ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.10.2023
Просмотров: 289
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Для оценки порядка интерференционной окраски в зернах ее сравнивают с окраской эталонного кварцевого или гипсового клина. Для этого клин помещают в специальное отверстие в тубусе поляризационного микроскопа и двигают его до тех пор, пока интерференционные окраски зерна и клина не станут близки по цвету и интенсивности. Оценив порядок окраски в зерне, по таблицам можно определить величину произведения An A1. Затем измеряют толщину зерна А1, последовательно фокусируя микровинт на верхнюю и нижнюю грани зерна и отмечая количество делений, на которые он переместился. Предварительно микровинт должен быть проградуирован на образцах с известной толщиной.
По величинам An/A1 и А1 можно определить An =ng-np, то есть величину двупреломления данного анизотропного зерна в микропробе. Необходимо помнить, что измерить величину двупреломления по интерференционной окраске сравнительно просто только в бесцветных кристаллических компонентах. В окрашенных кристаллах интерференционная окраска накладывается на окраску за счет поглощения, что часто затрудняет оценку двупреломления. Кроме того, важно иметь в виду, что сравнивать компоненты микропробы по интерференционной окраске можно только в зернах одинаковой толщины. В зернах разной толщины необходимо вводить поправку: при увеличении толщины порядок интерференционной окраски возрастает, при уменьшении — падает.
Различия в интерференционной окраске позволяют оценить число компонентов в микропробе, не определяя их природы, а также провести их групповую идентификацию.
Кристаллооптический метод — наиболее простой и удобный метод группового определения органических компонентов — пигментов и связующих. Поскольку они оптически изотропны и не имеют интерференционной окраски, их легко отличить от большинства минеральных пигментов, обычно анизотропных. Оптическая изотропность является также диагностическим признаком пигментов-стекол (смальты), некоторых глинистых минералов (аллофана, галлуазита), кристаллических пигментов с кубической сингонией (лазурита, оксидов Сu, Са, Mg).
Очень важно при работе кристаллооптическим методом предварительно просмотреть интерференционную окраску в порошкообразных препаратах эталонных пигментов и связующих.
При работе с поляризационным микроскопом полезно знать некоторые закономерности, связывающие величины двупреломления и строение анизотропных минералов: при возрастании атомного номера катиона в минерале величина двупреломления в его зернах возрастает (Pb>Fe>Ca >Mg), при увеличении размера аниона в минерале величина двупреломления уменьшается (сульфиды > оксиды > карбонаты > сульфаты > глинистые минералы). По порядку интерференционной окраски можно оценивать класс или группу минерала: яркую радужную окраску даже в зернах размером 1-2 мкм имеют оксиды Pb, Sn, Zn, Ti, некоторые сульфиды (реальгар, аурипигмент), яркая радужная окраска в зернах 5-10 мкм наблюдается в большинстве карбонатов и в некоторых слюдах при определенных ориентациях, яркую желтую окраску в зернах 5-10 мкм имеют некоторые гидрослюды; светлая желтая или серая окраска наблюдается в сульфатах, фосфатах, большинстве глинистых минералов, гидрооксидах Аl и Mg.
Не менее существенный момент исследования — определение направления оптических осей и эффекта погасания кристалла. Если оптические оси монокристалла совпадают с направлением плоскости поляризации поляризатора или анализатора, то при скрещенном поляризаторе и анализаторе наблюдается полное затемнение (погасание) зерна кристалла. Если же оптические оси кристалла составляют угол 45° с плоскостями поляризации поляризатора или анализатора, то наблюдается максимальное просветление. Поэтому при вращении препарата вокруг оптической оси микроскопа на 360° в зернах монокристаллов четыре раза будет наблюдаться погасание и четыре раза — просветление. Таким образом можно определить ориентацию оптических осей в каждом анизотропном монокристаллическом зерне. В поликристаллических агрегатах вследствие случайной ориентации микрокристаллов полного погасания и просветления не наблюдается, что позволяет отличить зерна-монокристаллы от поликристаллических агрегатов.
