Patrón de interferencia conoscópica

Un patrón de interferencia conoscópica o figura de interferencia es un patrón de colores birrefringentes atravesado por bandas oscuras (o isogiras ), que se puede producir utilizando un microscopio petrográfico geológico para la identificación de minerales y la investigación de sus propiedades ópticas y químicas . Estas figuras se producen por interferencia óptica cuando rayos de luz divergentes viajan a través de una sustancia ópticamente no isótropa, es decir, una sustancia cuyo índice de refracción varía en diferentes direcciones en su interior. La figura puede considerarse como un "mapa" de cómo variaría la birrefringencia de un mineral con el ángulo de visión respecto a la perpendicular a la lámina , donde el color central representa la birrefringencia vista desde arriba, y los colores más alejados del centro equivalen a la observación del mineral en ángulos cada vez mayores respecto a la perpendicular. Las bandas oscuras corresponden a las posiciones donde se observaría la extinción óptica (isotropía aparente). En otras palabras, la figura de interferencia presenta simultáneamente todos los posibles colores de birrefringencia del mineral.

La observación de la figura de interferencia es un método infalible para determinar si un mineral es ópticamente uniaxial o biaxial. Si la figura está correctamente alineada, el uso de una placa de tinte sensible junto con el microscopio permite determinar el signo óptico y el ángulo óptico del mineral .

Creación de una figura

En mineralogía óptica , se suele utilizar un microscopio petrográfico y luz polarizada cruzada para observar el patrón de interferencia. La lámina delgada que contiene el mineral a investigar se coloca en la platina del microscopio , sobre un polarizador lineal , con un segundo (el "analizador") entre el objetivo y el ocular . El condensador del microscopio se acerca a la muestra para producir una amplia divergencia de rayos polarizados a través de un punto pequeño, y se aumenta la intensidad de la luz al máximo (por ejemplo, aumentando la potencia de la bombilla y abriendo el diafragma). Normalmente se utiliza un objetivo de alta potencia. Esto maximiza el ángulo sólido subtendido por la lente y, por lo tanto, la variación angular de la luz interceptada, y también aumenta la probabilidad de observar un solo cristal a la vez.

Para observar la figura, los rayos de luz que salen del microscopio deben emerger más o menos en paralelo. Esto se suele conseguir retirando completamente el ocular (si es posible) o colocando una lente de Bertrand (Emile Bertrand, 1878) entre el objetivo y el ocular.

En principio, cualquier sección de cristal puede producir un patrón de interferencia. Sin embargo, en la práctica, solo unas pocas orientaciones cristalográficas diferentes son 1. fáciles de identificar, lo que permite generar una figura, y 2. capaces de proporcionar información fiable sobre las propiedades del cristal. Normalmente, la orientación más útil y fácil de obtener es la que se observa a lo largo del eje óptico de una sección de cristal, lo que produce una figura denominada figura del eje óptico (véase más abajo). Estas orientaciones de cristal se pueden encontrar en secciones delgadas buscando cortes a través de minerales que no son isótropos pero que, sin embargo, aparecen uniformemente negros o gris muy oscuro bajo luz polarizada cruzada normal en todos los ángulos de la platina (es decir, están " extinguidos "). Si se está lejos de observar a lo largo de un eje óptico, se puede ver una figura de destello : un color de birrefringencia de orden superior, interrumpido cuatro veces al girar la platina 360 grados por "destellos" negros que recorren el campo de visión.

Figuras características de minerales uniaxiales y biaxiales.

Una figura de interferencia producida al observar directamente hacia abajo o cerca del eje óptico de un mineral uniaxial mostrará una característica forma de cruz de Malta en sus isogiras. Si se observa directamente a lo largo del eje óptico, el patrón permanecerá invariable al girar la platina. Sin embargo, si el ángulo de visión se desvía ligeramente del eje óptico, el centro de la cruz girará u orbitará alrededor del punto central al girar la platina. La forma de la cruz se mantendrá constante durante el movimiento.

La figura del eje óptico de un mineral biaxial es más compleja. Se observarán una o dos isogiras curvas (a veces llamadas "pinceles"), una de las cuales tendrá su punto de máxima curvatura perfectamente centrado. (La figura muestra un ejemplo con una sola isogira visible). Si se observan dos isogiras, estarán posicionadas una frente a la otra. Al girar la platina, las isogiras se moverán y cambiarán de forma notablemente: desde una posición donde se curvan suavemente y están muy separadas en su punto más cercano, se vuelven gradualmente más curvas/cuadradas en sus puntos medios a medida que se aproximan (aparece una segunda isogira fuera del campo de visión si antes no estaba presente), para luego fusionarse y formar un patrón de cruz de Malta muy similar al de un mineral uniaxial. Al seguir girando la platina, las isogiras se separarán de nuevo, pero en cuadrantes opuestos a donde estaban antes, luego se encontrarán de nuevo, se separarán de nuevo en sus cuadrantes originales, y así sucesivamente. Las isogiras se tocarán cuatro veces en una revolución de 360 grados, correspondiendo cada vez a una de las posiciones de extinción que se observan con luz polarizada cruzada normal.

La separación máxima entre isogiras se produce cuando la lámina se gira exactamente 45 grados desde una de las orientaciones donde convergen las isogiras. El punto donde la isogira es más pronunciada representa la posición de cada uno de los dos ejes ópticos presentes en un mineral biaxial, y por lo tanto, la separación máxima entre las dos curvas es un indicador del ángulo entre los dos ejes ópticos del mineral. Este ángulo se denomina ángulo óptico y a menudo se denota como "2V" . En algunos casos, conocer el ángulo óptico puede ser una herramienta de diagnóstico útil para diferenciar entre dos minerales que, de otro modo, parecen muy similares. En otros casos, 2V varía con la composición química de una manera conocida para un mineral dado, y su valor medido puede utilizarse para estimar las proporciones entre los elementos en la estructura cristalina , por ejemplo, Fe/Mg en los olivinos . Sin embargo, en estos casos es importante asegurarse también del signo óptico del mineral (que, en esencia, indica la orientación del ángulo óptico con respecto a la indicatriz óptica que describe los índices de refracción del mineral en 3D). El signo óptico y el ángulo óptico pueden determinarse conjuntamente mediante la combinación de la microscopía de patrones de interferencia con el uso de una placa de tinte sensible .

A ambos lados de la "silla de montar" formada por las isogiras, anillos birrefringentes de color se extienden concéntricamente alrededor de dos formas similares a ojos llamadas melatopos . Las bandas más cercanas son circulares, pero más alejadas adquieren forma de pera, con la parte estrecha apuntando hacia la silla de montar. Las bandas más grandes que rodean la silla de montar y ambos melatopos tienen forma de ocho. ^{[ 1 ]}

La carta de Michel-Levy se utiliza a menudo junto con el patrón de interferencia para obtener información útil que ayuda en la identificación de minerales.