Δ = e ( N

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Aula Prática no 6
Tema: Ortoscopia I: Observação dos Minerais a Nicóis Cruzados: Cores de
Interferência, Carta de Cores, Posição e Ângulo de Extinção.
O sistema ortoscópico
O sistema ortoscópico é constituído pelo uso de todas a peças ópticas utilizadas
no sistema à luz natural mais o analisador, ou seja é o estudo dos minerais sob nicóis
cruzados – ou com o analisador inserido na passagem óptica da luz.
Cores de interferência e a carta de cores
A cor de interferência provocada por uma seção de mineral, à nicóis cruzados, é
devida a diferença de percurso, ou atraso, Δ, promovida pelo mineral aos dois conjuntos
de onda que o atravessam vibrando em planos perpendiculares entre si.
A cor de interferência, ou atraso, Δ, é dada pela expressão:
Δ=e(N-n)
e= espessura do mineral, N= índice de refração maior (ou do raio lento) n= índice de
refração menor (ou do raio rápido), N - n= birrefringência do mineral (as vezes
representada por δ) .
Atenção:
Observe que para minerais uniaxiais:
+ : N= nε e n= nω, com a birrefringência (N-n)= nε-nω
-: N= nω e n=nε, então a birrefringência (N-n) será (nω-nε)
Para os minerais biaxiais teremos sempre:
N= nγ e n= nα e a birrefringência (N-n) será igual a nγ- nα
As cores de interferência produzidas por uma diferença de percurso (Δ) entre 0 e 550 mμ,
são chamadas de cores de interferência de 1a ordem, Δ entre 550 e 1100 mμ de 2a
ordem, Δ entre 1100 e 1650 mμ de 3a ordem, ...
Esta seqüência de cores de interferência produzidas pelos valores crescentes de Δ,
constitui a Carta de Cores de Interferência.
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Na carta de cores, verifica-se que uma certa cor se repete várias vezes como:
Atraso (Δ) em mμ
Cor
Ordem
260
Amarela
1a
890
Amarela
2a
1440
Amarela
3a
Observando agora a carta de cores responda (abaixo é apresentada sua estrutura)
9 Quais são as cores de interferência e respectivos atrasos (Δ) em mμ que são
observadas apenas em 1a ordem? R: ______________________________________
9 Qual é a cor de interferência que é observada em todas as ordens com exceção da 1a
? R: __________________________________________________________
9 Qual é a única cor observada em todas as ordens? R: _____________________
d- Qual é a cor de interferência que marca a divisão das ordens, na carta de cores?
R: ____________________________________________________________
A repetição das cores de interferência se deve ao fato que a interferência da luz
diminui de intensidade quando o atraso de dois raios de luz produzidos pelo mineral, for
um múltiplo inteiro de comprimentos de onda.
Observe que cores de interferência que se repetem nas diferentes ordens, aquelas
de ordem superior são mais brilhantes e com matizes mais fracas do que aquelas de
ordem mais baixa. (Veja o exemplo do vermelho, amarelo e verde)
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9 Na carta de cores o que significam os valores encontrados na:
Ordenada: ____________________________________________
Abcissa: ______________________________________________
Diagonal: _____________________________________________
9 Utilizando da expressão  e da carta de cores responda:
Qual será a cor de interferência e o valor de Δ, de um mineral com espessura de 0,03
mm e uma birrefringência de 0,020? Lembre-se que 1 mm = 106 mμ.
R:___________________________________________________________________
9 O Quartzo é um mineral anisotrópico, uniaxial positivo (ne > no), com birrefringência
igual a 0,009. Qual é a cor de interferência e o atraso (Δ em mμ) observado em seções
prismáticas com as seguintes espessuras: (Verifique primeiro o resultado na carta de
cores e depois faça os cálculos)
Espessura em
mm
Cor de Interferência
Δ em mμ
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
Lembre-se: 1 mm = 106 mμ.
Conclusão: No caso do exemplo - tendo-se um fragmento de uma espécie mineral,
com uma certa orientação óptica, as diferentes cores de interferência que o
mesmo apresenta resultam de diferentes ________________________________
9 Verifique agora na prática o que você concluiu o acima observando em uma das
lâminas da série 1241-1250, cujo único mineral presente é o quartzo. Observe que, em
um mesmo cristal, franjas que possuem a mesma cor tem a mesma espessura.
9 Faça um esquema dos cristais de quartzo da lâmina observada,
mostrando o exposto acima. Contemple seu esquema com
características que permitam você responder as questões abaixo:
9 Seria possível identificar qual é o cristal que apresenta maior
espessura? Qual seria ela? R: ________________ mm.
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9 Observando um cristal qualquer de quartzo, na
lâmina dada, através das cores de interferência,
tente identificar sua forma tridimensional. Ex:
Esquema
9 Represente a forma determinada, em perfil, no
quadro ao lado.
Cores de interferência anômalas
Cores de interferência anômalas são aquelas cuja matiz não se compara a nenhuma
daquelas observadas na carta de cores.
Podem ser causadas por dois motivos:
1- Minerais que apresentam cor natural muito forte
Veja este caso:
9 O mineral aegirina, observado na seção delgada de aegirina sienito da série 821-830,
apresenta uma cor natural verde muito intensa. Com isso as cores de interferência
observadas serão sempre adicionadas a esta cor natural do mineral, no caso imprimindo
tonalidades esverdeadas.
