Mineralienatlas - Fossilienatlas
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Ein Polarisationsmikroskop ist ein spezielles Lichtmikroskop, welches linear polarisiertes Licht mit Polarisatoren erzeugt und analysiert. So wird die Doppelbrechung bei optisch anisotropen Mineralen deutlich sichtbar, aber auch optische Aktivitäten können bestimmt werden.. Es dient Petrographen für die kristalloptische Analyse (das mikroskopische Studium) der Gesteine, ihrer Minerale und ihres Gefüges.
Durchsichtige Minerale der Gesteine werden in Dünnschliffen (ca. 0,02 mm) oder als Pulver untersucht. Zu den optischen Eigenschaften, die in dem zu untersuchenden Mineral bestimmt werden können, gehört neben dem Brechungsindex oder den Hauptbrechungsindizes auch die Doppelbrechung (Birefringenz), welche mit Hilfe des Polarisationsmikroskopes im durchfallenden Licht bestimmt wird.
Wichtiges Zubehör ist der Universaldrehtisch mit Achse (u.a. 4-achsig) normal zum Schliff, Hilfs-, Vertikal- und Horizontalachse. Mit dieser Methode können selbst kleinste Kristallkörner von einigen hundertstel Millimetern, die in Dünnschliffen als durchsichtige Einschlüsse vorkommen, genau untersucht und ggf. bestimmt werden.
Wenn linear polarisiertes Licht ein durchsichtiges, optisch anisotropes Mineral im Dünnschliff durchquert, wird der Lichtstrahl in zwei senkrecht zueinander schwingende Lichtwellen geteilt, gemäß den unterschiedlichen Brechungsindizes. Es entsteht elliptisch polarisiertes Licht. Das ist in der folgenden Skizze dargestellt.
Indikatrix bei Doppelbrechnung Erstelltes Diagramm für Polarisationsmikroskopie; Rot Kristallsystem, blau Polarisationsebene Copyright: Krizu; Beitrag: Krizu Bild: 1217356883 Lizenz: Nur zur Mineralienatlas-Projekt-Verwendung |
| Indikatrix bei Doppelbrechnung |
Erstelltes Diagramm für Polarisationsmikroskopie; Rot Kristallsystem, blau Polarisationsebene |
| Krizu |
Rot ist die Indikatrix, das "Brechungsindex-System", dargestellt. Der blaue Doppelpfeil deutet die Schwingungsrichtung des linear polarisierten Lichts an. Gemäß den beiden Hauptbrechungsindizes, ne und no wird das linear polarisierte Licht in ein elliptisch polarisiertes Licht mit den Schwingungsrichtungen parallel zu ne und no zerlegt.
Wenn die Hauptachsen der Indikatrix schief zu der Schwingungsebene des Polarisators und dazu senkrechten des Analysator liegen, so wird der Dünnschliff aufgehellt, eine Komponente des elliptisch polarisierten Lichts kann den Anlysator passieren. Im Gegensatz dazu, wenn die Schwingungsebenen parallel zu denen des Polarisators und des Analysators sind, kommt es zur Auslöschung. Das linear polarisierte Lciht wird nicht zu elliptisch polarisiertem Licht. Wird der Objekttisch gedreht, kommt es im Analysator bei Kristallen ohne optische Aktivität und einer Doppelbrechung zu steigender Interferenz, in der Diagonalstellung ist dann die maximale Aufhellung erreicht (45 Grad zur Totalauslöschung verschoben). Dreht man der Objekttisch jetzt weiter, wird das Mineral wieder abgedunkelt und es kommt schließlich zur totalen Auslöschung (wieder um 45 Grad zur stärksten Aufhellung verschoben). Dies gilt natürlich nur bei fehlender optischer Aktivität!
Wenn Minerale trotz unpolarisierten Lichtes schwarz bleiben, nennt man diese Opake -Minerale. Die meisten gesteinsbildenden Erze, Graphit und kohlige Substanzen sind opak. In sehr dünnen Schliffen oder bei besonderen Schnittlagen können sie eine schwache Aufhelllung, bzw. dunkle, rötliche, braune oder graue Farben zeigen.
