El Microscopio de Polarización

Laboratorio de Petromineraloga Pgina 1

Direccin de Laboratorios

MICROSCOPIO DE POLARIZACIN Miguel Chumbe, Ana Condorhuaman

Instituto Geolgico Minero y Metalrgico (INGEMMET) - Laboratorio de Petromineraloga

1. El microscopio de polarizacin

Para definir, el microscopio petrogrfico es necesario entender el mecanismo del microscopio de polarizacin. El microscopio de polarizacin es un tipo de microscopio compuesto el cual est formado por una combinacin de lentes, y a travs de ellos se logra obtener una imagen virtual, invertida y ms grande, y si a ste se le aade dos polarizadores y una platina giratoria, entonces se estara definiendo un microscopio petrogrfico.

En el microscopio de petrogrfico, el primer polarizador se ubica antes de la muestra, para de esta forma estudiar los objetos con luz linealmente polarizada. La platina giratoria permite girar a la muestra y de esta forma la direccin de vibracin de la luz linealmente polarizada incide en la muestra con diferentes orientaciones. El polarizador superior (analizador) se ubica entre la muestra y el ocular permitiendo analizar si el mineral estudiado es capaz de hacer variar la direccin de la luz linealmente polarizada incidente (ver figura 1.1).

El microscopio petrogrfico utiliza luz polarizada (producida por un polarizador), a este tipo de luz se le denomina luz polarizada plana (PPL)

Para determinadas propiedades se emplea un segundo polarizador llamado analizador, se representa como luz polarizada cruzada (XPL).

Por ello, el microscopio petrogrfico representa el mtodo ms usual para el estudio de los minerales constituyentes de las rocas. Esta tcnica consiste en analizar los fenmenos que ocurren cuando la luz polarizada pasa a travs de los minerales.



Figura 1.1

2. Partes del microscopio

Para un mejor reconocimiento de las partes del microscopio, se les divide en dos grupos.

El primer grupo compuesto por el Sistema Mecnico, que se encuentra en contacto directo

con el especialista y de fcil manipulacin.

Figura (1.2)



El segundo grupo es el Sistema ptico, que es la parte ms frgil del microscopio, por

lo que el especialista debe tener cuidado al momento de su manipulacin.

Figura (1.3) En las figuras 1.2 y 1.3 se representan las partes de los microscopios de luz transmitida y de luz reflejada y a continuacin se explica brevemente las caractersticas de cada parte.



2.1 Sistema mecnico:

a) Soporte

Es la estructura que sirve como soporte fsico del microscopio y tiene acoplados los dems elementos de este. Est compuesto por el brazo y la base.

- Brazo: estn ubicados de forma perpendicular al pie y pueden tener una forma arqueada o de manera vertical, para as unirlos al pie.

- Base o Pie: es la parte que sostiene al microscopio.

b) Tubo del Ocular

Es la parte donde est ubicado el ocular, que tiene el revolver con los objetivos en la parte inferior y los oculares en la parte superior.

Brazo

Base



c) Revolver

Es la parte que sostiene el sistema de objetivos, y le permite girar para cambiar los objetivos.

d) Platina Giratoria Es la parte donde se coloca la muestra, la platina es giratoria en los microscopios de polarizacin, lo cual permite que los minerales sean estudiados en diferentes orientaciones respecto de sus direcciones privilegiadas de vibracin.

e) Tornillos de Enfoque o ajuste Tornillo macromtrico: tornillo que sirve para enfocar y desplazar de manera

rpida las lentes. Tornillo micromtrico: tornillo que sirve para enfocar y realizar

desplazamientos de las lentes de manera lenta. Tornillo para ajuste de la platina: es un tornillo mediante el cual se ajusta la

altura de la platina.

Revlver Portaobjetivos



2.2 Sistema ptico:

a) Oculares

El lente ocular es el que aumenta la imagen producida por el objetivo y genera la amplificacin total es decir la amplificacin del ocular por la del objetivo. El ocular se encuentra incrustado en un cilindro que encaja en la parte superior del tubo inclinado y permite moverlo para enfocar a medida del observador. Existen oculares de baja amplificacin (3.5X a 6X), amplificacin media (10X, 12X) y amplificacin alta (16X). En la parte media del tubo, aproximadamente donde se forma la imagen del objetivo, se encuentran engastados dos hilos perpendiculares que sirven para dividir el campo visual en cuatro cuadrantes.

