Meteorieten onder de polaisatiemicroscoop
Vooreerst, het belangrijkste verschil tussen een petrografische ( polarisatie) microscoop en de gewone standaard microscoop is dat het licht dat door het specimen valt, is gepolariseerd.
Om het licht te polariseren zit er tussen de lichtbron en het specimen een polarisatie filter (de polarisator). Deze laat alleen lichtgolven door in één bepaalde richting. Ongepolariseerd lichtgolven komen willekeurig in alle richtingen loodrecht op de voortplantingsrichting van het licht.
Boven het specimen zit een tweede filter, de analysator. Beide (polarisatie)filters staan haaks tegenover elkaar. Hierdoor kan er geen licht meer door vallen. Aanvankelijk is het beeld dus zwart.
Plaats je vervolgens een slijpplaatje tussen de beide filters, dan verandert de polarisatie van het licht (golfrichting). Afhankelijk door de mineralensamenstelling van het gesteente waar de meteoriet uit bestaat.
Met het blote oog is daar meestal niets van te zien. Dit wordt zichtbaar als een verkleuring van het mineraal in een van de kleuren van de regenboog. De verandering in polarisatie is het gevolg van het kristalrooster van de mineralen. De dikte van het slijpplaatje beïnvloedt de mate van polarisatie (dubbelbreking) en is daarom gestandaardiseerd op 30-50 μm. Verder bepaalt de hoek waaronder het gepolariseerde licht door het kristalrooster valt ook de mate van polarisatie.
De microscoop is hiervoor uitgerust met een draaibare objecttafel waarmee je het slijpplaatje ten opzichte van de twee filters draait. Hierdoor veranderen de mineralen in het slijpplaatje van kleur. We hebben dan te maken met het verschijnsel pleochroïsme. Pleochroïsme een eigenschap die helpt in de determinatie van het gesteente.
Ten slotte: In de handboeken vindt men de pleochroïtische eigenschappen van de verschillende mineralen en vaak kan het waarnemen hiervan al een aanwijzing zijn met welk mineraal we te maken hebben.
Polarisatiemicroscopen worden gebruikt in een groot aantal verschillende wetenschappelijke onderzoeken. Enkele van deze voorbeelden zijn: geologie, farmacie, petrologie, chemie, mineralogie, toxicologie, geneeskunde, forensische geneeskunde, de pulp- en papierindustrie, om luchtverontreiniging te bestuderen en om keramiek te evalueren. Gepolariseerde microscopen werken met gepolariseerd licht en alle lenzen in de microscoop moeten “spanningsvrij” zijn.
Polarisatiemicroscopen hebben over het algemeen twee opties voor de lichtbron: ze hebben ofwel alleen licht doorgelaten, ofwel zowel gereflecteerd als doorgelaten licht.
Wat zie je onder de microscoop
Je denkt dat de kleur bepaald wordt door een mineraal, maar helaas is het in werkelijkheid complexer.
Voor het bepalen van een mineraal moet je toch al een zevental stappen doorlopen worden en de uitkomst daarvan bepaald welk mineraal het is. Op Aarde komen ongeveer 5000 mineralen voor terwijl er in meteorieten maar een kleine 200 aangetroffen worden, waarvan er 190 uiterst zeldzaam zijn. Een wetenschapper van meteorieten heeft het dus veel makkelijker dan zijn aardse collega
Wil je zelf op onderzoek gaan
Een petrologische microscoop een pré. De prijzen daarvan zijn vergelijkbaar met die een telescoop, variërend van enkele honderden euro’s tot ver in de duizenden.
Het zelf maken van slijpplaatjes vergt veel ervaring en oefening, maar ze kunnen ook via internet worden gevonden en worden aangekocht.
Afhankelijk van de meteorietsoort zijn ze al verkrijgbaar vanaf 50 euro, maar de prijzen kunnen al snel oplopen naar €500, naargelang de zeldzaamheid.
Interferentiekleuren volgens Michel Levy
Bij anisotrope mineralen zijn, bij ingeschakelde polarisatiefilters, een of meer interferentiekleuren te zien. IF-kleuren zijn afhankelijk van:
1. de dikte van de mineraalkorrel
2. het verschil in brekingsindices van het mineraal.
Deze twee factoren samen bepalen het zg. gangverschil (uitgedrukt in nanometers). Daarnaast is de ligging van de mineraalkorrel ten opzichte van zijn kristallografische richtingen van belang.
Door interferentie (wisselwerking) van de brekingsindices van
een dubbelbrekend mineraal wordt een bepaald golfbereik van het zichtbare licht, bijvoorbeeld groen, uitgeschakeld.
De overblijvende golven van dit “verarmde” kleurenspectrum
vertonen een karakteristieke mengkleur: de interferentiekleur.
Bij de maximale dubbelbreking van kwarts met een dikte van
0.06 mm (60 |im) zal deze kleur het rood van de 1e
orde zijn (zie de Michel Lévy-kleurenkaart).
Met toenemend gangverschil ontstaat een kenmerkende volgorde van interferentiekleuren, die samen het interferentiespectrum vormen. Deze volgorde is:
zwart grijs wit geel oranje rood (Orde I)
violet blauw groen geel oranjerood (Orde II)
roodviolet blauw groen geel oranjerood (Orde III)
In de volgende orden worden rose en groen herhaald in steeds blekere tinten; deze vertonen uiteindelijk een diffuse, egale, lichte kleur: het “wit hogere orden”.
Orde II heeft de meest sprankelende kleuren.
Een mineraal dat een dunne rand heeft en dik is in het midden –het voorbeeld is weer kwarts – zal naar binnen toe concentrische ringen van lage naar hoge IF-kleuren vertonen: de kleuren van de “kwartswig”. Bij zg. anomale kleuren komen in plaats van de lage IF-kleuren grijswit en lichtgeel andere tinten voor: bij klinozoisiet bv. porseleinblauw en vuilgeel bij het omslagpunt.
Interferentiekleuren zijn dus niet de “kleuren van de regenboog”. De regenboogkleuren vormen samen het spectrum van het zichtbare licht. Het zichtbare (witte) licht kan, bijvoorbeeld in een prisma, uiteenvallen in de kleuren –
violet indigo blauw groen geel oranje rood-.
