광물학 5: 광학 광물학 5.5: 일축 및 이축 광물에 대한 자세한 정보

[백산]

광물학  5: 광학 광물학 5.5: 일축 및 이축 광물에 대한 자세한 정보

  출처 덱스터 퍼킨스 노스다코타 대학교    소스: 소스: EK 이페어케이 플러스

5.5: 일축 및 이축 광물에 대한 자세한 정보

[아래의 논의에서는 결정계와 결정학적 축에 대해 언급합니다. 그러나 이 책의 후반부까지 이에 대해 자세히 이야기하지는 않습니다. 관심 있는 독자는 11장을 읽은 후에 다시 와서 이 절을 읽을 것입니다.]

이 장에서 앞에서 설명한 바와 같이, 광축이 현미경 단계와 수직이 되도록 결정이 배향되면, 결정을 통과한 빛은 광축과 평행하게 진행하면서 결정이 등방성인 것처럼 행동합니다. 결정과의 상호작용에 의해 빛의 편광 방향이 변하지 않고 이중굴절도 없습니다. 상부 편광판이 삽입된 상태에서 결정을 본다면, 우리가 단계를 회전하더라도 결정립은 소멸된 채로 남을 것입니다.

얇은 부분에 있는 대부분의 결정은 수직인 광축을 갖지 않을 것이고, 광물의 결정계와 관련된 광학적 특성을 볼 수 있을 것입니다. 예를 들어 입방정계에 속하는 결정을 갖는 모든 광물은 등방성입니다. 그들은 같은 광속을 가지므로 모든 방향에서 같은 굴절률(n)을 갖습니다.

아래 표는 등방성, 일축, 이축 광물의 광학적 매개변수와 특성을 비교합니다.

등방성 결정은 단일 굴절률(n)을 가지며 복굴절은 0입니다.

등방성 및 이방성 결정의 굴절률과 복굴절률에 관한 연구

                             무작위 방향의 광축 굴절률과 평행한 굴절률의 원리 지수 가능한 최대 복굴절률

동위원소 결정                n                          n                      n                    0                         0  

일축 결정                    ω, ε                        ω                    ω, εˈ            δˈ = ∣ω – εˈ∣            δ = ∣ω – ε∣

이축 결정          α, β, γ                               β                    αˈ, γˈ            δˈ = ∣γˈ – αˈ∣            δ = ∣γ – α∣

5.58 육각형 및 정방형 일축 결정

정방정계나 육방정계에 속하는 결정을 가진 모든 광물은 일축이며, 이는 그들이 하나의 광축만 가지고 있다는 것을 의미합니다. 이 결정들에서 광축은 c 결정학적 축과 일치하며(그림 5.58), 많은 일축 광물들에서 광축은 결정면과 평행하거나 수직입니다.

일축 결정에서 굴절률은 우리가 엡실론(ε)과 오메가(ω)라고 부르는 두 극한값 사이에서 변합니다. 일축 결정에서 복굴절의 최대값은 ω과 ε 사이의 차이의 절대값입니다(위 표 참조): δ = | ω – ε|. 우리는 광축이 현미경 단계와 평행한 경우에만 최대 복굴절을 볼 수 있습니다.

단축 광물의 단일 광축과 평행하게 진행하는 빛은 보통 광선으로 진행하며, 굴절률 ω를 가지고 있습니다. 광축과 수직으로 진행하는 빛은 굴절률 ε를 가지고 있습니다.

빛은 광축과 평행하게 진행하지 않는 한 이중으로 굴절되어 굴절률 ω를 가진 광선과 두 광선으로 갈라집니다.

다른 광선은 굴절률 εʹ를 가지고 있는데, 이는 진행 방향에 따라 달라집니다. εʹ은 ω과 ε 사이의 임의의 값을 가질 수 있습니다.

우리는 일축성 광물을 두 가지 등급으로 나눕니다: ω < ε, 그 광물은 일축성 포지티브 (+)입니다. ω > ε, 그 광물은 일축성 네거티브 (-)입니다.

우리는 이러한 관계를 기억하기 위해 기억하기 위해 니모닉 POLE (양의 = 엡실론보다 오메가가 작음)과 NOME (음의 = 오메가가 엡실론보다 큼)를 사용할 수 있습니다.

