Menu

Глава 4. Рудный микроскоп

ГЛАВА 4. РУДНЫЙ МИКРОСКОП: ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА, НАСТРОЙКА, ПРИЕМЫ РАБОТЫ

 

 

Главной особенностью рудных микроскопов является приставка опак-иллюминатор (рис. 11), крепящийся непосредственно к основанию тубуса микроскопов типа МИН-9 и «ПОЛАМ» или встроенных в тубусодержатель («Аmplival»). Опак-иллюминатор позволяет преобразовать свет от источника освещения в падающий перпендикулярно поверхности аншлифа пучок света и направить его отраженную часть в окуляр микроскопа.

[image] 

 

Рис.11. Устройство опак-иллюминатора ОИ-12 к микроскопам типа МИН-9: 
3 – стеклянная пластинка – светофильтр; 15 – патрон лампы осветителя; 16 – винт для центрировки нити лампочки; 17 – винт для закрепления патрона; 18 – левая часть осветителя; 19 – правая часть осветителя; 20 – заслонка; 21 – гильза; 22 – зажимный барашек во фланце оправы поляризатора; 23 – рукоятка поворота поляризатора на 45º; 
24 – корпус отражателя; 25 – винт для зажима осветителя; 26 – рукоятка полевой диафрагмы; 28 – опорная втулка; 29 – рукоятка включения в ход лучей призмы или отражательной пластинки; 30 – щипцовое устройство

 

Преобразование света происходит благодаря специальной оптической системе. Она состоит из фокусирующих линз, поляризатора, анализатора, объектива и окуляра (рис 12). Источником света служит лампа накаливания, находящаяся в торце опак-иллюминатора. Свет от лампы проходит систему фокусирующих линз и поляризатор. На пути светового пучка установлены фильтр и две диафрагмы: апертурная и полевая. Аншлиф устанавливается на столике микроскопа с помощью специальной пластинки, пластилина и минералогического пресса.

 

[image] 

 

Рис.12. Оптическая схема опак-иллюминатора: 1 – лампа накаливания, 
2 – фокусирующая линза, 3 –стеклянная пластинка-фильтр, 4 – поляризатор, 
5 – апертурная диафрагма, 6 – фокусирующая линза, 7 – полевая диафрагма, 
8 – фокусирующая линза, 9 – полупрозрачная пластинка, 10,14 – преломляющие призмы, 15 –фокусирующие линзы тубуса микроскопа, 41 – фильтр-матовое стекло

 

Минералогический пресс обеспечивает строго горизонтальное положение полированной поверхности аншлифа за счет вдавливания его в пластилин. Световой пучок падает на поверхность минерала, взаимодействует с его кристаллической решеткой, частично поглощается атомами и, отражаясь от поверхности минерала, возвращается в объектив. В объективе отраженный свет через специальную призму направляется в окуляр и в глаз наблюдателя. По ходу светового потока можно включать анализатор и изучать поляризационные свойства минерала. Важными деталями рудного микроскопа являются апертурная и полевая диафрагмы, с помощью которых регулируются освещенность и контрастность изображения

Разрешающая способность. Одной из важнейших характеристик микроскопа является его разрешающая способность, которая ограничена вследствие дифракции световых лучей. Дифракционные явления связаны с отклонением от прямолинейности световых лучей, проходящих около границы непрозрачных экранов, расположенных на пути лучей. Изображение точки вследствие дифракции в оптической системе микроскопа получается всегда не в виде точки, а в форме светового пятна (диска Эри). Следовательно, изображение двух очень близких точек сливается, и только начиная с некоторого определенного расстояния между изображениями точек можно различать темную линию раздела. Это и определяется разрешающей способностью и зависит от апертуры объектива и длины волны света. Дифракция снижает разрешающую способность и, соответственно, четкость изображения.

