Tabla de colores de interferencia

En mineralogía óptica , la carta de colores de interferencia , también conocida como carta de Michel-Lévy , es una herramienta desarrollada por Auguste Michel-Lévy para identificar minerales en láminas delgadas mediante un microscopio petrográfico . Con un espesor conocido de la lámina, los minerales presentan colores específicos y predecibles bajo luz polarizada cruzada , y esta carta puede ayudar a identificarlos. Los colores se producen por la diferencia de velocidad entre los rayos rápidos y lentos, fenómeno conocido como birrefringencia .

Uso

Al utilizar la tabla, es importante recordar estos consejos:

Los minerales isotrópicos y opacos (metálicos) no se pueden identificar de esta manera.
La platina del microscopio debe girarse hasta encontrar el color máximo y, por lo tanto, la birrefringencia máxima.
Cada mineral, según su orientación, puede no presentar la máxima birrefringencia. Es importante analizar varias muestras de minerales similares para obtener el valor óptimo de birrefringencia.
Los minerales uniaxiales pueden parecer isotrópicos (siempre extintos) si el mineral se corta perpendicularmente al eje óptico (esta situación se puede revelar con el patrón de interferencia conoscópica ).

Principio

Cuando la luz polarizada atraviesa una muestra birrefringente, la diferencia de fase entre las direcciones rápida y lenta varía con el espesor y la longitud de onda de la luz utilizada. La diferencia de trayectoria óptica (dPO) se define como ${opd}=\Delta \,n\cdot t$ donde t es el espesor de la muestra.

Esto conduce entonces a una diferencia de fase entre la luz que pasa en las dos direcciones de vibración de $\delta \,=2\pi \,(\Delta \,n\cdot t/\lambda \,)$ . Por ejemplo, si la diferencia de trayectoria óptica es $\lambda \,/2$ , entonces la diferencia de fase será $\pi$ y, por lo tanto, la polarización será perpendicular a la original, lo que resultará en que toda la luz pase a través del analizador para polarizadores cruzados. Si la diferencia de trayectoria óptica es ${n}\cdot \lambda \,$ , entonces la diferencia de fase será $2{n}\cdot \pi$ y, por lo tanto, la polarización será paralela a la original. Esto significa que ninguna luz podrá pasar a través del analizador, al que ahora es perpendicular.

La carta de Michel-Lévy (llamada así en honor a Auguste Michel-Lévy ) se obtiene al hacer pasar luz blanca polarizada a través de una muestra birrefringente. Si la muestra tiene un espesor uniforme, solo una longitud de onda específica cumplirá la condición descrita anteriormente y será perpendicular a la dirección del analizador. Esto significa que, en lugar de observar luz policromática en el analizador, se habrá eliminado una longitud de onda específica. Esta información puede utilizarse de diversas maneras:

Si se conoce la birrefringencia, entonces se puede determinar el espesor, t, de la muestra.
Si se conoce el espesor, entonces se puede determinar la birrefringencia de la muestra.

A medida que aumenta la diferencia de trayectoria óptica, es más probable que se eliminen más longitudes de onda de luz del espectro. Esto provoca que el color parezca "desvanecido" y dificulta la determinación de las propiedades de la muestra. Sin embargo, esto solo ocurre cuando la muestra es relativamente gruesa en comparación con la longitud de onda de la luz.

Galería

Comparación de técnicas de transiluminación utilizadas para generar contraste en una muestra de papel tisú , que consta de una matriz aleatoria de fibras de celulosa pura . 1,559 μm/píxel.
Mediante iluminación con luz polarizada cruzada, el contraste de la muestra proviene de la rotación de la luz polarizada a través de la muestra.
En la iluminación de campo claro , el contraste de la muestra proviene de la absorción de luz en la muestra.
En la iluminación de campo oscuro , el contraste de la muestra proviene de la luz dispersada por la misma.
En la iluminación por contraste de fase , el contraste de la muestra proviene de la interferencia de diferentes longitudes de trayectoria de la luz a través de la muestra.