Pleocroismul

Pleocroismul (din alt grecesc πλέον  „mai mult” + χρως  „culoare”) este capacitatea unor cristale anizotrope , inclusiv minerale birefringente , de a detecta diferite culori în lumina care trece prin ele atunci când sunt privite în direcții diferite.

Fenomenul se datorează faptului că, în cristalele anizotrope, gradul de absorbție a diferitelor lungimi de undă a luminii vizibile depinde nu numai de compoziția chimică a cristalului (ca în substanțele izotrope), ci și de orientarea fasciculului de lumină în raport cu axele optice ale cristalului.

Istorie

Pleocroismul a fost înregistrat pentru prima dată în 1816 de Jean Biot și Thomas Seebeck . În Franța și Rusia în 1896-1903 acest fenomen a fost studiat de Valerian Agafonov .

Fizica fenomenului

Pleocroismul este o consecință a anizotropiei optice a substanțelor. Absorbția și refracția luminii în ele este anizotropă, iar dependența absorbției de lungimea de undă (deci culoarea vizibilă) determină culoarea vizibilă a cristalelor. De exemplu, dicroismul apare ca urmare a birefringenței fasciculului și, prin urmare, nu se poate manifesta într-un cristal izotrop . Cu toate acestea, afirmația inversă ar fi fundamental greșită: în niciun caz nu se poate presupune că, dacă nu există dicroism (sau pleocroism) într-o piatră, atunci aceasta este izotropă. De exemplu, pleocroismul este cel mai adesea absent în pietrele incolore, cu toate acestea, în multe pietre prețioase birefringente colorate (de exemplu, în unele zirconi ), pleocroismul este, de asemenea, absent sau este atât de mic încât este foarte dificil de detectat. [1] :92-93

Pleocroismul, de regulă, se manifestă cu cât este mai puternică, cu atât mai groasă (sau mai strălucitoare) culoarea naturală a pietrei. De exemplu, în alexandrit verde închis , pleocroismul se manifestă mult mai puternic decât în ​​soiurile ușoare de crisoberil . [1] :93

Cel mai adesea, pleocroismul este observat în cristale, care sunt, de asemenea, caracterizate printr-o astfel de varietate de pleocroism precum dicroismul liniar  - diferența de absorbție a razelor obișnuite și extraordinare. Pentru cristalele uniaxiale, se disting 2 culori „principale” (de bază) - atunci când sunt observate de-a lungul axei optice și perpendicular pe aceasta (de-a lungul așa-numitelor direcții No și Ne).

Tipuri de pleocroism

Dicroism

Pentru mineralele uniaxiale, cele mai mari diferențe în absorbția luminii de diferite lungimi de undă (adică în culoarea vizibilă) se observă de-a lungul axei optice (Ng sau Np) și în toate direcțiile perpendiculare pe aceasta. Un astfel de mineral va avea două culori primare atunci când este privit în direcțiile indicate. În alte direcții, culoarea sa va fi intermediară între aceste două culori. Un astfel de pleocroism se numește dicroism. [2]

Dicroismul circular ( efectul de bumbac ) este diferența de absorbție a luminii a polarizărilor circulare dreapta și stânga.

Tricroism

În cristalele biaxiale, este posibilă manifestarea a trei culori principale de-a lungul direcțiilor Ng, Nm și Np. Când este privit din alte direcții, cristalul va fi colorat în culori intermediare. Un astfel de pleocroism se numește tricroism.

Pleocroism fațet

Toate cele de mai sus se referă la practicarea observațiilor microscopice ale mineralelor și rocilor, unde se folosește lumina polarizată în plan. În condiții normale de iluminare, pleocroismul poate fi observat cu ochiul liber doar când se privesc cristalele în lumină prin fețele lor plate, naturale sau artificiale. Un astfel de pleocroism se numește fațetă [2] și nu este atât de pronunțat, iar în acest caz nu se vor putea vedea culorile „primare”, ci doar intermediare. Acest lucru se datorează polarizării incomplete a luminii de către fețele cristalului și dimensiunii mari a cristalelor, din cauza căreia raze de diferite direcții cad în ochiul observatorului, de pe întreaga față. În acest caz, culori diferite vor fi suprapuse și observatorul va obține o imagine mixtă.

Dimensiune

Pleocroismul slab poate fi detectat folosind un instrument numit dicroscop sau microdicroscop . Pentru a cuantifica fenomenele de absorbție a luminii (inclusiv pleocroismul), se folosește un spectrofotometru . Spectrofotometrele moderne sunt dispozitive universale care permit diagnosticarea unui mineral și a calității acestuia în mai mulți parametri simultan, inclusiv determinarea cu precizie a prezenței și a gradului de pleocroism în toate părțile spectrului luminos.

Minerale pleocroice

Aplicație

Cifrele UDC asociate cu pleocroismul

Note

  1. ↑ 1 2 G. Smith . „Gemstones” (tradus din G.F. Herbert Smith „Gemstones”, Londra, Chapman & Hall, 1972) . — Moscova, Mir, 1984
  2. ↑ 1 2 Lodochnikov V.N. Fundamentele metodelor microscopice pentru studiul materiei cristaline .. - Leningrad: Editura științifică chimio-tehnică VSEKHIMPROM VSNKh URSS, 1930.

Literatură

Vezi și