9 Represente nos esquemas abaixo, a cor natural do mineral e no outro, as cores de
interferência encontradas. Procure observar que nas bordas dos cristais, onde a
espessura tende a ser menor, a influência da cor natural do mineral é minimizada e as
cores de interferência se aproximam daquelas observadas na carta de cores.
cor natural – nicóis descruzados
cores de interferência – nicóis cruzados
2- Minerais com dispersão variada dos índices de refração: existem alguns minerais que
apresentam valores discrepantes dos índices de refração para diferentes comprimentos
de onda que compõem a luz branca que incide em um mineral . Esta dispersão nos
índices de refração dos raios rápido e lento que deixam o mineral, pode ser muito grande
ou muito pequena. No último caso o mineral poderá ter comportamento de uma
substância isótropa para certos comprimentos de onda, ou seja, as cores
correspondentes serão completamente absorvidas pelo cristal. Com isso, estes
comprimentos de onda que faltarão na composição espectral da luz branca (da luz
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incidente no mineral), levarão ao surgimento de tonalidades de cores diferentes daquelas
observadas na carta de cores.
9 Veja o exemplo de um mineral denominado clorita observado na
seção delgada da série 2608-2617 onde as cores anormais são
devidas a tonalidades azuis-arroxeadas assumidas pela forte
absorção destes comprimentos de onda pelo mineral. Represente no
esquema ao lado, a morfologia dos cristais de epidoto e compare as
cores de interferência anômalas com aquelas da carta de cores.
Posição de extinção
Um mineral anisotrópico observado a nicóis cruzados, com o a rotação da platina
em certa posição mostra-se escurecido (de cor preta) ou Δ=0. Esta situação é chamada
de posição de extinção.
Isto ocorre porque a suas duas direções de vibração
(raios rápido e lento – em branco na figura), coincidem
com as direções de vibração do polarizador (P-P) e
analisador (A-A).
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Ângulo de extinção
Ângulo de extinção (ε) é aquele formado entre uma direção cristalográfica qualquer como:
traços de clivagem, planos de geminação, eixos cristalográficos, faces cristalinas , etc; e
uma direção de vibração do mineral (raio lento ou rápido).
No exemplo, o ângulo de extinção e, seria aquele formado entre o eixo
cristalográfico c, ou a direção de maior alongamento , com o raio rápido do mineral.
Observar que os raios lento e rápido sempre fazem um ângulo de 90o entre si, e que para
o mineral entrar em posição de extinção será necessária uma rotação de ε graus no
sentido horário.
Observe também que se a partir da posição inicial (o representado na figura)
rotacionarmos no sentido anti-horário, para que o mineral entre em extinção, será
necessário um giro de 90 - ε graus.
Tipos de Extinção
Extinção Reta ou Paralela: Quando o ângulo entre a
direção cristalográfica coincidir com uma das direções de
vibração do mineral. No caso do exemplo, a direção
cristalográfica considerada foi a clivagem  o ângulo entre o
raio rápido (r) e a direção de clivagem é de 0o  o ângulo do
raio lento com a direção de clivagem é de 90o.
Observe que no exemplo, o mineral está em posição de
extinção, pois os raios rápido e lento estão paralelos ao
analisador e polarizador.
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Extinção Inclinada ou Oblíqua: Quando o ângulo entre a
direção cristalográfica não coincidir com nenhuma das
direções de vibração do mineral. No caso do exemplo, a
direção cristalográfica considerada foi a clivagem o ângulo
entre o raio rápido e a direção de clivagem é = ε ≠ 0o  o
ângulo do raio lento com a direção de clivagem é também é ≠
0 e = 90o - ε
Observe que no exemplo, o mineral está em posição de
extinção, pois os raios rápido e lento estão paralelos ao
analisador e polarizador.
Extinção Simétrica: Quando as direções de vibração dos
raios rápido (r) e lento (l) se posicionam na bissetriz do
ângulo formado entre duas direções cristalográficas.do
mineral.
No caso do exemplo, as direções cristalográficas
consideradas foram os dois traços de clivagem o ângulo
entre os traços de clivagem e qualquer uma das direções de
vibração do mineral é sempre ε.
Observe que no exemplo, o mineral está em posição de
extinção, pois os raios rápido e lento estão paralelos ao
analisador e polarizador.
9 Determine os ângulos e tipos de extinção para os minerais das lâminas dadas, fazendo
para cada um, esquemas mostrando as relações entre as direções de vibração e
cristalográficas dos minerais
1- Mineral: hornblenda (verde pleocróica)
Lâmina 621-630
Direção Cristalográfica Escolhida: ____________________________________
Tipo de Extinção: _________________________________________________
Ângulo de Extinção: _______________________________________________
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2- Mineral: sillimanita (hábito acicular)
Lâminas: 2421-2435
Direção Cristalográfica Escolhida: ____________________________________
Tipo de Extinção: _________________________________________________
Ângulo de Extinção: _______________________________________________
3- Mineral: calcita (mais comum na lâmina)
Lâminas: 2469-2478
Direção Cristalográfica Escolhida: ____________________________________
Tipo de Extinção: _________________________________________________
Ângulo de Extinção: _______________________________________________
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4- Mineral: biotita (marrom pleocróico)
Lâminas: 841-850
Direção Cristalográfica Escolhida: ____________________________________
Tipo de Extinção: _________________________________________________
Ângulo de Extinção: _______________________________________________
Há informações acerca desta aula em: www.rc.unesp.br/igce/petrologia/nardy/elearn.html.
Nardy, 2006