Tornillo Macromtrico

Tornillo Micromtrico

Tornillo de ajuste de la platina



b) Objetivos

Los objetivos producen una imagen ntida y clara, la cual se convertir luego en el objeto del lente ocular. Consta de un cilindro, cuya parte inferior se encuentra engastado el lente objetivo y en la parte superior presenta una rosca para sujetarlo al sistema revolver. En la superficie del cilindro se encuentran gravadas sus caractersticas, las cuales se resumen en los siguientes conceptos: AI = Amplificacin Inicial o amplificacin del objetivo. Existen objetivos de baja amplificacin (2X a 5X), amplificacin media (10X, 20X), amplificacin alta (40X, 45X) y muy alta (100X) AA= Apertura Angular.- Es el ngulo entre los rayos ms divergentes que llegan al lente objetivo desde el punto central de la muestra. NA= Apertura numrica = n Sen, donde n es el ndice de refraccin del medio (aceite o aire) y, es igual a la mitad de la apertura numrica. Largo del tubo vertical (distancia entre la parte inferior del tambor objetivo y la superior del ocular). Distancia libre de trabajo (DLT).- Distancia entre la parte ms baja del objetivo (que en muchos casos es un anillo protector de metal) y la parte ms alta del objeto. Profundidad de enfoque (PE).- Distancia entre el lmite superior e inferior enfocado. Es una funcin inversa de la apertura numrica. A mayor apertura numrica, menor profundidad de enfoque. Otros conceptos importantes relacionados a los objetivos son los siguientes: Correcciones.- Se refiere a si al objetivo que puede ser usado para observacin de muestras con cubreobjetos o sin cubreobjetos. Si se indica 0,17 significa que dicho objetivo se puede utilizar para estudio de secciones delgadas (0,17 mm es el espesor del cubreobjetos). Si se indica 0 es un objetivo que puede ser usado indistintamente para secciones con o sin cubreobjetos. Lmite de resolucin.- Distancia mnima entre lneas que pueden ser separadas (reconocidas) por cada objetivo.



c) Sistema de iluminacin

Fuente de luz y portafiltros. En la base los microscopios de polarizacin de luz transmitida tienen la fuente luminosa, donde adems se ubican el vidrio mate, un espejo o prisma para desviar los rayos hacia arriba verticalmente, el diafragma de campo luminoso y el filtro azul. La fuente luminosa emite luz blanca y su intensidad puede ser



regulada. El vidrio mate permite que pase la luz sin dejar pasar la imagen del filamento de la lmpara; la luz sale de toda la superficie del vidrio en forma homognea, como luz natural, es decir que sus rayos componentes no estn polarizados. El prisma o espejo de la base en algunos modelos de microscopio es ligeramente movible de tal manera que se pueda regular el direccionamiento del haz hacindolo coincidir lo mejor posible con el eje del microscopio. El diafragma de campo luminoso restringe la cantidad de luz que va a pasar y permite as centrar el haz con el eje del microscopio. El filtro azul, ltimo componente de la base, da al haz de luz blanca una apariencia de luz de da.

Conjunto subplatina

El conjunto subplatina est conformado por el condensador de bajo poder, el polarizador, el diafragma de apertura y el condensador de alto poder. Los condensadores son lentes convergentes que acercan a los rayos para que la cantidad de luz se conserve sin iluminar sus paredes internas. El condensador de bajo poder genera luz ortoscpica y el de alto poder, en conjuncin con un objetivo de alto poder, genera luz conoscpica; es decir, rayos que viajan convergentemente hacia un punto formando as un cono de luz El diafragma de apertura impide el paso de los rayos externos del haz permitiendo aislar detalles pequeos de la muestra sin cambiar de objetivo.

Portafiltros



Analizador

Es un polarizador cuya direccin de polarizacin es perpendicular a la del primer polarizador. Sirve para determinar una serie de propiedades, principalmente analiza si el mineral estudiado origina algn cambio en la direccin de vibracin de la luz linealmente polarizada incidente.

d) Otras partes:

Cavidad para compensadores Es una cavidad larga ubicada entre el objetivo y el analizador con orientacin diagonal (45) con respecto a las direcciones privilegiadas del polarizador y analizador.



