lunes, 9 de julio de 2012

ciencia -- EL TRICROISMO, EL DICROISMO Y EL PLEOCROISMO EN LOS MINERALES


El Tricroismo




pleo.









Este efecto que vemos aca arriba es hecho viendo el cristal a travez de un filtro polarizador y girando este, lo que provoca el cambio de coloración.

Con curvas de 90 grados del filtro polarizador en la cámara, Jeff Scovil demuestra el dicroísmo dramático visto a lo largo de eje corto lateral este mineral.
Su tercer color sería visible mirando el mineral desde arriba.


Tenga en cuenta la reflexión sobre la mesa para la dirección de transmisión del filtro.








El plecriosmo.




Icelandic Optical quality calcite with calcite dichroscope models. 



Arriba se muestran tres modelos de dicroscopio que se usan para ver la separacion de los colores de alta birrefringencia en el espato de Islandia y ver asi los colores separados. 

De izquierda a derecha: 

Óptica RosGem, uno de bronce "antiguo" similar a los usados por GIA y una maravillosa versión OPL


La calcita tiene tres direcciones de clivaje perfecto, que reflejan su triple simetría. 
Cuando un cristal de calcita se rompe, se tiende a romper en estas direcciones que forman un romboedro o "rombo". 





Cada cara de escisión se inclina en el mismo ángulo con el eje c, ninguno son perpendiculares o paralelas al eje c (en calcita ésta es también la dirección del eje óptico). 

Esta es una orientación muy importante cuando se considera la duplicación de imágenes y es en parte la premisa de que el dicroscopio funciona. 
Para más información sobre la doble refracción en la calcita, consulte "espato de Islandia."

Doubling of images through a calcite cleavage rhomb. 



Los objetos vistos a través de la calcita se ven dobles. Cada imagen representa uno de los rayos de luz que ha sido dividido y polarizado al pasar a través de la piedra.

Construcción de un dicroscopio.

Un diseño aparentemente simple de dicroscopio consta de un tubo con una pequeña abertura en un extremo que permite que la luz transmitida a través de un mineral transparente entre en el instrumento. 
Dentro del dicroscopio hay un cristal pequeño de calcita montado con un prisma de vidrio en cada extremo para dirigir los rayos divididos directamente hacia la ventana de visualización. 


Using the dichroscope to observe polarized light resulting from reflection. Kurt Nassau, The Physics and Chemistry of Color, the Fifteen Causes of Color, 2nd edition.



Mirando a través de la lente en el extremo opuesto del tubo se verá una imagen del rayo con dos colores lado a lado. 

Debido a que los rayos son polarizados en un plano perpendicular al otro, marcando la dirección de vibración en el borde de la lente, el observador puede conseguir información importante sobre la direccion de los rayos de luz, mientras que la observación de los colores muchas veces sorprende en los minerales pleocroicos. 
Esto puede lograrse mediante la observación de la luz polarizada generada por la reflexión, recordando que la luz polarizada es paralela al plano que refleja como se ve en la foto superior.







Uso del dicroscopio para ver la luz polarizada generada por la reflexión.




Cabe señalar que no se produce pleocroísmo mirando a lo largo del eje óptico del mineral (una en uniaxial, dos en biaxial) y ninguno será visible si las direcciones de vibración de los rayos son menor de  45 grados con respecto a la calcita. 
Por lo tanto, con el fin de encontrar el efecto pleocroico máximo, es muy importante comprobar un espécimen en todas las direcciones, mientras que también girar el dicroscopio.

Pleochroism in chrome tourmaline.  Turmalina

pleochroism in andalusite.  Andalusita

Pleochroism in benitoite.  Benitoita

Pleochroism in purple scapolite.  Scapolita

pleochroism in sapphire.  Zafiro

pleochroism in ruby.  Ruby

Dichroism in cat's eye pezzottaite.  Pezotaita

pleochroism in zoisite, variety tanzanite.  Tanzanita Azul

pleochroism in unheated pink zoisite.  Zoisita

pleochroism in iolite. Cordierita

Apatite Pleochroism. Apatita

Esta apatita (la foto de abajo) fuertemente pleocroica es un mineral uniaxial que cristaliza en sistema hexagonal. 