Чтобы определить, какая из осей соответствует осям ng и nр образец при скрещенных поляризаторе и анализаторе ставится на просветление, после чего между препаратом и анализатором вводится специальная компенсационная пластинка с известной ориентацией этих осей. Если одноименные оси в исследуемом кристалле и компенсационной пластинке параллельны, то порядок интерференционной окраски увеличивается, а если перпендикулярны, то — уменьшается. Сравнивая соотношения величин nе и n0 в одноосных кристаллах, определяют их оптический знак.
При освещении препарата сходящимся пучком света с помощью линзы Бертрана при объективах 60х-90х на отдельных зернах-монокристаллах можно наблюдать специфические кристаллооптические эффекты — темные коноскопические фигуры в виде креста для одноосных кристаллов или в форме ветвей гиперболы для двуосных кристаллов. Анализ формы коноскопических фигур позволяет определить в зерне важные диагностические признаки — количество оптических осей, оптический знак, угол 2V. К сожалению, большинство наиболее распространенных минеральных пигментов очень сильно диспергированы и не дают четких коноскопических фигур. Однако в некоторых минеральных компонентах с достаточно большой твердостью, присутствующих в материалах живописи в виде довольно крупных зерен, можно наблюдать эти фигуры.
В кристаллах многих минералов группы, ответственные за поглощение света (хромофоры), ориентированы относительно оптических осей кристалла. Если такие кристаллы вращать вокруг оптической оси микроскопа при включенном поляризаторе и выключенном анализаторе, то они будут менять цвет или интенсивность окраски. Этот эффект называется леохроизмом. Однако необходимо помнить, что обнаружить его можно не при всех ориентациях зерен. Это важный диагностический признак, по которому можно определить вивианит, глауконит, гидрооксиды Fe, некоторые основные и примесные компоненты земляных пигментов — нонтронит, хлорит, ярозит, биотит, роговые обманки, турмалин, апатит, а также нейтральную медную соль уксусной кислоты — одну из разновидностей ярь-медянки.
Иммерсионный метод применяется для определения показателей преломления индивидуальных зерен минеральных и органических компонентов микропробы. Показатели преломления можно измерять для зерен с размерами до 1-2 мкм. Зерна помещают в иммерсионную жидкость с известным показателем преломления. Если зерно минерала или любого другого компонента микропробы, находящегося в среде с другими показателями преломления, осветить параллельным пучком проходящего света, то вокруг зерна за счет преломления света на границе двух сред образуются темная и светлая линии Бекке. Светлая полоска возникает в среде с большим, а темная — в среде с меньшим показателем преломления.
При увеличении расстояния между препаратом и объективом микроскопа светлая линия Бекке смещается в сторону высокопреломляющей среды, а при уменьшении — в сторону низкопреломляющей. Для очень малых зерен, размер которых сравним с шириной линии Бекке, характерно просветление зерна, когда линия Бекке смещается в его сторону, и затемнение, когда она смещается в сторону среды. В минералах с большими показателями преломления могут наблюдаться светлые линии за счет других эффектов, искажающих эффект Бекке, что необходимо учитывать при определении показателей преломления. Если показатели преломления среды и зерна равны, линии Бекке исчезают.
Наборы иммерсионных жидкостей с показателями преломления от 1,4 до 1,78 выпускаются промышленностью. (С течением времени они изменяются и требуют проверки или обновления.) Жидкости с более высокими показателями преломления, чем 1,78, готовят по специальным методикам.
Для определения показателей преломления компонентов микропробы ее необходимо предварительно тщательно растереть иглой или глазным скальпелем на предметном стекле, чтобы разрушить контакт минеральных компонентов и органических связующих. Для этого можно добавить на предметное стекло каплю спирта. Еще лучше отобрать из микропробы или непосредственно из красочного слоя отдельные зерна.
Диспергированную микропробу или отобранные зерна накрывают кусочком покровного стекла и готовят временный иммерсионный препарат, для чего каплю иммерсионной жидкости из стандартного набора с нужным показателем преломления набирают тонкой стеклянной палочкой или пипеткой и касаются ее кончиком одновременно предметного и края покровного стекол. Под действием капиллярных сил жидкость втягивается под покровное стекло.