Увеличение микроскопа. На рис. 13 показан ход лучей, отраженных от полированного шлифа и создающих в плоскости диафрагмы окуляра действительное (обратное и увеличенное) изображение (АБ) некоторого участка (АБ) объекта. Это изображение рассматривается через окуляр, который дает дополнительное увеличение и, действуя как лупа, образует мнимое (обратное и увеличенное) изображение (А’’Б’’) на расстоянии наилучшего видения. Общее увеличение микроскопа (V) определяется как произведение увеличения объектива (Vоб) и увеличения окуляра (Vок):

V = Vоб Vок.

Увеличение объектива выражается формулой:

Vоб = Lтб / fоб,

где Lтб – оптическая длина тубуса, fоб – фокусное расстояние объектива. Наиболее распространенные объективы имеют увеличения от 3× до 90×, а окуляры от 5× до 15×. Таким образом, общее увеличение микроскопа обычно находится в пределах от 15× до 1 350×.

 

[image] 

 

 

Рис.13. Схема расположения

оптических частей микроскопа и хода лучей

Апертура объектива определяется выражением

А = N sin U,

где U – половина угла конического светового пучка, выходящего из точки объекта, находящейся на оптической оси и еще попадающей в объектив; 
N – показатель преломления среды, находящейся между объектом и первой линзой объектива, называемой фронтальной (рис. 14).

Наименьшее расстояние между двумя несамосветящимися объектами в виде точек или линий, еще разрешаемое в микроскопе, определяется приближенной формулой:

d = γ / А + А',

где d – минимальное расстояние между двумя деталями объекта; γ – длина волны падающего света; А – апертура объектива и А΄ – апертура осветительной системы микроскопа.

 

[image] 

 

Рис. 14. Апертура объектива

 

Чем меньшая деталь объекта может быть воспроизведена (разрешена), тем больше разрешающая способность данной оптической системы. Подставляя в эту формулу конкретные значения γ и А, легко вычислить предельно малые размеры деталей структуры, которые могут быть различимы под микроскопом. Если, например, разрешающая способность слабого объектива с апертурой 0,1 в зеленой области спектра равна 2,7 мкм, то объектив с апертурой 1,4 дает возможность различать две частицы, находящиеся на расстоянии 0,19 мкм.

Настройка микроскопа. Настройку микроскопа начинают с центрирования нити лампы накаливания. Для этого из тубуса вынимается окуляр и вставляется ирисовая диафрагма с небольшим отверстием, через которое без опасности для глаза рассматривается нить лампы. Чтобы ее было хорошо видно, под объектив устанавливается какой-либо высокоотражающий минерал (пирит) или зеркало. На нем должно быть отчетливо видно круглое пятно от падающего из объектива света. Четкое изображение нити лампы в поле зрения регулируется движением ламподержателя в горизонтальном направлении, при помощи винта, находящегося на ламподержателе нить устанавливается по центру поля зрения так, чтобы освещение было равномерным.

У микроскопа Н-9 наводка резкости осуществляется путем подъема (или опускания) тубуса с объективом и окуляром, при этом препарат неподвижен. В других микроскопах столик с препаратом может двигаться.

Одновременно с центрировкой нити лампы регулируется диаметр апертурной диафрагмы, которая находится сразу за фокусирующей линзой в опак-иллюминаторе по ходу луча света от лампы. Апертурная диафрагма открывается специальным винтом, вращая который по часовой стрелке устанавливают открытие на 2/3 поля видимого в отверстии светового потока.

После центрировки лампы и апертурной диафрагмы из тубуса вынимают ирисовую диафрагму и вставляют окуляр с перекрестием нитей. Следующая операция – регулировка полевой диафрагмы. Она расположена в опак-иллюминаторе по ходу луча после апертурной диафрагмы. Полевая диафрагма должна быть отчетливо видна в поле зрения, обычно резкость ее совпадает с резкостью изображения поверхности аншлифа. Вращая винт вокруг оси, открывают диафрагму до границ поля зрения. Если при закрытом положении освещенный участок располагается не по центру поля зрения, необходимо повращать ручкой 29 (рис. 11) стеклянную пластинку вокруг оси или сместить ее в горизонтальном направлении.

