ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Отражение, пропускание, поглощение и рассеяние света из "Таблицы для определения минералов по физическим и химическим свойствам" Между силой света /о, падающего на кристаллическую пластинку (рис. 27), силой отраженного света h, поглощенного 1а и силой света //, прошедшего через пластинку толщиной 1 см, существует следующая зависимость /о = / + /а + It. Каждая из величин правой части этого равенства h в той или иной степени зависит от спектрального состава света и конституции минерала. Для одного и того же вещества отношения Ix/Io представляют собой правильную дробь эти отношения характеризуют минерал, являясь коэффициентами отражения R, поглощения А и пропускания Т. Алгебраическая сумма этих коэффициентов равна единице Л + 7 = 1. [c.79] Отражение, пропускание, поглощение и рассеяние света обусловливают те явления, которые в практике описания минералов именуются блеском, прозрачностью, цветом в массе и порошке. Все эти свойства минералов были установлены в конце XVHI в. и до настоящего времени их в минералогии определяют визуально и описывают качественно. Только в последние 20—30 лет попытались выявить некоторые из них инструментально и выразить количественно. Однако качественная ( чувственная ) характеристика оптических свойств минералов не потеряла своего значения. [c.80] Отражение света существенно зависит от шероховатости отражающей поверхности. Если на пластинку с высотой выступов (шероховатостей) h падает свет длиной волны Я под углом I, то при h os i С Я отражение будет зеркальным. В другом случае наблюдается диффузное (рассеянное) отражение. Между диффузным и зеркальным отражениями имеются постепенные переходы. [c.80] Таким образом, чем больше плотность минерала, тем выше его отражательная способность. [c.81] При прочих равных условиях отражательная способность существенно зависит от угла падения г по мере его увеличения повышается и Я (см. рис. 28,6), причем до = 50° Я растет сравнительно медленно, а затем — быстро. Для характеристики минерала значение Я приводится при I = 0 указывается также Я излучения или же эта константа дается для белого света. [c.81] Установленная визуально отражательная способность минерала, выраженная качественно сравнением, называется блеском. [c.81] По блеску минералы делятся на две группы с металлическим и неметаллическим блеском. Между ними выделяется промежуточная группа минералов, обладающих полуметаллическим блеском. Отражательная способность минералов с металлическим блеском — 25 % и выше эти минералы обязательно непрозрачные, с очень большим показателем поглощения. Падающий на них свет поглощается практически полностью очень тонким поверхностным слоем. Минералы с полуметаллическим блеском в тонких пластинках прозрачные или только просвечивают у них коэффициент отражения света от 19 до 25%. [c.82] Минералы с неметаллическим блеском прозрачны, значение показателя поглощения у них приближается к нулю, степень блеска в основном определяется показателем преломления. Последний у таких минералов не более 2,5—3, поэтому отражательная способность их не выше 19—20 %. В интервале значений R от 1—2 до 20 % однозначно визуально выделяются тела, которые блестят как стекло и алмаз. Поэтому устанавливаются две степени неметаллического блеска стеклянный и алмазный. [c.82] Диффузное отражение света минералами обусловлено особенностями строения их агрегатов минералы землистого строения характеризуются матовым блеском прозрачные минералы параллельно-волокнистого строения имеют диффузно-направленное отражение, определяющее их шелковистый блеск. Явление интерференции в тонких пластинках прозрачных минералов вызывает их перламутровый блеск, а в непрозрачных минералах, обладающих металлическим блеском, это явление называют побежалостью. Сравнение минералов по степени блеска, значению пи/ приведено в табл. 8. [c.82] Коэффициент пропускания света Т иногда заменяют десятичным логарифмом обратной величины (lgl/7), которую именуют оптической плотностью D. [c.82] Строение агрегата этой группы землистое и параллельно-волокнистое. [c.83] Поглощение света обусловливается потерей энергии светового пучка, проходящего сквозь вещество. Это происходит в результате превращения ее в другие виды внутренней энергии, главным образом в тепловую. Мерой поглощения света служат две величины коэффициент поглощения А и показатель поглощения k. Коэффициент поглощения светового потока телом равен отношению поглощенного светового потока Фд к потоку, падающему на него ФоГ Л=Фа/Фо. Показатель поглощения k (см ) — величина, обратная расстоянию, на котором световой поток ослабляется в результате поглощения в е раз е = = 2,72, yfe =—1п Т). [c.84] Как правило, светопоглощение выражают через показатель поглощения света k. Если на пластинку толщиной h падает световой поток силой /о, то через пластинку пройдет световой поток силой Ii = /об- . Для идеально прозрачных тел — О (е ° = 1), а для совершенно непрозрачных k=oo е°° = 0). [c.84] Рассеяние света — отклонение его лучей от первоначального направления — происходит, когда в среде встречаются неоднородности размером менее половины длины волны света (С Я/2). Оно проявляется как свечение вещества (несобственное свечение). Среда с большим количеством неоднородностей называется мутной в ней при наблюдении сбоку виден путь светового потока. Этот эффект называется опалесценцией (по минералу опалу), или явлением Тиндаля. Рассеивание света происходит от частиц, диаметр которых менее длины волны света более крупные частицы обусловливают отражение света, не зависящее от длины световых волн. [c.85] Численное значение дроби (Л/ — Ы1)/ Ы 1 -Ь 2Ы1) может служить мерой неоднородности среды. При N1 = N2 явление рассеяния исчезает. Неоднородности могут быть вызваны местным увеличением плотности вещества (флуктуации) например, в газах это может быть результатом беспорядочного движения молекул газа. Такое рассеяние называется молекулярным. [c.85] В минералогии широко используется наглядное представление об окраске тел, которое рождается в сознании человека под воздействием мощности и спектрального состава излучений, попадающих на глаз. [c.86] Цвет тела. Для минимального раздражения глаза при полной темновой адаптации необходима некоторая наименьшая мощность светового потока, которая называется порогом чувствительности глаза. Для зеленых лучей она равна примерно 3-10 Вт. С повышением мощности светового потока глаз постепенно приспосабливается к его восприятию и при полной световой адаптации безболезненно воспринимает поток мощностью 2-10 Вт. [c.86] Наименьший угол, при котором глаз способен раздельно воспринимать две рядом расположенные точки, называется остротой зрения. Для нормального глаза этот минимальный угол равен Г. Острота зрения при малых яркостях может снижаться до 1°. Нормальная острота зрения позволяет различать невооруженным глазом на расстоянии наилучшей видимости (25 см) линию длиной примерно 0,05 мм или же на расстоянии до 3 м увидеть зерно поперечником около 1 мм. Свет обладает часто сложным спектральным составом. Многие цвета однозначно определяются их спектральным составом, но по цвету предмета нельзя судить о спектральном составе света. Известно много цветов и оттенков, которых нет среди цветов спектра, например коричневый, розовый, вишневый и т. д. в спектре нет белых и серых цветов. Физиологические и физические свойства света связаны сложной зависимостью. [c.86] Для понимания окраски минералов нужно знать следующие основные положения физической оптики. Световые излучения различного спектрального состава могут произвести одинаковое цветовое впечатление. Существует несколько пар монохроматических лучей и безграничное число комбинаций сложных излучений, которые при сложении (наложении) в определенном соотношении интенсивностей создают суммарное впечатление белого цвета (аддитивное смешение спектральных излучений). Два цветных излучения, которые при суммарном действии на глаз вызывают ощущение белого цвета, называются дополнительными друг относительно друга. [c.87] Вернуться к основной статье