Presentacin de PowerPoint

MINERALOGIA OPTICAESTUDIO DE LOS MINERALES CON EL MICROSCOPIO PETROGRFICO

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PETROGRAFIA

PETROLOGIA

LA LUZ

LA LUZForma de energa radiante que permite impresionar los organos de la vista y permite ver los objetos que la emiten

NATURALEZA DELA LUZ

ONDAS O PARTICULAS?

Huygens (1629-1695) Teora Ondulatoria Ondas longitudinalesPrincipios del siglo XIX Young, Fresnel, Foucault (1819-1868) aceptacin de la teora ondulatoria, pero de ondas transversales.

Problema de un medio para la propagacin de las ondas.Sir Isaac Newton (1642-1727) favoreca la teora corpuscular

Faraday (1791-1867) y Henry (1797-1878) induccin elctrica y fenmenos magneto-pticos. Maxwell (1831-1879) conexin entre luz, electricidad y magnetismo. La teora electromagntica Ondas electromagnticas a la velocidad de la luz. La luz un fenmeno electromagntico.Thompson (1856-1940) Electricidad de carcter corpscularPlanck (1858-1947) Emisin de radiacin de las fuentes luminosas Teora cuntica.

FOTONES

Para explicar los fenmenos de la Mineraloga Optica conveniente asumir la luz con propiedades electromagnticas para propositos de entender la interaccin con materiales slidos que poseen caractersticas internas de dipolo elctrico

Radiacin Electromagntica

Una onda, es decir, un fenmeno ondulatorio, corresponde a la propagacin en el espacio y en el tiempo de una perturbacin oscilatoria, es decir, un fenmeno regularmente repetido

La luz como fenmeno ondulatorio

OndaRayo

15NOMENCLATURA DE LAS ONDASV = VELOCIDAD= LONGITUD DE ONDAA = AMPLITUD = FRECUENCIA

= v / V de la luz en el vacio c = 2,998 x 108 m/sFrecuencia = v /

FRECUENCIACONSTANTEVIDRIOAIREAIREavFRENTES DE ONDAFRENTES DE ONDA SUPERFICIES PARALELAS QUE CONECTAN PUNTOS EQUIVALENTES SOBRE ONDAS ADYACENTES

ISOTROPICO vs ANISOTROPICO

ISOTROPICOEn minerales isotrpicos la normal de onda y la direccin de propagacin de los rayos de luz son perpendiculares al frente de ondaANISOTROPICOEn minerales anisotrpicos los rayos de luz no son paralelos a la normal de ondaFASES E INTERFERENCIA

Retardo = i A B EN FASE

LAS ONDAS A Y B ESTAN EN FASE (= 1) ASI QUE LAS ONDAS INTERFIEREN CONSTRUCTIVAMENTE Y PRODUCEN LA ONDA RESULTANTE RR = 1,2,3,....LONGITUDES DE ONDA = NUMEROS INTERMEDIOS DE LONGITUDES DE ONDA

LAS 2 ONDAS A Y B ESTAN PARCIALMENTE 1) EN FASE, CON INTERFERENCIA PARCIALMENTE CONSTRUCTIVA Y 2) FUERA DE FASE CON INTERFERENCIA PARCIALMENTE DESTRUCTIVA. LA ONDA RESULTANTE R ES LA SUMA DE LAS DOS ONDASA B FUERA DE FASE

= ,1 ,2 ,....LONGITUDES DE ONDALAS ONDAS A Y B ESTAN FUERA DE FASE (=(1+1/2)) LAS AMPLITUDES DE LAS ONDAS A Y B SON IGUALES PERO OPUESTAS, ELLAS SE CANCELAN MUTUAMENTE (INTERFERENCIA DESTRUCTIVA) Y LA ONDA RESULTANTE R TIENE AMPLITUD CERO

Percepcin del colorPercepcin del color

violeta = 410 milimicras azul = 480 milimicras verde = 530 milimicras amarillo = 580 milimicras naranja = 620 milimicras rojo = 710 milimicras

Visin humana

Tres receptores visuales

Azul - 480 nmVerde - 530 nmRojo - 710 nm

COLORES Y LONGITUDES DE ONDA DE LA LUZ VISIBLE

Espectro de la luz

Tres formas de obtenerLuz rosadaEspectro electromagntico & porcin visible

Violeta (400 nm) Rojo (700 nm)Blanco = RNAVAV

(pueden ser separados por dispersin en un prisma)

Colores complementarios

Absorcin violeta = amarillo

Interaccin de la Luz y la MateriaLa radiacin electromagntica puede interaccionar consigo y con la materia, dando lugar a multitud de fenmenos como la reflexin, la refraccin, la dispersin, la polarizacin de la luz

Luz Transmitida

REFLEXION Y REFRACCIONREFLEXION

REFRACCION

REFRACCIONIndice de refraccinPara una substancia x: nx = vair/vx.nair = ?? La luz ms lenta en agua, vidrio, cristalesEs nagua mayor o menor que 1??Mayor n asociado con menor V !!

