в интегрально-оптических схемах
78. Долгосрочная стратегия охраны ОС и рационального использования природных ресурсов на Земле
79. Использование алгоритмов при изучении орфографии в начальных классах
81. О жанрово-хронологическом подходе изучения детской литературы
82. Научные основы школьного курса химии. методика изучения растворов
84. Изучение эмпатии у родителей младших школьников
85. Дидактические свойства глобальной информационно-коммуникационной сети Интернет
90. Изучение методов оценки качества масла вологодского
91. Потребительские свойства сыров и формирование их в процессе производства
92. Арсенид индия. Свойства, применение. Особенности получения эпитаксиальных пленок
93. Свойства машиностроительных материалов
94. Сегнетоэлектрики, их свойства и применение
95. Изучение аэродинамических характеристик вентиляторов проветривания
96. Оптические датчики газового состава
97. Волоконно-оптические гироскопы