Плеохроизм – оптикалық құбылыс, кристалдардың жарық поляризациясына байланысты әртүрлі түстерде көрінуі. Минералогияда маңызды, жарық пен кристалдар арақатынасын зерттейді.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Оптикалық құбылыс
Optical phenomenon
Плеохроизм – бұл оптикалық құбылыс, онда зат түрлі бұрыштардан, әсіресе поляризацияланған жарықпен қарағанда әртүрлі түстерде көрінеді.
Pleochroism is an optical phenomenon in which a substance has different colors when observed at different angles, especially with polarized light.
Этимология
Сөздің түбірі грек тілінен шыққан. Бұл термин алғаш рет 1854 жылы минералог Вильгельм Хайдингер Annalen der Physik und Chemie журналында неміс тіліндегі pleochroismus түрінде қолданылған. Ал ағылшын тіліндегі алғашқы белгілі қолданысы геолог Джеймс Дананың 1854 жылғы жазбаларында кездеседі.
The roots of the word are from Greek It was first made compound in the German term pleochroismus by mineralogist Wilhelm Haidinger in 1854, in the journal Annalen der Physik und Chemie. Its first known English usage is by geologist James Dana in 1854.
Өмірбаян
Анизотроптық кристалдардың оптикалық қасиеттері жарық түсу бағытына қарай өзгереді. Электр өрісінің бағыты жарықтың поляризациясын анықтайды, ал кристалдар бұл бұрыш өзгергенде әртүрлі реакция жасайды. Мұндай кристалдардың бір немесе екі оптикалық осі болады. Егер кристал ішіндегі оптикалық оське қатысты жарық сіңіру бұрышқа байланысты өзгерсе, онда плейохроизм пайда болады. Анизотроптық кристалдарда жарық екі рет сындырылады, яғни әртүрлі поляризацияланған жарық кристалмен әртүрлі дәрежеде бұрылады және осылайша кристал арқылы әртүрлі жолдармен өтеді. Бөлінген жарық сәулесінің компоненттері минералдың ішінде әртүрлі жолдармен және әртүрлі жылдамдықпен қозғалады. Минерал белгілі бір бұрышта қарастырылғанда, жарық жолдар мен поляризациялардың әртүрлі комбинацияларын ұстанған күйде болады, олардың әрқайсысы әртүрлі түсті жарықты сіңіреді. Басқа бұрышта кристал арқылы өтетін жарық жарық жолдары мен поляризацияларының басқа комбинациясынан тұрады, олардың әрқайсысы өзінің түсіне ие. Сондықтан минерал арқылы өтетін жарық әртүрлі бұрыштардан қарағанда әртүрлі түстерге ие болады, бұл тасқа әртүрлі түс береді. Төртбұрышты, үшбұрышты және алтыбұрышты минералдар тек екі түс көрсетеді және дихроидты деп аталады. Орторомбтық, моноклиндік және триклиникалық кристалдар үш түс көрсете алады және трихроидты болып табылады. Мысалы, екі оптикалық осі бар гиперстен үш өлшемді кеңістікте үш түрлі бағытта бағытталғанда қызыл, сары немесе көк түспен көрінеді. Изометриялық минералдар плейохроизмді көрсетпейді. Турмалин күшті плейохроизммен ерекшеленеді. Асыл тастар кейде түстеріне және олардың тартымдылығына байланысты плейохроизмді көрсету немесе жасыру үшін кесіліп, орнатылады. Плейохроидтық түстер жарық негізгі оптикалық векторға параллель поляризацияланғанда ең жоғары шағылысады. Осьтер бағыты бойынша X, Y және Z, ал сыну индексінің шамасы бойынша альфа, бета және гамма деп белгіленеді. Бұл осьтерді кристалдың коноскопиялық интерференциялық суретінен анықтауға болады. Екі оптикалық осі болған жағдайда, осьтердің сүйір бисектрисасы оң минералдар үшін Z, ал теріс минералдар үшін X-ті көрсетеді, ал доғал бисектриса балама осьті (X немесе Z) көрсетеді. Бұларға перпендикуляр Y осі орналасқан. Түс әр бағытқа параллель поляризациямен өлшенеді. Сіңіру формуласы әр ось бойындағы сіңіру мөлшерін X < Y < Z түрінде жазады, сол жақтағы ең аз, оң жақтағы ең көп сіңіруді көрсетеді.
Anisotropic crystals will have optical properties that vary with the direction of light. The direction of the electric field determines the polarization of light, and crystals will respond in different ways if this angle is changed. These kinds of crystals have one or two optical axes. If absorption of light varies with the angle relative to the optical axis in a crystal then pleochroism results. Anisotropic crystals have double refraction of light where light of different polarizations is bent different amounts by the crystal, and therefore follows different paths through the crystal. The components of a divided light beam follow different paths within the mineral and travel at different speeds. When the mineral is observed at some angle, light following some combination of paths and polarizations will be present, each of which will have had light of different colors absorbed. At another angle, the light passing through the crystal will be composed of another combination of light paths and polarizations, each with their own color. The light passing through the mineral will therefore have different colors when it is viewed from different angles, making the stone seem to be of different colors. Tetragonal, trigonal, and hexagonal minerals can only show two colors and are called dichroic. Orthorhombic, monoclinic, and triclinic crystals can show three and are trichroic. For example, hypersthene, which has two optical axes, can have a red, yellow, or blue appearance when oriented in three different ways in three dimensional space. Isometric minerals cannot exhibit pleochroism. Tourmaline is notable for exhibiting strong pleochroism. Gems are sometimes cut and set either to display pleochroism or to hide it, depending on the colors and their attractiveness. The pleochroic colors are at their maximum when light is polarized parallel with a principal optical vector. The axes are designated X, Y, and Z for direction, and alpha, beta, and gamma in magnitude of the refractive index. These axes can be determined from the appearance of a crystal in a conoscopic interference pattern. Where there are two optical axes, the acute bisectrix of the axes gives Z for positive minerals and X for negative minerals and the obtuse bisectrix gives the alternative axis (X or Z). Perpendicular to these is the Y axis. The color is measured with the polarization parallel to each direction. An absorption formula records the amount of absorption parallel to each axis in the form of X < Y < Z with the left most having the least absorption and the rightmost the most.
Минералогия және гемология саласында
Плеохроизм минералогия мен гемологияда минералдар мен асыл тастарды анықтау үшін өте пайдалы құрал болып табылады, себебі әртүрлі бұрыштардан көрінетін түстер саны асыл тастың немесе минералдың мүмкін кристалдық құрылымын анықтауға және осылайша оны жіктеуге көмектеседі. Көзге ұқсас минералдардың кейде өте әртүрлі плеохроизм схемалары болуы мүмкін. Мұндай жағдайларда минералдың жұқа тілімі қолданылып, петрографиялық микроскоп арқылы поляризацияланған жарықта зерттеледі. Бұл қасиетті пайдалы қазбаларды анықтауға қолданылатын тағы бір құрал – дихроскоп.
Pleochroism is an extremely useful tool in mineralogy and gemology for mineral and gem identification, since the number of colors visible from different angles can identify the possible crystalline structure of a gemstone or mineral and therefore help to classify it. Minerals that are otherwise very similar often have very different pleochroic color schemes. In such cases, a thin section of the mineral is used and examined under polarized transmitted light with a petrographic microscope. Another device using this property to identify minerals is the dichroscope.