Ley de Snell: sin i / sin r = nr / ni

Para 2 medios conocidos (aire/agua) sin i/sin r = nr / ni = const

As podemos predecir cambio del ngulo (o usar para determinar nr)Refraccin y RefleccinRayo Incidente y rayo reflejado :1) de incidencia i = de refleccin r'2) plano de incidencia coplanar(^ plano de la interface)

rayo Refractado :1) Ms lento en agua (o vidrio) 2) r iDepende de D velocidad

INDICE DE REFRACCION

LEY DE SNELL

ANGULO CRITICO Y REFLEXION TOTAL INTERNAn2/n1= sen AC/sen 90 =sen AC

DISPERSIONDispersin normal de los indices de refraccinen el prisma

Dispersin anormal de los indices de refraccin AbsorcinLineas de FraunhoferLineas de absorcin del espectro solar:nF F = 486 nmnD D = 589 nmnC C = 656 nmPara describir la dispersin es necesario reportar el ndice de refraccin a varias longitudes de onda Lampara de Na = 589 nmCerca de la mitad del espectro visiblenD = nCoeficiente de dispersinnF - nC AbsorcinIt = Io e-m t

Absorcin de la luz y color

POLARIZACIONPOLARIZACION DE LA LUZ

Luz polarizada plana: El rayo de luz pasa a travs de un filtro el cual tiene una sola direccin preferencial de vibracinPolarizacin Elptica: El rayo de luz pasa a travs de un filtro el cual tiene dos direcciones de vibracinRayo de luz simple con luz vibrando en todas las direccionesPolarizacin Circular: El rayo de luz pasa a travs de un filtro el cual tiene dos direcciones de vibracinPOLARIZACION DE LA LUZVectores elctricos de luz no polarizada vibrando en todas direccionesLa luz puede ser confinada a vibrar nicamente en un solo plano por un filtro polarizadorTal luz se denomina luz polarizada plana (PPL)

LUZ POLARIZADA PLANA PORREFLEXINUn solo rayo de luz vibrando en todas direccionesEl rayo reflejado, con una una sola direccin de vibracin paralela a la superficie de reflexin

SUPERFICIE DE REFLECCIONLUZ POLARIZADA PLANA PORREFRACCION

Rayo incidente no polarizadoRayo reflejado polarizado planoRayo refractado polarizado planoLUZ POLARIZADA PLANA POR ABSORCION SELECTIVA (pleocrosmo)

Eje Cnicamente el rayo que vibra paralelo a la direccin de vibracin permitida (la cual en este caso es el eje C ) pasa a travs del polarizador, las otras direcciones de vibracin son absorbidas Direccin de polarizacin paralela al eje cristalogrfico CLuz polarizada por doble refraccin

Cada onda se descompone en dos ondasDIFUSION DE LA LUZ

El microscopio petrogrficoTambien denominado microscopio polarizantePara usar este microscopio, necesitamos entender un poco acerca de fsica de la Luz, y aprender algunos trucos

DESARROLLO HISTORICO

Microscopio - instrumento cientfico antes del siglo XIXPrisma nicol 1829 (by W. Nicol in article titled: "The Nicol Prism"). Dos piezas de calcita cementadas con blsamo de Canada para producir luz polarizada plana.Nicol 2 aos ms tarde: Preparacin de secciones delgadas de minerales Bases de la Petrografa Moderna:H. C. Sorby 1826-1908 conocido como el padre de la microscopa para el estudio de rocas.

Que pasa cuando la luz se mueve a traves del microscopio?

Fuente de luzNuestro ojoRayo de luz

Ondas viajando de la fuente al ojoLongitud de onda, l

I = f(A)amplitud, A

La luz viaja como ondasfrecuencia = # de ondas/seg que pasan por un punto dado (hz)f = v/l v = velocidad(en fsica v = c, pero no mayor)

Haz de luz = numerosos fotones, cada uno vibrando en diferente planoVibracin en todas direcciones ~ perpendicular a direccin de propagacin

Direcciones de vibracinDirecin de propagacinQue pasa cuando la luz se mueve a traves del microscopio?Luz polarizadaLuz no-polarizadaCada foton vibra como una onda en un solo planoHaz de luz = numerosos fotones, todos vibrando en el mismo planoPlanos de vibracin

1) La luz pasa a traves del polarizador inferior

OesteesteLuz polarizada plana PPLLuz no-polarizadaUnicamente la componente de luz vibrando E-W puede pasar a traves del polarizador intensidad de luz decrece

2) Insertamos el polarizador superior

oesteesteQue pasa ahora?Que ven nuestros ojos?Para que diseamos un microscopio que impide el paso de luz a nuestros ojos???XPL=polarizadores cruzadossurnortenegro!! (extinto)

Ahora insertemos una seccin delgada de una roca en XPL

nortesurLuz vibrando N-SComo sucede??

Luz no-polarizadaLuz vibrando en muchos planos con diversas longitudes de ondaLuz colores alcanzan nuestros ojos

esteoesteLa conclusin es que los minerales de alguna manera reorientan los planos de vibracin de la luz; algo de luz pasa a traves del polarizador superiorPero,algunos minerales son mejores magos que otros (es decir, algunos granos permanecen oscuros y no pudieron reorientar la luzLos minerales Actuan como magos!!

olivineplag

PPLXPLCLASES OPTICASCRISTALESCLASE OPTICAREFRACCIONISOMETRICOSISOTROPICOSnDIMETRICOSANISOTROPICOS UNIAXICOSn n

TRIMETRICOSANISOTROPICOSBIAXICOSn n n