Beispiele:
Diese Minerale können nicht immer eindeutig durch Durchlichtmikroskopie bestimmt werden. In solchen Fällen wird meist das Auflichtmikroskop (Erzmikroskop) verwendet, dann aber mit polierten Anschliffen. Ein Beispiel dafür ist Magnetit und Ilmenit, diese Minerale können bei Durchlicht nur sehr wage bestimmt werden.
Dies sind Minerale, welche unter unpolarisiertem Licht durchscheinend sind, aber unter polarisiertem Licht und gekreuzten Polarisatoren immer dunkel bleiben. Dies können kubische und amorphe Minerale oder auch gesteinsbildende Gläser ohne Doppelbrechung sein.
Beispiele:
Eine Spannungsdoppelbrechung durch mechnanische Verspannungen zeigt dann oftmals eine Aufhellung, der isotrope Kristall ist durch die gerichtete Spannung anisotrop geworden. Er hat eine Vorzugsrichtung, die Richtung der Spannung.
Die Spaltbarkeit eines Minerals und der daraus resultierende Spaltwinkel sind für die Diagnose eines Minerals unablässig - so z.B. für die Unterscheidung von Amphibolen (124 bzw. 56 Grad) und Pyroxenen (87 Grad). Desweiteren kann die Schnittlage eines Minerals bestimmt werden. Sind bei einigen Mineralkörnern Risse zu sehen, können diese auf die Spaltbarkeit eines Minerals hinweisen. Wenn die Risse scharf ausgeprägt sind und sich gerade durch das Mineral ziehen, spricht man von vollkommener Spaltbarkeit, deutliche Spaltbarkeit ist durch kleine Absätze gekennzeichnet. Wenn die Risse jedoch gekrümmt sind, aber doch annähernd einer Linie folgen, spricht man von undeutlicher Spaltbarkeit. Details siehe hier
Ist ein Phänomen, welches mit unpolarisierten Licht zu erkennen ist. Dabei ändert ein anisotropes Mineral seine Farbintensität in Abhängigkeit vom Blickwinkel. Dies liegt daran, dass die Farbe in Abhängigkeit von der Orientierung verschieden stark absorbiert wird. Beim Mikroskop geschieht dies durch geeignetes Drehen des Objekttisches. Pleochroismus kann auch makroskopisch auftreten. Details siehe hier
Der Pleochroismus kann von schwach (fast nicht sichtbar) bis zu sehr stark variieren. Für die Diagnose ist dieses Merkmal unerlässlich (z.B für die Unterscheidung von Pyroxen und Amphibole).
Hochbrechendes/ niedrig brechende Minerale Bestimmung von relativen Brechzahlen anhand des Reliefs; Mineral A ist höher lichtbrechend als die umgebenden Minerale und erscheint deswegen inselartig, scharf abgerenzt. Mineral B ist niedriger lichtbrechend als die umgebenden Minerale, deswegen wirken die Grenzlinien "löchrig" Copyright: ims; Beitrag: ims Bild: 1216114556 Lizenz: Nur zur Mineralienatlas-Projekt-Verwendung |
| Hochbrechendes/ niedrig brechende Minerale |
Bestimmung von relativen Brechzahlen anhand des Reliefs; Mineral A ist höher lichtbrechend als die umgebenden Minerale und erscheint deswegen inselartig, scharf abgerenzt. Mineral B ist niedriger l... |
| ims |
Aufgrund der Tatsache, dass Minerale unterschiedliche Lichtbrechung besitzen, entsteht beim Betrachten des Schliffes der scheinbare Eindruck, dass einige Minerale erhöht und andere erniedrigt sind. Aufgrund der Einschätzung der Intensität kann man den Kreis der Minerale weiter einschränken. Wenn ein Mineral einen höheren Brechungsindex als sein umgebendes Material hat, erscheint es erhöht - man spricht auch von einem "positiven Relief". Ist das Mineral jedoch niedriger lichtbrechend als das umgebende Mineral oder Einbettungsmittel, erscheint es vertieft oder die Umrisse haben "Löcher", es besitzt ein sogenanntes "negatives Relief".
Dies gilt natürlich nur bei einer idealen Präparation. Bei Proben mit stark unterschiedlichen Härten oder verschiedenen Polierverhalten kann der Unterschied real sein.
