О природе минералов 1 Введение

часть его проходит в нее и преломляется описан-
ным выше образом. Однако другая часть отража-
ется от границы обратно в первую среду.

---

Рис. 7.5 Лучи света, входящие в изотропную среду, (а) под прямым углом,
 (б)
наклонно.
На рис. 7.7 показаны последовательные по вре-
мени положения волнового фронта
 ab
и a
1
b
1
. По-
сле того как луч
α
попадает на границу двух сред и
отражается от нее, луч
 Ь
проходит расстояние b
1
b
2
и, в свою очередь, оказывается на границе этих
сред. За это время луч
 а,
перемещающийся в той
же среде и с той же скоростью, проходит расстоя-
ние a
1
a
2
перпендикулярно к фронту волны, кото-
рый представлен касательной к дуге около точки
a
2
и проходит через точку
 b
2
.
Два прямоугольных
треугольника a
1
b
1
b
2
и a
1
a
2
b
2
конгруэнтны, и по-
этому угол падения
 г
равен углу отражения
 r.
Бо-
лее подробно об отраженных лучах будет сказано
ниже.
7.3.3 Связь показателя преломления с
плотностью и атомной массой
В 1863 г. Гладстон и Дейл предложили эмпириче-
скую формулу, связывающую показатель прело-
мления и плотность вещества в растворе:
( n - 1 ) / d = K,
где
 n
— показатель преломления,
 d
— плотность,
а
 К — удельная преломляющая способность.
Они
показали также, что удельная преломляющая спо-
собность растворов определяется путем сложения
этих характеристик составляющих раствор компо-
нентов:
где w
1
и
 w
2
— массы компонентов. Переход жид-
кости в твердое состояние весьма слабо влияет на
удельную преломляющую способность вещества.
Рис. 7.6 Дисперсия света при прохождении его через
призму.
Рис. 7.7 Отражение света

---

Таким образом, если определены удельные
преломляющие способности смеси или соедине-
ния (по стеклам соответствующего состава либо
по кристаллам чистых соединений) и измерена
их плотность, можно приблизительно рассчитать
показатель преломления. К настоящему времени
определены удельные преломляющие способности
ряда стандартных молекул, входящих в состав
минералов, и найдены приемлемые соотношения
между определяемыми эмпирически и рассчитан-
ными значениями показателей преломления слож-
ных природных стекол
1
.
Более сложная формула, описывающая взаи-
мосвязь между показателем преломления и плот-
ностью, была выведена в 1880 г. независимо друг
от друга Г. Лорентцом и Л. Лоренцом. Она выгля-
дит следующим образом:
Для силикатных стекол и полевых шпатов эта
формула, как и более простое уравнение Гладсто-
на и Дейла, выполняется в одинаковой степени
удовлетворительно.
Хотя в настоящем разделе рассматриваются
изотропные вещества, здесь в связи с проблемой
зависимости между показателем преломления и
составом минерала уместно забежать немного впе-
ред и взглянуть на свойства некоторых кристалли-
ческих соединений (в том числе и анизотропных,
имеющих более одного значения главного показа-
теля преломления).
Считается, что минералы, содержащие тяже-
лые элементы, в основном имеют высокие пока-
затели преломления. Такая точка зрения соответ-
ствует действительности только в частных случа-
ях, так как существует множество не подтвержда-
ющих это положение примеров. Сразу же вспо-
минается алмаз (относящийся к кубической син-
гонии, т.е. изотропный), который хотя и сложен
углеродом, т.е. легким элементом (атомная мас-
са 12), но имеет высокий показатель преломления
(2,417). Рассмотрим табл. 7.1, в которой предста-
влены группы аналогичных по структуре мине-
ралов, расположенные в порядке возрастания их
показателей преломления. Как видим, совершен-
но неверно предполагать наличие какой-либо про-
стой зависимости между атомной массой элемента
и показателем преломления даже в пределах од-
ного класса соединений.
Какая бы зависимость ни существовала, она
должна прежде всего определяться характером
атомных связей и только потом — внутренней
электронной конфигурацией катиона, тогда как
масса его ядра оказывает очень небольшое влия-
ние.