О природе минералов 1 Введение

Рис. 7.9
Путь света в рефрактометре Аббе.
поверхности кристалла, образует светлую область
в поле зрения оптической трубы, сфокусирован-
ной на другой квадрант. Граница между темной
и светлой областями указывает предельный угол
между стеклом и кристаллом. На полусфериче-
ской поверхности не происходит преломления лу-
чей, так как они пересекают ее по нормали По-
скольку жидкость образует тонкую пленку с па-
раллельными поверхностями, ее влияние уравно-
вешивается на входе и выходе лучей и им можно
пренебречь. Хотя измеряемым предельным углом
является угол между жидкостью и кристаллом,
в действительности он соответствует предельному
углу между стеклом и кристаллом за счет откло-
нения света на границе стекло/жидкость.
Если показатель преломления стекла известен,
то исходя из положения границы между светлой и
темной областями можно непосредственно опреде-
лить показатель преломления исследуемого кри-
сталла:
Рассмотренный рефрактометр особенно полезен
при изучении драгоценных камней.
Рефрактометр Аббе.
Этот рефрактометр при-
меняется преимущественно для изучения жидко-
стей. В нем используется скользящее падение све-
та, переходящего из жидкости в призму, которая
изготовлена из стекла с высоким показателем пре-
ломления. На рис. 7.9,
α
показана траектория све-
тового луча в приборе. Две призмы с пленкой
жидкости между ними вращают до тех пор, по-
ка граница между светлой и темной областями не
пересечет визир неподвижно установленной опти-
ческой трубы. Рефрактометр калибруется по пла-
стинке стекла с известным показателем преломле-
ния при использовании скользящего падения све-
та (рис 7.9, б) Он может применяться для прямо-
го определения показателей преломления соответ-
ствующим образом распиленных кристаллов, но
в основном служит дополнительным методом при
иммерсионных исследованиях.
7.4.2 Метод минимального отклонения
света призмой
Этот метод может применяться к кристаллам,
имеющим соответствующий угол между двумя
гранями, а также к минералам и стеклам, если из
них можно выпилить многогранник в виде приз-

---

мы, или к жидкостям, помещенным в полую сте-
клянную призму.
Если угол, под которым свет падает на призму,
равен углу, под которым он выходит из нее через
другую грань, то пучок света испытывает мини-
мальное отклонение (рис. 7.10). Чтобы убедиться
в этом, предположим, что при минимальном от-
клонении угол
 г
не равен углу
 i'
. Тогда, в силу
того что лучи света являются обратимыми, долж-
ны существовать два угла падения, при которых
отклонение будет минимальным. Но на практике
мы обнаруживаем только один такой угол. Следо-
вательно, траектория светового луча должна быть
симметричной и
 i
=
 i'
, а
 r — r'
Для определения показателя преломления ма-
териала призмы измеряются два параметра: угол
призмы
 а
и угол минимального отклонения свето-
вого луча
 d.
Тогда имеем
(D
(2)
Измерения удобно проводить с помощью одно-
кружного гониометра, придерживаясь следующе-
го порядка работы. Оптическая труба располага-
ется под углом 90° к коллиматору. Призма уста-
навливается вертикально относительно ее ребер,
и с помощью регулирующих приспособлений отра-
женный от коллиматора луч центрируется на кре-
сте нитей оптической трубы. Эта операция пол-
ностью аналогична той, которая выполняется при
настройке на область, выбранную для кристал-
лографических измерений. Угол между гранями
призмы определяется посредством ее вращения
вокруг стержня, закрепленного в центре враща-
ющегося лимба. Искомый угол
 а
является допол-
нительным к измеренному.
Затем оптическая труба и центральный стер-
жень отсоединяются от лимба. Труба вращает-
ся (передвигая верньер вместе с собой) до выхо-
да ее оптической системы на одну прямую ли-
нию с направлением пучка света от коллимато-
ра. В этот момент производится первый отсчет
по верньеру. После этого призма поворачивается
таким образом, чтобы ее вершина оказалась сле-
ва от линии наблюдения, а оптическая труба пе-
редвигается вправо до тех пор, пока в нее не по-
падет отклоненный пучок света. Если источником
служит белый свет, то появляется полоска, состоя-
щая из цветов спектра. Благодаря возникающей в
призме дисперсии рассматриваемая полоска окра-
шена слева в красный цвет, а справа — в фиоле-
товый. (Если призма вырезана из анизотропно-
го вещества, то обычно наблюдаются два откло-
ненных луча; см. ниже.) Затем центральный стер-
жень с призмой вращается влево (при неподвиж-
ном лимбе) вместе с оптической трубой. Эта опе-
рация проводится вплоть до того момента, когда
дальнейшее вращение уже не приводит к переме-
щению отраженного пучка влево, а сменяется на
его движение вправо. Именно такое положение со-
ответствует минимальному отклонению светового
пучка. Оптическая труба устанавливается таким
образом, чтобы пересечение ее нитей располага-
лось на полоске света с длиной волны, соответ-
ствующей искомому
η
(обычно на желтой линии
спектра). Вновь отмечается показание верньера,
и разница между ним и первым измерением да-
ет угол минимального отклонения