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H.-J. Bernhardt 1. Eigenschaften bei nicht gekreuzten Polarisatoren (-N) 2. Eigenschaften bei gekreuzten Polarisatoren (+N) 3. Innenreflexe 4. Härte 5.

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1 H.-J. Bernhardt 1. Eigenschaften bei nicht gekreuzten Polarisatoren (-N) 2. Eigenschaften bei gekreuzten Polarisatoren (+N) 3. Innenreflexe 4. Härte 5. Andere (Kornformen, Zwillinge,Verwachsungen……) 1. Eigenschaften bei nicht gekreuzten Polarisatoren (-N) 2. Eigenschaften bei gekreuzten Polarisatoren (+N) 3. Innenreflexe 4. Härte 5. Andere (Kornformen, Zwillinge,Verwachsungen……) Kriterien der mikroskopischen Erzmineralbestimmung

2 H.-J. Bernhardt 2002 Absorption Absorbierendes Material I0I0 I Lambertsches Gesetz I = I 0 (-4 k d / o) Licht I = Lichtintensität nach der Absorption I 0 = Lichtintensität vor der Absorption k = Absorptionskoeffizient = n * n = Brechungsindex = Absorptionsindex d = Dicke des Materials = Wellenlänge d Die Absorption hängt ab von: Material Richtung Wellenlänge durchstrahlte Materialdicke Die Absorption hängt ab von: Material Richtung Wellenlänge durchstrahlte Materialdicke Licht (weniger intensiv, gleich gefärbt)

3 H.-J. Bernhardt 2002 Spiegelnde und diffuse Reflexion 2 Scharfes Bild eines Objekts Spiegelnde Reflexion Glatte Oberfläche Diffuse Reflexion Unscharfes Bild eines Objekts Rauhe Oberfläche 1 = 2 Licht

4 Raleigh-Kriterium H.-J. Bernhardt 2002 Übergang von diffuser zu spiegelnder Reflexion Raleigh Kriterium Folgerung: für die letzte Politurstufe sollte Diamant mit einer Korngröße unterhalb 0.1 µm benutzt werden um Veränderungen der Reflexionsfarbe zu vermeiden h h Rauhtiefe h m mittlere Rauhtiefe h R kritische Rauhtiefe Wellenlänge Diffuse Reflexion an einer rauhen Oberfläche h R = 8 * cos( ) h m > h R => diffuse Reflexion h m spiegelnde Reflexion Bei senkrechtem Lichteinfall: h R ~ 0.55 µm / 8 * 1 ~ 0.07 µm

5 H.-J. Bernhardt 2002 R = I r _____ I 0 * 100 I r Intensität des reflektierten Lichts* I 0 Intensität des eingestrahlten Lichts R Reflexionsvermögen * N Brechungsindex des Immersionsmediums n Brechungsindex der Probe * Hängt ab von der Struktur, der Orientierung im Kristall, der chemischen Zusammensetzung der Probe und der benutzten Wellenlänge R = (n - N) 2 ____________ (n + N) 2 * 100 Fresnel 1823 Reflexionsformel für Proben sehr geringer Absorption ( senkrechter Lichteinfall) N + N * sqrt(R) n = sqrt(R) I0I0 IrIr Reflektierende Oberfläche

6 H.-J. Bernhardt 2002 = 1 N im R 1 + R 1 – im R 1 - R * n R ( n + 1 ) 2 – (n – 1) 2 * 1 - R k= R = (n - N) 2 + k 2 _________________ (n + N) 2 + k 2 * 100 Beersche Formel ( ) R Reflexionsvermögen in Luft * im R Reflexionsvermögen in Ölimmersion * N Brechungsindex des Immersionsöls n Brechungsindex der Probe * k Absorptionsindex der Probe * Hängt ab von der Struktur, der Orientierung im Kristall, der chemischen Zusammensetzung der Probe und der benutzten Wellenlänge Königsberger Formeln (1914) Reflexionsformel für Proben mit Absorption ( senkrechter Lichteinfall)

7 H.-J. Bernhardt 2002 Isoreflexionslinen in Luft R=20% 1.3/ / /0.64

8 H.-J. Bernhardt 2002 Isoreflexionslinen in Luft für Immersionsöl

9 H.-J. Bernhardt 2002 Isoreflexionslinen in Luft und immersionsöl im R = 16% im R=7.5% im R=12% R=20%

10 H.-J. Bernhardt 2002 Spektrales Reflexionsvermögen Bereich des sichtbaren Lichts: = nm Weiß / Grau erscheint eine Probe wenn das Reflexionsvermögen über den gesamten Wellenlängenbereich ungefähr gleich bleibt. Abweichungen davon resultieren in einer Färbung.

11 H.-J. Bernhardt 2002 Spektren von schwach und stark gefärbten Mineralen Silber Gold Bleiglanz Pyrit Kupferkies Chromit