Apatite Pleochroism.

Arriba:  fuente de luz no polarizada.
Debajo: filtro polarizador, El filtro está orientado para la transmisión vertical. 


Una esfera es una forma excelente para explorar la naturaleza de la luz a través de un mineral. 
Mirando a lo largo del eje óptico de una esfera de cuarzo uniaxial - o mejor aún, uno de calcita - no hay duplicación de las imágenes. 
Esto también es válido cuando se ve a lo largo de los ejes del "ecuador" a 90 grados del eje óptico. 
Aunque esta es la dirección de la birrefringencia máxima, pues los dos rayos viajan en exactamente el mismo camino, uno detrás del otro.

A 45 grados es cuando provocan una duplicación máxima de imágenes . 
En el caso de pleocroísmo, el máximo efecto se ve a 90 grados de un eje óptico y mientras al mismo tiempo las direcciones de vibración de estos rayos son exactamente paralelas con las de la calcita.

Quartz sphere for studying doubling - the phantoms give a hint. Note that with its much lower birefringence, in order to have the same separation of images shown by calcite, quartz must be 15 times thicker.     An axinite sphere fashioned by Dr. Allen Bassett for the study of pleochroism.


En primer lugar, debemos tener en cuenta que el pleocroísmo está relacionado con la orientación óptica y la relación causal específica de color. 

La luz que entra en un cristal con doble refracción (anisotrópico) se divide en dos rayos polarizados por la red cristalina del mineral.

Los átomos experimentan una atracción eléctrica no uniforme, provocando que la polarización se realice en dirección de los átomos mas fuertes.


An axinite sphere fashioned by Dr. Allen Bassett for the study of pleochroism.

Axinita mostrando pleocroísmo por la luz polarizada.
el punto de vista del medio es en realidad mucho más violeta de lo que se ve en la foto.


El plano de polarización máxima es normalmente el plano de máxima densidad de población de átomos, y el plano de polarización mínima es generalmente perpendicular a ella.
La polarización de un átomo es influida fuertemente por la velocidad de transmision de las ondas de luz, cuanto  más fuerte es la polarización, mayor es el índice de refracción, y más lenta es la velocidad de la luz en el interior de la gema.


Chiastolite Pleochroism.
Andalusita


No sólo los dos rayos, recordemos que se dividen en dos o tres rayos internamente, experimentan diferentes velocidades, pero también experimentan una absorción diferente mientras atraviesan el mineral, lo que resulta en los diferentes colores.

Este último punto puede ser ampliado para incluir varios conceptos de causalidad de pleocroísmo de color que afecta el medio ambiente, incluyendo la coordinación de iones y distorsiones asociadas (epidota), la transferencia de carga de intervalencia (iolita), y centros de color (maxixi beryl). 





La causalidad de color y los fenómenos son a menudo el resultado de varios factores que actúan en union.

Un cristal debe ser anisótropo con el fin de mostrar el pleocroísmo y un cristal debe ser anisotrópico para mostrar birrefringencia. 

Pero un cristal no necesita ser birrefringente con el fin de mostrar el pleocroísmo. 
Se podría tener una birrefringencia de cero y todavía mostrar pleocroísmo fuerte ". 






Por ejemplo, la composición altera las orientaciones ópticas de la andalucita, mientras que su simetría de cristal ortorrómbico sigue siendo, ópticamente isótropo, pero aún exhibe una fuerte pleocroísmo amarillo / verde cuando se gira en la luz polarizada. Eso me indica que ninguna aseveración puede tomarse como unica.

Lo más importante de todo es simplemente disfrutar de la exploración de minerales con un dicroscopio y descubrir los hermosos colores que se descubren con este maravilloso instrumento.




Fernando Gatto
Kaia Joyas Uruguay

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