1. Придают тубусу удобное для работы наклонное положение и зажимают закрепляющий винт. Проверив, выключены ли линзы Лазо и Бертрана, а также анализатор и открыта ли диафрагма, налаживают правильное освещение. Для этого вращением и наклонами вогнутого зеркала направляют световой пучок от источника света в микроскоп и добиваются равномерно яркого освещения поля зрения.
2. Прикрепляют шлиф к предметному столику, вставляют объектив и производят фокусировку. При фокусировке объективов со слабыми увеличениями (3´ или 8´) тубус опускают винтом макроподачи до появления изображения, а затем уточняют фокусировку винтом микроподачи.
Фокусировку объективов с сильными увеличениями (40´, 60´) во избежание опасности раздавить шлиф объективом осуществляют таким образом: осторожно, наблюдая сбоку, винтом макроподачи опускают тубус до соприкосновения объектива с покровным стеклом шлифа, а затем, подымая тубус (лучше микроподачей), улавливают изображение.
3. Проверяют центрировку объектива. Для этого передвижением шлифа по предметному столику ставят на центр креста нитей какую-либо маленькую заметную точку и вращают столик. Если объектив центрирован, то выбранная точка не сойдет с перекрестья нитей. При отсутствии центрировки точка сойдет с перекрестья и опишет в поле зрения окружность. Если центрировка объектива сильно нарушена или объектив неправильно зажат в щипцах, то выбранная точка может совсем уйти из поля зрения. Поэтому прежде чем начать центрировку, необходимо убедиться, что объектив вставлен правильно, т.е. что шпенек на его обойме вошел в прорезь щипцов.
Центрируют объектив обычно следующим образом:
а) после выбора точки в шлифе и установки ее на перекрестье нитей поворачивают предметный столик на 180°;
б) перемещением шлифа по предметному столику подвигают выбранную точку к кресту нитей на половину того расстояния, на которое она отошла при вращении;
в) надевают на центрировочные винты объектива специальные ключи и, ввинчивая или вывинчивая их, изменяют положение объектива так, чтобы выбранная точка попала на перекрест нитей;
г) проверяют проведенную центрировку вращением столика микроскопа. Если же объектив вновь оказывается не центрированным, то все указанные операции повторяют снова.
При сильном нарушении центрировки сначала вращением столика устанавливают, в каком направлении от центра расположен выход оси вращения. Затем центрировочными винтами перемещают видимые зерна так, чтобы приблизить ось вращения к центру нитей. Как только выбранная для центрировки точка окажется в пределах поля зрения, центрировку производят обычным способом.
При некотором опыте работы с микроскопом центровку объектива можно осуществлять только центрировочными винтами. В этом случае выбирают маленькую точку, ставят ее на перекрестье, поворачивают столик на 180°. Затем выбранную точку передвигают центрировочными винтами на половину расстояния к перекрестью, замечают новую, оказавшуюся на кресте, точку и повторяют операции до тех пор, пока выбранная точка не будет описывать окружность вокруг перекрестья нитей. Такой способ центрировки особенно удобен, когда нежелательно лишнее передвигание шлифа.
4. Проверяют взаимную перпендикулярность нитей креста в окуляре. Выбирают в шлифе прямую линию (спайность, край удлиненного зерна), поворачивают предметный столик так, чтобы она расположилась параллельно одной из нитей окуляра, и берут отсчет по нониусу столика. Затем, вращая столик, устанавливают эту же линию параллельно другой нити окуляра и вновь берут отсчет. Разность отсчетов должна быть равной 90°. Если нити окажутся не взаимно перпендикулярными, исправить это может только механик.
5. Проверяют, находятся ли николи в скрещенном положении. Так как поляризатор и анализатор должны пропускать свет с колебаниями во взаимно перпендикулярных плоскостях, при введении анализатора поле зрения (без шлифа!) должно быть темным. Если же этого нет, то при введенном анализаторе нужно повернуть поляризатор, предварительно ослабив стопорный винт, пока поле зрения не станет темным, и вновь зажать винт.
6. Проверяют совпадение нитей окуляра с направлениями колебаний света, пропускаемых поляризатором и анализатором. Данную поверку производят обычно при помощи удлиненной пластинки биотита со спайностью. Поворотом столика добиваются, чтобы спайность (или удлиненная сторона) пластинки биотита оказалась параллельной одной их нитей окуляра. При включенном анализаторе пластинка биотита должна быть темной, т. е. Стоять на погасании. Если же этого не наблюдается, то нужно обращаться к механику.