12 H.-J. Bernhardt 2001 Kupferkies neben Bleiglanz Weißes Licht Bleiglanz Kupferkies

13 H.-J. Bernhardt nm420 nm 440 nm 460 nm Kupferkies neben Bleiglanz Bei 400, 420, 440, 460 nm

14 H.-J. Bernhardt 2001 Kupferkies neben Bleiglanz Bei 480, 500, 520, 540 nm 480 nm500 nm 520 nm540 nm

15 H.-J. Bernhardt nm 580 nm 600 nm620 nm Kupferkies neben Bleiglanz 560, 580, 600, 620 nm

16 H.-J. Bernhardt nm660 nm 680 nm700 nm Kupferkies neben Bleiglanz 640, 660, 680, 700 nm

17 H.-J. Bernhardt 2001 Spektrales Reflexionsvermögen von Kupferkies und Bleiglanz Kupferkies Bleiglanz

18 H.-J. Bernhardt 2002 Reflexionsvermögen – Bireflexion, Pleochroismus Anisotrope Minerale haben 2 (3 bei biaxialen) Reflexionskurven. Bei Tischdrehung um 360° und –N ändert sich der Helligkeits und / oder Farbeindruck je 2 mal. Fall 1. die Reflexionskurven verlaufen // zueinder und unterscheiden sich nur in ihrer Höhe. Es werden Helligkeits- unterschiede sichtbar (Bireflexion) Fall 2. Die Kurven verlaufen nicht // zueinander und in unterschiedlicher Höhe. Es werden Helligkeits- und Farbunterschiede sichtbar (Bireflexion, Pleochroismus). Fall 3. Die Kurven verlaufen nicht // zueinander und schneiden sich. Es werden Farbunterschiede sichtbar, der Helligkeits- eindruck kann gleich bleiben. Anisotrope Minerale haben 2 (3 bei biaxialen) Reflexionskurven. Bei Tischdrehung um 360° und –N ändert sich der Helligkeits und / oder Farbeindruck je 2 mal. Fall 1. die Reflexionskurven verlaufen // zueinder und unterscheiden sich nur in ihrer Höhe. Es werden Helligkeits- unterschiede sichtbar (Bireflexion) Fall 2. Die Kurven verlaufen nicht // zueinander und in unterschiedlicher Höhe. Es werden Helligkeits- und Farbunterschiede sichtbar (Bireflexion, Pleochroismus). Fall 3. Die Kurven verlaufen nicht // zueinander und schneiden sich. Es werden Farbunterschiede sichtbar, der Helligkeits- eindruck kann gleich bleiben.

19 H.-J. Bernhardt 2002 Spektren extrem anisotroper Minerale Covellin Graphit Rickardit

20 H.-J. Bernhardt 2002 Bireflexion von Graphit

21 H.-J. Bernhardt 2002 Einfluß von Ölimmersion auf das Reflexionsvermögen Das Reflexionsvermögen fällt je nach Höhe des Brechungsindex des Minerals. Farben und Kontraste werden verstärkt, Farbwechsel können vorkommen (z.B. Covellin) Zusätzlich: Das Auflösungsvermögen der Optik wird wegen der höheren num. Apertur in Öl erhöht Das Reflexionsvermögen fällt je nach Höhe des Brechungsindex des Minerals. Farben und Kontraste werden verstärkt, Farbwechsel können vorkommen (z.B. Covellin) Zusätzlich: Das Auflösungsvermögen der Optik wird wegen der höheren num. Apertur in Öl erhöht

22 H.-J. Bernhardt 2002 Bireflexion und Pleochroismus bei Covellin in Luft

23 H.-J. Bernhardt 2002 Bireflexion und Pleochroismus von Covellin in Ölimmersion

24 H.-J. Bernhardt 2002 Bestimmungskriterien, beobachtbar bei –N in Luft und Ölimmersion Reflexionsvermögen geschätzte Intensität relative Intensität in weißem Licht im Vergleich zu Nachbarmineralen (quantifizierbar) relative Intensität im Vergleich zu Nachbarmineralen bei =546 nm (quantifizierbar) Reflexionsfarbe Intensität, Farbton Farbe im Vergleich zu Nachbarmineralen Bireflexion Intensität des Helligkeitswechsels (quantifizierbar) Pleochroismus Farben, Intensität des Farbwechsels Reflexionsvermögen geschätzte Intensität relative Intensität in weißem Licht im Vergleich zu Nachbarmineralen (quantifizierbar) relative Intensität im Vergleich zu Nachbarmineralen bei =546 nm (quantifizierbar) Reflexionsfarbe Intensität, Farbton Farbe im Vergleich zu Nachbarmineralen Bireflexion Intensität des Helligkeitswechsels (quantifizierbar) Pleochroismus Farben, Intensität des Farbwechsels

25 H.-J. Bernhardt 1. Eigenschaften bei nicht gekreuzten Polarisatoren (-N) 2. Eigenschaften bei gekreuzten Polarisatoren (+N) 3. Innenereflexe 4. Härte 5. Andere (Kornformen, Zwillinge,Verwachsungen……) 1. Eigenschaften bei nicht gekreuzten Polarisatoren (-N) 2. Eigenschaften bei gekreuzten Polarisatoren (+N) 3. Innenereflexe 4. Härte 5. Andere (Kornformen, Zwillinge,Verwachsungen……) Kriterien der mikroskopischen Erzmineralbestimmung

26 H.-J. Bernhardt Bei Tischdrehung und genau gekreuzten Polarisatoren sieht man 4 Stellungen minimaler und maximaler Helligkeit. Häufig können gleichzeitig Farben beobachtet werden. Bestimmungskriterien bei gekreuzten Polarisatoren Bestimmungskriterien sind: 1. Intensitätsunterschied zwischen Minimal- und Maximalstellung 2. Stärke der Dunkelheit in der Minimalstellung 3. Schiefe in der Minimalstellung (Auslöschungsstellung) 4. Beobachtete Farbintensität und Farbton Bestimmungskriterien sind: 1. Intensitätsunterschied zwischen Minimal- und Maximalstellung 2. Stärke der Dunkelheit in der Minimalstellung 3. Schiefe in der Minimalstellung (Auslöschungsstellung) 4. Beobachtete Farbintensität und Farbton Es ist nicht möglich die Regeln der Durchlichtmikroskopie für +N in die Auflichtmikroskopie zu übertragen.


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