양의 광물은 종종 양의 광학 부호를 갖는 것으로 설명되고, 음의 광물은 음의 광학 부호를 갖습니다

이축광물은 사방정계, 단사정계 또는 삼사정계에 속하는 결정을 갖는 모든 광물을 포함합니다. 그림 5.59와 같은 이축결정은 두 개의 광축을 가지며, 그 축은 결정학적 축(a, b, c)과 일치하지 않습니다.

이축결정은 일축결정과 마찬가지로 두 개의 제한값 사이에서 굴절률이 변합니다. 그러나 이축광물과 달리 광원에 대한 결정 방향의 변화에 따라 두 제한값 모두 변합니다.

5.60 결정학적(a, b, c) 및 광학적(X, Y, Z) 축에 라벨이 부착된 오르토클레이즈 결정

2축 결정을 통과하는 빛은 광축과 평행하게 진행하지 않는 한 2축 결정을 통과하는 빛은 이중굴절을 경험합니다. X, Y, Z의 서로 수직인 세 방향으로 2축 광물의 광학적 특성을 설명합니다(그림 5.60).

가장 빠른 광선의 진동 방향을 X, 가장 느린 광선의 진동 방향을 Z라고 합니다. X, Y, Z와 평행하게 진동하는 빛의 굴절률을 α, β, γ이라고 합니다. 따라서 α가 가장 낮은 굴절률이고, γ이 가장 높습니다. β는 광축에 수직으로 진동하는 빛의 굴절률을 중간값으로 합니다.

우리는 굴절률을 기준으로 이축광물을 두 가지 등급으로 나눕니다. 이축양광물에서 중간 굴절률 β는 γ보다 α에 값이 더 가깝습니다. 이축음광물에서는 γ에 값이 더 가깝습니다. 빛이 이축결정을 통과하는 방향에 따라 위상차와 겉보기 복굴절률이 달라지지만, 이축결정에서 복굴절률의 δ는 항상 γ – α입니다. 다른 매개변수에 대한 설명은 위의 표를 참조하십시오.

사방정계 결정에서 광 방향 X, Y, Z는 결정축 (a, b, c)에 해당합니다. 그러나 X 방향이 a, b, c 중 하나가 될 수 있기 때문에 일대일 대응은 아닙니다. Y와 Z도 마찬가지입니다. 단사정계 결정에서 X, Y, 또는 Z는 b축과 같습니다.

예를 들어 그림 5.60은 z가 b에 해당하는 단사정계 오르토클라아제 결정을 보여줍니다. 다른 두 광 방향은 결정축에 해당하지 않지만 많은 단사정계 결정에서는 가깝습니다. 삼사정계 결정에서는 광축과 결정축 사이에 대응하는 것이 없습니다.

보통 무작위로 배열된 이축 결정을 통과하는 빛은 두 개의 광선으로 나뉘는데, 두 광선 모두 X, Y, Z에 평행하게 진동하도록 제한되지 않으므로 이들의 굴절률은 α와 γ 사이의 값이 될 것입니다.

그러나 빛이 Y에 평행하게 진행하는 경우 두 광선의 굴절률은 α와 γ이고 X와 Z에 평행하게 진동하며 결정은 최대의 위상차를 나타냅니다. 빛이 광축에 평행하게 진행하면 이중굴절이 일어나지 않으며, 단일 굴절률인 β를 갖게 됩니다. 복굴절이나 위상차는 없으며 광물은 소멸된 것으로 보입니다.

5.61 2축 광물에서의 광학면과 2V

2축 광물에서, 우리는 X, Z, 그리고 두 광축을 포함하는 평면을 광평면이라고 부릅니다(그림 5.60과 5.61). 광축 사이의 예각은 2V입니다. 예각을 이등분하는 선은 Z(이축 양결정) 또는 X(이축 음결정)와 평행해야 합니다.

우리는 석유 현미경으로 2V를 측정할 수 있고 그것은 중요한 진단 특성이 될 수 있습니다. 그림 5.60의 장석은 2축 음이지만 그림 5.61의 그림은 양결정에 대한 것입니다.