7. Определяют направление колебаний, пропускаемых поляризатором. Для этого можно воспользоваться той же пластинкой биотита. Вращением предметного столика добиваются наиболее интенсивной окраски биотита (без анализатора!). В данный момент удлинение (и спайность) пластинки окажется параллельным одной из нитей окулярного креста, которая и будет соответствовать направлению колебаний, пропускаемых поляризатором. Обычно поляризатор пропускает колебания, параллельные плоскости симметрии микроскопа (вертикальной нити окуляра), но может наблюдаться и обратное положение. Поэтому, начиная работу с незнакомым микроскопом, эту поверку делать совершенно необходимо.
Кроме перечисленных поверок, каждому исследователю надлежит усвоить, во-первых, что прибор должен всегда стоять так, чтобы было удобно работать, и, во-вторых, хотя в микроскоп смотрят одним глазом, второй не должен быть закрыт и особенно прищурен. Начинающим можно рекомендовать закрывать глаз рукой или одевать щиток из бумаги на верхнюю часть тубуса. Очень полезно привыкнуть в процессе работы смотреть в тубус то правым, то левым глазом.
ГЛАВА 3. ПЛОСКОПОЛЯРИЗОВАННЫЙ СВЕТ
3.1. ЕСТЕСТВЕННЫЙ И ПОЛЯРИЗОВАННЫЙ СВЕТ
Различают свет естественный и поляризованный. Колебания естественного света совершаются во всех плоскостях, проходящих через направление распространения луча, во всех направлениях, перпендикулярных лучу. Колебания же поляризованного света совершаются в плоскости, перпендикулярной лучу, но по параллельным направлениям. Плоскость, перпендикулярная плоскости колебаний, называется плоскостью поляризации. Поляризация света происходит при отражении, при прохождении света через кристаллическое вещество. Она может быть полной или частичной.
Свет одновременно обладает и волновыми, и корпускулярными свойствами. В основу кристаллооптических исследований положена волновая теория. Свет рассматривается как электромагнитные колебания, распространяющиеся волнами во все стороны от источника света с большой скоростью.
В световом колебательном движении различают направление колебаний и направление распространения колебаний. Прямые, по которым распространяется свет, называются световыми лучами. Направление световых колебаний перпендикулярно направлению распространения света. Световые колебания являются гармоническими, т.е. совершаются через определенные промежутки времени.
В гармоническом колебательном движении выделяются следующие элементы (рис. 9):
Рис. 9. Элементы гармонического колебательного движения.
1. Амплитуда (А) – наибольшее расстояние, на которое колеблющаяся точка отклоняется от своего положения равновесия.
2. Период колебаний – промежуток времени, в течение которого точка совершает одно полное колебание (аа¢).
3. Частота колебания – число полных колебаний в секунду.
4. Фаза – состояние колебания в данной точке в данный момент, т.е. угол, на который отклоняются частицы от положения равновесия. Различают одинаковые фазы и противоположные. Точки одинаковых фаз располагаются по одну сторону от положения равновесия и движутся в одну сторону (1 и 1¢). Точки противоположных фаз располагаются по разным сторонам от положения равновесия и движутся в разные стороны (2 и 2¢).
5. Длина волны (l) – расстояние, на которое распространяется колебательное движение за один период. Иными словами, длина волны есть расстояние между ближайшими точками, находящимися в одинаковых фазах.
К области видимого света относятся электромагнитные колебания с длинами волн от 380 мкм (фиолетовая часть спектра) до 780 мкм (красная часть спектра). Белый свет практически представляет собой смесь световых колебаний всех возможных длин волн. Свет какой-либо одной длины волны называется монохроматическим. Рентгеновские лучи и радиоволны имеют также электромагнитную природу и отличаются от видимого света только длиной волны. У первых длина волны меньше 380 мкм, а у вторых – больше 780 мкм.
Если два луча распространяются в одном и том же направлении и обладают одной и той же длиной волны, то они взаимодействуют или интерферируют между собой. Наиболее простой случай интерференции наблюдается, когда оба интерферирующих луча поляризованы в одной плоскости.
3.2. ПРЕЛОМЛЕНИЕ ЛУЧЕЙ
При переходе света из одной среды в другую происходит изменение скорости распространения света, или, преломление световых лучей. Это происходит из-зи того, что скорость распространения света в разных средах различна. В вакууме она приблизительно равна 300 000 км/с, во всех других средах меньше.
Существует определенная зависимость между углом падения луча и изменением скорости. Для данных двух сред отношение синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная, равная отношению скорости света в первой среде к скорости света во второй среде. Это отношение называется показателем преломления среды второй относительно первой и обозначается N.
Показатель преломления какой-либо среды относительно пустоты называют абсолютным показателем преломления. Вследствие того, что скорость распространения света в пустоте является наибольшей, абсолютный показатель преломления всегда больше единицы. Практически показатель преломления определяется относительно воздуха (его N = 1,0003).