Lente Amicci-Bertrand El lente Amicci-Bertrand, que es un lente biconvexo asimtrico y de alto poder de amplificacin, se utiliza en combinacin con el condensador de alto poder y un objetivo de gran aumento, para obtener luz conoscpica para la observacin de figuras de interferencia.

Tubo epi-iluminador Se emplea exclusivamente para el estudio de minerales opacos (luz reflejada). Es un tubo que segn los modelos de microscopios se debe instalar o est permanentemente instalado. Consta, anlogamente a la base y conjunto subplatina del microscopio de luz transmitida, de una fuente luminosa, vidrio mate, filtro azul, condensador de bajo poder, diafragma de campo, diafragma de apertura y polarizador. Adems, y a diferencia del caso de luz transmitida, presenta un sistema de iluminacin vertical (espejo semireflector entre otros tipos) que desva la iluminacin hacia abajo, es decir hacia la muestra.

Cavidad para compensadores



3. Uso del microscopio de polarizacin de luz transmitida:

Al usar el microscopio observamos que ciertas partes que pueden estar descalibradas, por lo que es necesario hacer ciertas las correcciones como el centrado de objetivo.

Centrado de objetivos Cuando el eje del objetivo no coincide exactamente con el eje del microscopio, el objetivo se encuentra descentrado, al girar la platina se observa que el cristal ubicado en el centro del campo visual no gira sobre su propio eje y se sale del centro y hace una circunferencia, si el objetivo est muy descentrado la circunferencia sale del campo visual.

Enfocamos inicialmente un pequeo cristal con un objetivo de menor aumento, fijemos el pequeo punto en la lmina (algn mineral pequeo de cualquier forma, transparenten o no transparente). Colocar este punto en el centro de los retculos y girar lentamente la platina se observara:

Caso 1.- Este punto se mostrara inmvil o con movimiento de rotacin de la platina, en este caso el objetivo est centrado. Caso 2.-Describe una trayectoria circular cuyo centro (de la circunferencia) no coincide con el centro del objetivo, en este caso el objetivo esta descentrado.



Procedimiento para centrado de objetivos: 1.-Girar lentamente la platina y observe la trayectoria descrita por el punto en relacin al retculo (crculo menor) 2.-Dejar de girar la platina cuando el punto alcanza la posicin ms lejana con respecto al centro del objetivo representado por la cruz que forma los retculos (punto 1) 3.-Introduzca lo tornillos centradores en la ranura y mover los tornillos, uno o dos al mismo tiempo, con el fin de llevarlo directamente hacia un punto equidistante entre su posicin original y el centro de la cruz. 4.-Ahora mueva la seccin delgada y vuelva a colocar el punto en el centro de la cruz y repetir las operaciones de 1 a 3, tantas veces como sea necesario hasta que se note el descrito en el caso de la Figura 1.4. 5.- Repetir los pasos para los dems objetivos.

Correccin de fuente luminosa Cuando el eje del haz de luz transmitida no coincide con el del microscopio decimos que la fuente luminosa est descentrada. El campo visual no se ve homogneamente iluminado y los minerales presentan sombras hacia un lado. Para corregir ello se procede de la siguiente manera (ver figura 1.4): 1) Colocar el objetivo de menor aumento correctamente centrado. 2) Retirar el filtro azul, vidrio mate, polarizador y condensador de alto poder. 3) Cerrar diafragmas de apertura y de campo luminoso. 4) Ver la proyeccin del filamento de la fuente luminosa en el diafragma de apertura y centrar moviendo la fuenteluminosa o el prisma de la base o el conjunto subplatina, segn el modelo del microscpio. 5) Enfocar una seccin delgada y retirarla. 6) Centrar el punto luminoso con los tornillos moleteados del conjunto subplatina, o del prisma de la base, segn el modelo del microscopio. 7) Abrir diafragma de campo luminoso hasta que el polgono quede circunscrito al campo visual. 8) Colocar filtro azul, vidrio mate y seccin delgada. 9) Graduar diafragma de apertura e intensidad.



Figura (1.4) Correccin de objetivos y fuente luminosa descentrados

El Microscopio de Polarización

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