Mineralogia Óptica. Óptica Cristalina

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1 Mineralogia Óptica, Nardy, A.J.R ; práticas, PI, pag.1 Mineralogia Óptica Óptica Cristalina Parte Prática versão 3b.1 Prof. Antonio José Ranalli Nardy Designer MSc Fábio Braz Machado Departamento de Petrologia e Metalogenia Instituto de Geociências e Ciências Exatas Universidade Estadual Paulista UNESP

2 Mineralogia Óptica, Nardy, A.J.R ; práticas, PI, pag.2 Aula Prática n o 1 Tema: O Microscópio Petrográfico e Tipos de Preparados para Análise Tipos de preparados para análise Minerais e Rochas podem ser estudados através do microscópio petrográfico, de duas maneiras: 1- Luz transmitida: onde o material a ser analisado é colocado entre a fonte de luz e a objetiva. Para isso, é necessário que este seja transparente e sua espessura suficientemente fina para deixar-se atravessar pela luz. 2- Luz refletida: o material a ser analisado recebe a luz em sua superfície e a reflete em direção à objetiva. Assim o mineral deve ser opaco, para não absorver a luz incidente, além de ter uma superfície plana e bastante polida. No curso de Mineralogia Óptica, estudaremos apenas os minerais transparentes observados através de microscopia de luz transmitida. Basicamente podemos ter dois tipos de preparados para análise microscópica por luz transmitida: 1- Lâminas Delgadas: são obtidas através de uma seção extremamente fina (da ordem de 0,03 mm) de uma rocha, solo ou mineral. Sua vantagem principal é que todos os cristais e/ou mineras presentes na seção tem uma mesma espessura, conhecida, o que permite determinar uma série de propriedades ópticas. 2- Lâminas de pó ou de material granulado: são obtidas através da moagem ou concentração de espécimes minerais a serem estudados. Emprega-se este método em mineralogia determinativa, em petrologia sedimentar para a identificação de minerais pesados presentes na rocha, etc O microscópio petrográfico O microscópio petrográfico nada mais é do que um microscópio ordinário (um tubo em cujas extremidades são inseridas duas lentes convergentes: a objetiva e a ocular) no qual são introduzidos dois polarizadores com direções de polarização (ou vibração) perpendiculares entre si. Identificação das peças do microscópio O microscópio petrográfico é constituído por dois tipos básicos de peças: 1- Ópticas: ocular, analisador, objetiva, condensador móvel, diafragma íris, condensador fixo, polarizador compensador e filtro (normalmente azul). 2- Mecânicas ou de suporte: canhão (ou tubo), revólver (ou porta objetivas), platina, cremalheira macro e micrométrica, base.

3 Mineralogia Óptica, Nardy, A.J.R ; práticas, PI, pag.3 Observe com atenção o microscópio que está a sua disposição e procure reconhecer as peças que compõe seu sistema óptico e mecânico, porém sem desmontá-lo. É bom lembrar: um microscópio como esse que você está utilizando, custa ao redor de US$ 20,000. Por isto, ao manejá-lo, faça com cuidado! Localize as peças listadas abaixo, observando o efeito de inserir e retirar do caminho óptico aquelas assinaladas com um *: 1- polarizador inferior (fixo) 2- compensador* 3- polarizador superior ou analisador * 4- diafragma íris * 5- condensador móvel * 6- filtro azul* Procure e anote a marca do microscópio que você está usando: Verifique e anote qual é o número deste microscópio: Recomendação: Procure utilizar sempre o mesmo microscópio, uma vez que, embora a maioria seja da mesma marca e modelo, eles têm diferenças na iluminação, nitidez, definição, etc. Assim você acostumando-se a ele a sua tarefa na descrição de minerais ficará bastante facilitada, nesta e nas demais disciplinas. Oculares A ocular é uma associação de lentes que permite conservar a imagem real do objeto fornecida pela objetiva, colocando-a no plano focal do olho do observador. As lentes que constituem a ocular, acham-se fixas no interior de um tubo metálico. A lente que se encontra mais próxima ao do olho do observador é chamada de FRONTAL e a que recebe a luz proveniente da objetiva, de COLETORA. Os microscópios disponíveis no laboratório são binoculares. Ajuste a abertura entre elas de tal forma a enxergar a mesma imagem com os dois olhos. Isto traz a sensação de visão em 3-D, ou estereoscópica, ou em relevo. No interior de uma das oculares, são observadas duas linhas finas que são chamadas de retículos, sendo que um deles está subdividido com pequenos traços, que tem como objetivo realizar medições do tamanho dos cristais. Observe que elas estão dispostas perpendicularmente entre si (N-S ou vertical e E- W ou horizontal). Os retículos devem coincidir com as direções de polarização do microscópio ou seja com o polarizador inferior e com o analisador.