Chagrin kommt aus dem Französischen und heißt übersetzt "genarbtes Leder". Dies bezieht sich auf das Oberfläche eines Schliffes. Wenn eine Probe ein starkes Relief aufweist, also hochbrechend ist, wird dies auch von einer starken hervortretenden Oberflächenstruktur begleitet, dem Chagrin.
Beckesche Linie Schrittfolge für das Erkennen der Beckschen Lini; Bestimmung von relativen Lichtbrechungszahlen; Copyright: ims; Beitrag: ims Bild: 1216388071 Lizenz: Nur zur Mineralienatlas-Projekt-Verwendung |
| Beckesche Linie |
Schrittfolge für das Erkennen der Beckschen Lini; Bestimmung von relativen Lichtbrechungszahlen; |
| ims |
Ein hochbrechendes Mineral hat immer scharf abgegrenzte Ränder, diese werden durch einen feinen Lichtsaum, der "Beckeschen Linie", begleitet (am besten erkennbar bei leicht unscharfer Einstellung). Die Becksche Linie wandert beim Heben des Tubus in Richtung des höher brechenden Materials, beim Senken in das schwächer brechende Material. Schrittfolge
Undulöse Auslöschung ist eine Bezeichnung für die nur teilweise Auslöschung eines bestimmten Minerals unter gekreuzt polarisiertem Licht. Die Analyse findet unter dem Polarisationsmikroskop statt, das Mineral liegt als Dünnschliff vor. Bei plastisch verformten Mineralen, z.B. Quarz, ist das Atomgitter so verzerrt, dass die Lichtstrahlen nicht mehr eine einheitliche Schwingungsebene haben und es kommt zu einer Undulösen Auslöschung. Dies liegt daran, dass ein Teil des Lichtes durch den Analysator aufgehalten wird (Schwingungsebene parallel zum Analysator) und der andere Teil nicht (Schwingungsebene unterschiedlich zum Analysator). Die Doppelbrechung ist dann ortsabhängig.
Durch Vibrationen und Stöße kann ein Mikroskop leicht dezentriert werden, dh. das Objekt, welches sich im Fadenkreuz befindet, wandert beim Drehen des Objekttisches scheinbar aus dem Kreuz. Durch folgende Schrittweise kann man dieses Problem beheben:
Schrittfolge zentrieren In 6. Schritten zentrieren eines Mikroskops Copyright: ims; Beitrag: ims Bild: 1216414975 Lizenz: Nur zur Mineralienatlas-Projekt-Verwendung |
| Schrittfolge zentrieren |
In 6. Schritten zentrieren eines Mikroskops |
| ims |
Es gibt, je nach Anwendungsgebiet, sehr verschiedene Formen der Präparation.
Körnerpräparat (Stereomikroskop)
Skizze eines Dünnschliffpräperats
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s.a. > Polarisation
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Universaldrehtisch nach Fjodorow Leitz Wetzlar  4-achsiger U-Tisch von Leitz, leider ohne Glaskugelsegmente; Durchmesser 9,5 cm Copyright: Josef 84,55; Beitrag: Josef 84,55 Sammlung: Josef 84,55 Lexikon: Polarisationsmikroskop Bild: 1535216719 Lizenz: Nur zur Mineralienatlas-Projekt-Verwendung |
| Universaldrehtisch nach Fjodorow Leitz Wetzlar |
4-achsiger U-Tisch von Leitz, leider ohne Glaskugelsegmente; Durchmesser 9,5 cm |
| Sammlung: | Josef 84,55 |
| Copyright: | Josef 84,55 |
| Beitrag: Josef 84,55 2018-08-25 |
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Verhalten von Korund im Dünnschliff Dünnschliff eines Rubin-Kristalls in einer Matrix aus perthitischem Feldspat und Biotit (Fundort Mysore Distrikt, Karnataka, Indien). Der Kristall mit dem deutlichen trigonalen Spaltmuster zeigt aufgrund des relativ hohen Brechungsindexes ein hohes Relief. Im Polarisationsmikroskop zeigt Korund einen starken Dichroismus. Linke Spalte: Gekreuzte Polarisatoren. Die Interferenzfarbe des Korunds sollte aufgrund der geringen Doppelbrechung bei