Наблюдая расположение светлой линии Бекке относительно зерна и ее движение при изменении расстояния между препаратом и объективом, сравнивают показатели преломления зерна n3 и иммерсионной жидкости nж. Если n3 > nж то следующую иммерсионную жидкость нужно взять так, чтобы n3 < nж. Если n3 < nж, то следующую жидкость нужно взять с n3 > nж. Таким образом оценивают интервал, внутри которого лежат значения n3. Постепенно сужая интервал nж, подбирают такую жидкость, для которой n3 = nж, то есть до исчезновения линии Бекке.
Для смены иммерсионных жидкостей с одной стороны покровного стекла помещают кусочек фильтровальной бумаги, а с другой каплю следующей иммерсионной жидкости, как это описано выше. Чтобы, полностью вытеснить одну жидкость и заменить ее другой, процедуру повторяют три-четыре раза. Для изотропных материалов измерение показателей преломления nо в микропробе не представляет трудностей. Для определения анизотропных минералов необходимо измерить показатели преломления ng и nр. Для этого с помощью компенсационной пластинки измеряют ng и nр в нескольких однотипных зернах и выбирают среди них соответственно наибольшее или наименьшее значение. Такая точность, как правило, достаточна для идентификации анизотропных минералов по показателям преломления.
Определение показателей преломления в компонентах микропробы часто затруднено. Во-первых, зерно минералов может покрывать пленка связующего, которая будет искажать его показатель. (Чтобы избежать этого, необходимо выбирать либо зерна без пленок, либо край зерна, свободный от пленок.) Во-вторых, многие минеральные компоненты красочного слоя или грунта сильно диспергированы. Тем не менее даже измерение средних или промежуточных значений ng и nр весьма полезно для диагностики минеральных компонентов.
Для предварительной оценки природы минеральных и органических компонентов микропробы полезно знать некоторые закономерности, связывающие показатели преломления со строением вещества. Величина показателя преломления растет с увеличением атомного номера катиона в минералах и органических пигментах: Pb > Sn > Fe > Ca > Mg; в минеральных и органических пигментах его величины падают с ростом размеров аниона: сульфиды > оксиды > карбонаты > сульфаты > органические анионы, при образовании кристаллогидратов — уменьшаются. В органических пигментах при введении в молекулу катионов металлов величины n0 возрастают.
Примером использования иммерсионного метода при исследовании микропроб живописи может служить выявление небольших примесей ангидрита («1%) в гипсе. Ангидрит в таких количествах почти невозможно выявить ни рентгенофазовым анализом, ни методом ИК-спектроскопии. Эти бесцветные минералы в пигментах похожи по морфологическим характеристикам и близки по величинам двупреломления, но различаются по показателям преломления. Величина nр (наименьший показатель) для ангидрита больше, чем величина ng(наибольший показатель) для гипса. Выбрав иммерсионную жидкость с таким nж, чтобы nр (ангидрита) > nж>ng (гипса), легко выявить по эффекту Бекке присутствие в микропробе малых примесей ангидрита.
Источник: ТЕХНОЛОГИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОИЗВЕДЕНИЙ СТАНКОВОЙ И НАСТЕННОЙ ЖИВОПИСИ. ГосНИИР - М., 2000
Ультрафиолетовая, люминесцентная и инфракрасная микроскопия
Ультрафиолетовая и люминесцентная микроскопия проводится на специальных ультрафиолетовых микроскопах, конструктивно схожих с соответствующими приборами для видимого света. В этих микроскопах применяется оптика из кварцевого стекла, прозрачного для ультрафиолетовых лучей в области 220-400 нм. В качестве источников света используется ртутная лампа высокого давления.
Помимо специальных приборов, в области 360-400 нм, ограниченной пропусканием стеклянной оптики, можно работать на любых световых микроскопах, если использовать в качестве источников света осветитель с галогеновой лампой и набором светофильтров.