4 Mineralogia Óptica, Nardy, A.J.R ; práticas, PI, pag.4 Se estas duas linhas não estiverem nesta posição, suspenda levemente a ocular e gire até atingir esta situação. Em sua parte metálica superior, está gravado o aumento linear 4 da ocular (na armação metálica que sustenta a lente frontal). No caso de "seu" microscópio este valor é de: X Objetivas 1 As objetivas são associações de lentes convergentes que fornecem uma imagem real e aumentada do objeto observado. Em seu corpo metálico acham-se gravadas informações importantes como: espessura máxima da lamínula 2, aumento linear 3, abertura numérica 4. Além disso, observe que cada objetiva possui uma tarja colorida ao seu redor. No esquema ao lado, anote e identifique estes números presentes na objetiva de maior aumento linear do microscópio. Observando o microscópio, complete o quadro abaixo Objetiva maior Objetiva média Objetiva menor Aumento Linear 4 Abertura Numérica Cor da tarja Para a objetiva maior, observe qual é a espessura máxima permitida para a lamínula 3. R: mm. Atenção: Observe que as objetivas estão fixas no revólver (ou porta-objetivas). Quando for trocar a objetiva, deve-se rotacionar o revólver. NUNCA GIRE O REVÓLVER ATRAVÉS DA OBJETIVA, pois isto pode danificá-la. Verifique também que quando se gira o revólver, a objetiva que está no sistema é aquela que fica na posição vertical em sua parte posterior e que, quando ela se encaixa no caminho óptico do microscópio (ou simplesmente se encaixa), ouve-se um "clic". Vamos agora iniciar nossas observações ao microscópio. Para isso: 1- Inicialmente observe se o polarizador inferior está devidamente encaixado. 2- Retire do caminho óptico o analisador (descruze os nicóis) 1 Uma objetiva custa entre US$ 500 e 2,000 2 Observe que a lente coletora da objetiva maior é retrátil pois a distância de enfoque é muito pequena e se a lamínula for grossa demais, não se conseguirá focalizar o espécime mineral abaixo dela. 3 Aumento linear é quantas vezes a imagem obtida é maior que o objeto focalizado 4 É a quantidade de luz que efetivamente penetra na objetiva

5 Mineralogia Óptica, Nardy, A.J.R ; práticas, PI, pag.5 3- Coloque agora qualquer uma das lâminas da série , ou na platina do microscópio, focalize um pequeno cristal e procure observar qual a diferença entre as imagens obtidas por cada uma das objetivas. Comece pela de menor aumento. Treine até conseguir focalizar, o mais nítido possível, o cristal com cada uma delas. Atenção: quando for trabalhar com a objetiva de maior aumento linear, cuidado para não esmagar a lâmina! Platina 360 o 270 retículo 180 retículo 90 A platina do microscópio petrográfico é uma placa metálica, que sustenta o preparado em análise. Observe que a platina tem um movimento, de rotação e é graduada, o que permite, juntamente com os retículos da ocular, efetuar medidas de ângulos entre direções morfológicas e ópticas dos minerais, conforme esquematizado na figura ao lado. Medindo ângulos: Para que possamos entender a técnica de medir ângulos entre elementos lineares ao microscópio petrográfico observemos os esquemas a seguir: Foram traçadas duas retas em uma lâmina de vidro limpa uma azul (ou tracejada) e outra vermelha (ou cheia). O ângulo agudo entre as retas é ψ e consequentemente o obtuso será ψ. Colocamos a lâmina sobre a platina. Rotacionamos o revólver (sempre pela parte metálica dele e nunca segurando pela objetiva) selecionando a objetiva de menor aumento (de tarja vermelha).

6 Mineralogia Óptica, Nardy, A.J.R ; práticas, PI, pag Esquema 1: Focalize o ponto de intersecção entre as duas retas e posicione-a no ponto de cruzamento dos retículos do microscópio. o 360 Vamos medir o ângulo agudo entre as retas vermelha (cheia) e azul (tracejada). Gire a platina de modo que uma das retas sobreponha-se a um dos retículos. Anote o valor em graus e volte à posição original (no caso do exemplo, foi escolhido o retículo N-S e a reta azul ou tracejada da lâmina) valor lido= 360 o o Esquema 2: Gire a platina e faça coincidir com o mesmo retículo a outra reta (no caso do exemplo a reta vermelha ou cheia) o valor medido na platina foi 20 o Subtraia um valor do outro. Como na segunda rotação giramos para o lado oposto ao da graduação da platina, é necessário subtrair 360 o do valor obtido assim: = 340 º O ângulo agudo entre as duas retas do exemplo é: o = 20 o Por conseqüência o ângulo obtuso será: 180 o 20 o = 160 o

7 Mineralogia Óptica, Nardy, A.J.R ; práticas, PI, pag.7 Repita o processo acima. Pegue uma lâmina de vidro e trace duas retas com um ângulo qualquer. Faça suas leituras e preencha as figuras abaixo a exemplo dos esquemas acima. Ângulo agudo entre as retas é: graus Ângulo obtuso entre as retas é: graus Nardy, março de 2007.