Drehung des Dünnschliffs von schwarz bei völliger Auslöschung (unten) zu sehr hellem gelb wechseln, aufrund des Dichroismus ist das Gelb jedoch etwas kräftiger. Der Feldspat zeigt bläulich-graue Farbtöne, der Biotit ist braun. Rechte Spalte: Parallele Polarisatoren. Die Interferenzfarbe wechselt von Weiß zu kräftigem Blau. Der Feldspat zeigt hellbraune Farbtöne. Bei allen Fotos wurde der Weißabgleich gegen die gleiche Referenz durchgeführt: parallelen Polarisatoren ohne Dünnschliff im Strahlengang. Im nichtpolarisiertem Licht erscheinen Feldspat und Korund im Dünnschliff farblos. Dicke des Dünnschliffs 30µm, Bildausschnitt jeweils 3,2 x 2,8mm. Copyright: aca; Beitrag: aca Sammlung: aca Mineral: Korund Lexikon: Polarisationsmikroskop Bild: 1371283039 Wertung: 9 (Stimmen: 1) Lizenz: Nur zur Mineralienatlas-Projekt-Verwendung |
| Verhalten von Korund im Dünnschliff |
Dünnschliff eines Rubin-Kristalls in einer Matrix aus perthitischem Feldspat und Biotit (Fundort Mysore Distrikt, Karnataka, Indien). Der Kristall mit dem deutlichen trigonalen Spaltmuster zeigt au... |
| Sammlung: | aca |
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| Beitrag: aca 2013-06-15 |
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Polarisationsmikroskop Einfaches Polarisationsmikroskop (Nikon "Labophot"), wie es Anfang der 1980er Jahre produziert wurde. Der Grundaufbau entspricht dem der in Biologie und Medizin üblichen Durchlicht-Mikroskope - man könnte damit z.B. auch histologische Präparate untersuchen. Zur spezifischen Ausstattung des Polarisationsmikroskops gehört jedoch mindestens noch ein Polarisationsfilter (schwarzer Ring mit Grad-Einteilung, ganz unten), ein drehbarer Kreuztisch für die Dünnschliffe in der Mitte, und über den Objektiven ein Analysator (drehbarer Polarisationsfilter, metallischer Ring mit Grad-Einteilung). Dieses Mikroskop ist ein "Trinokular", d.h. es hat außer zwei Okularen auch noch einen Tubus mit Projektionslinse für die Montage einer Kamera (ganz oben). Copyright: aca; Beitrag: aca Lexikon: Polarisationsmikroskop Bild: 1371072114 Lizenz: Nur zur Mineralienatlas-Projekt-Verwendung |
| Polarisationsmikroskop |
Einfaches Polarisationsmikroskop (Nikon "Labophot"), wie es Anfang der 1980er Jahre produziert wurde. Der Grundaufbau entspricht dem der in Biologie und Medizin üblichen Durchlicht-Mikroskope - man... |
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| Beitrag: aca 2013-06-12 |
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Staurolith Kreuzförmiger Staurolithzwilling unter gekreuzten Polarisatoren Copyright: Erik; Beitrag: Erik Lexikon: Polarisationsmikroskop Bild: 1147380260 Lizenz: Nur zur Mineralienatlas-Projekt-Verwendung |
| Staurolith |
Kreuzförmiger Staurolithzwilling unter gekreuzten Polarisatoren |
| Copyright: | Erik |
| Beitrag: Erik 2006-05-11 |
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Orthopyroxen und Olivin Orthopyroxen mit niedrigen (grauen) Interferezfarben und Olivin mit hohen (bunten) Interferenzfarben unter gekreuzten Polarisatoren; vgl. zugehöriges Bild Copyright: Erik; Beitrag: Erik Lexikon: Polarisationsmikroskop Bild: 1147379986 Lizenz: Nur zur Mineralienatlas-Projekt-Verwendung |
| Orthopyroxen und Olivin |
Orthopyroxen mit niedrigen (grauen) Interferezfarben und Olivin mit hohen (bunten) Interferenzfarben unter gekreuzten Polarisatoren; vgl. zugehöriges Bild |
| Copyright: | Erik |
| Beitrag: Erik 2006-05-11 |
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