MICROSCOPÍA ÓPTICA DE POLARIZACIÓN

   Microscopio óptico de polarización

El examen microscópico de los cristales se realiza con el microscopio de polarización. Este instrumento, además de la óptica microscópica, tiene un cristal polaroide, denominado polarizador debajo de la platina que transmite luz polarizada N-S, y otro polaroide, denominado analizador, montado en el tubo situado encima de la platina, que transmite sólo la luz que vibra E-O.

(Pinche sobre la zona del microscopio cuyo nombre y utilidad desee conocer. Le será explicada en el primer apartado al que le lleve el enlace)

A continuación se presenta un esquema simplificado que explica la trayectoria de la luz a través del microscopio óptico de polarización.

   Componentes del microscopio óptico de polarización

OCULAR - el ocular contiene una lente, normalmente de 10x (aumentos), a través de la que se observa la lámina delgada de cristal. Posee una cruz enfocable que debería orientarse N-S y E-W.

Los aumentos con los que se observa el cristal son producto de el aumento del ocular y de los del objetivo. por ejemplo, si estamos estudiando un cristal usando el objetivo 4x, y el ocular es de 10x, el aumento total es de (4x) x (10x) = 40x.

LENTE DE BERTRAND - lente localizada en el tubo del microscopio, justo debajo del ocular. La lente trae el campo de visión de la figura de interferencia al plano del ocular.

ANALIZADOR - una placa de film polarizante o un prisma de nícol que pueda ser insertado o eliminado de la trayectoria de la luz. La dirección de vibración está a 90° del polarizador inferior. Cuando el polarizador y el analizador están situados a 90°, estamos viendo la sección cristalina con polarizadores o nícoles cruzados.

HENDIDURA ACCESORIA - permite la inserción de placas accesorias entre el ocular y los objetivos; orientada de tal manera que los accesorios se insertan a 45° de las direcciones de vibración preferentes del polarizador y analizador.

Las tres placas accesorias de uso más común son: la cuña de cuarzo, la placa de mica y la placa de yeso.

OBJETIVOS - primer sistema de aumento del microscopio. Los microscopios habituales tienen 3 ó 4 objetivos de diferentes aumentos sobre un revólver rotatorio que permite cambiar los aumentos de observación; normalmente 2.5x ó 5x, 10x, 20x y 40x ó 50x.

PLATINA - plataforma rotatoria donde se pone la sección delgada. La platina gira 360° y está calibrada para medidas de ángulos.

LENTES CONDENSADORAS - localizadas en el conjunto de debajo de la platina, estas lentes convierten los rayos paralelos de lusz en un cono convergente de rayos de luz.

Los microscopios están comúnmente equipados con dos lentes, una moderadamente convergente y otra que converge fuertemente la luz. Esta última se usa en conjunción con la lente de Bertrand para la determinación de la figura de interferencia.

DIAFRAGMA - iris localizado justo debajo de las lentes condensadoras que restringe la cantidad de luz que entra al condensador.

POLARIZADOR - convierte la luz no polarizada de la fuente en luz plano-polarizada. Normalmente está a 90° del plano del analizador. Cuando únicamente está insertado el polarizador, observamos la sección cristalina bajo luz polarizada plana.

La platina y el conjunto situado debajo de ésta pueden moverse arriba y abajo con un tirador situado en un extremo del conjunto subplatina)

FUENTE DE LUZ - normalmente una bombilla de baja potencia (6V, 15W), situada en la base del microscopio.

Un filtro azul está situado normalmente en el camino de la luz para convertir el color amarillento de la luz en un azul más neutral.

AJUSTE DE FOCO - grueso y fino, para separar y bajar la platina y el conjunto subplatina; eso cambia la distancia entre el objetivo y la platina. Para grandes aumentos (40-50x) hay muy poco recorrido entre el objetivo y la lámina delgada. Hay que ser cuidadoso con el foco para no romper la lámina delgada.

   Observación general de los cristales al microscopio de polarización

Al grado con el que los granos minerales se quedan fuera del montaje normal de la lámina delgada (Bálsamo de Canadá, epoxy, etc.) se le denomina RELIEVE.

El montaje normal corresponde, según la analogía topográfica, a un n= 1,54 para el Bálsamo de Canadá y a un n=1,55 para la epoxy. Así, será:

RELIEVE (-): n < 1.54 (los granos parecen sumirse en el bálsamo)
RELIEVE (+): n>1.54 (los granos parecen destacarse del bálsamo)

El método más usual para determinar el relieve es la Línea de Becke:

1. ¿Qué es la línea de Becke?  

La línea de  Becke es una banda o anillo visible en un borde de grano/cristal en luz plano-polarizada. se ve más claramente usando lentes de aumentos intermedios sobre el borde del grano, con el diafragma un poco cerrado.

¿Por qué aparece la línea de Becke? 

Una línea de  Becke es el resultado de dos hechos, ambos relacionados con la refracción a través de los bordes de grano:

a. El hecho de que los cristales en secciones delgadas tiendan a ser más espesos por el centro y más finos hacia los bordes hace que actuen como lentes (si el índice de refracción es mayor que el montaje medio los rayos convergen hacia el centro del grano; si el índice de refracción es inferior, los rayos divergen hacia el borde del grano)

b. La reflexión interna de la luz dentro del cristal debido a la presencia de bordes de grano verticales.

Estos dos efectos concentran la luz en una fina banda dentro del cristal con un alto índice de refracción.

¿Para que se usa la línea de Becke?

Se usa para determinar el relieve de un cristal o grano en una sección delgada.

¿Cómo usar la línea de Becke?

El uso de la línea de Becke para determinar el relieve (positivo o negativo) es  muy simple. Los pasos a seguir son los siguientes:

a. Asegurarse de que los polarizadores del microscopio no estén cruzados y de que tenemos luz plano-polarizada.

b. Seleccionar un cristal o grano que tenga bordes claros e incluidos en la lámina delgada.

c. Enfocar con objetivo intermedio o bajo sobre el borde del cristal o grano.

d. Cerrar un poco el diafragma.

e. Incrementar lentamente la distancia entre la sección delgada y el objetivo (desenfocar por alejamiento de la platina).

f. Veremos aparecer dos finas líneas en el borde del grano, una brillante (línea de Becke brillante o blanca) y una oscura (línea de Becke oscura). la línea de Becke brillante se mueve hacia el medio de mayor índice de refracción.

g. Un caso especial: Si el n del cristal o grano es aproximadamente igual que el n del bálsamo , las líneas brillante y oscura de Becke serán coloreadas.


En  la primera foto se puede ver un borde de cristal y una línea de Becke (foto tomada a poca distancia del objetivo) y en la segunda, con la platina a mayor diatancia, puede verse la línea de Becke introducida en un cristal de biotita - este mineral tiene mayor índice de refracción.