После центрировки и настройки лампы накаливания, апертурной 
и полевой диафрагм, производят центрировку объектива. Для этого на винты объектива устанавливают специальные регулировочные винты (из комплекта к микроскопу), с помощью которых добиваются, чтобы изображение в центре поля зрения при вращении предметного столика оставалось строго по центру, совпадающему с окулярным перекрестьем. В зависимости от того, где находится центр вращения поля зрения, его перемещают к центру окулярного перекрестья с помощью центрировочных винтов.

Резкость изображения нитей устанавливается путем вращения диоптрийного механизма на окуляре.

Приемы работы на рудном микроскопе

Приступая к работе на рудном микроскопе, следует выполнять ряд условий:

1. В распоряжении начинающего минералога должен быть следующий набор принадлежностей:

– набор стандартных эталонов;

– пластинка с пластилином;

– две иглы: медная и стальная в оправке из пластмассы или в специальном держателе типа цангового карандаша или головки дрели;

– мягкая фильтровальная бумага;

– полировальный станок или суконная тряпочка на деревянной оправ-ке;

– раствор хромпика.

2. Перед началом работы обязательна проверка освещения и центрировки микроскопа, зачистка поверхности аншлифа.

3. Минеральный состав руды любого месторождения должен исследоваться по определенной стандартной методике.

4. Для того чтобы не пропустить в образце никакие выделения минеральных фаз, следует использовать для просмотра препаратоводители типа СТ-11 или СТ-12 и другие, с помощью которых вся поверхность аншлифа последовательно осматривается путем перемещения в поле зрения на шаг, соответствующий диаметру поля зрения объектива. Полосы просмотра должны перекрывать одна другую. Осмотр аншлифа следует производить при средних увеличениях (объективы 9× или 21×).

Подготовка минералов для микрозондового и рентгеновского анализа

Микрозондовый химический анализ минералов производится на специальных приборах. Минералы для анализа выбирают в аншлифе.

1) Аншлиф для микрозондового анализа должен иметь высокое качество полированной поверхности. В нем выбирают место для анализа.

2) Если минерал, выбранный для анализа, находится в аншлифе, то место его расположения отмечают кружочком, прочерченным алмазной иглой.

3) Если минерал выбран из порошка какой-либо пробы, например под бинокулярной лупой, то его сначала запечатывают в эпоксидный клей или другую твердеющую массу и полируют. В связующий материал рекомендуется добавить 1/3 проводящего металлического порошка меди, никеля или угля.

4) Из аншлифа или искусственно приготовленного препарата вырезают шайбу диаметром не более 14 мм и толщиной не более 5 мм.

5) Место анализа фотографируют и на отпечатанной фотографии точно указывают точки анализа.

Минимальный размер анализируемого зерна для микрозондового рентгеноспектрального анализа должен быть не менее 5 мкм (0,005 мм), для качественного определения состава размер зерна должен быть не менее 20–30 мкм.

 

Подготовка образца для рентгеновского анализа

Для изучения кристаллической структуры минерала также сначала выбирают зерно в аншлифе, а из аншлифа отбирается под микроскопом микроколичество порошка. Для этого выполняют ряд следующих операций:

а) минерал устанавливается в поле зрения, выбирается достаточно крупное зерно (не менее 0,5 мм);

б) на поверхность под микроскопом наносится капелька чистого резинового клея;

в) в поле зрения вводится стальная игла и с ее помощью под слоем резинового клея выковыривается частичка минерала, при этом игла должна быть направлена на минерал как можно круче (рис. 15);

 

[image] 

 

Рис.15. Положение острия иглы относительно поверхности аншлифа при царапании или получении порошка: 
а – правильное, б – неправильное 

г) полученный порошок закатывается в клей, шарик помещается в пакет и передается в рентгеновскую лабораторию.

Оставьте свой комментарий

Оставить комментарий от имени гостя

0
  • Комментарии не найдены

Последние материалы

Заключение (Грунты)

При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8...

25-08-2013 Просмотров:2585 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов...

25-08-2013 Просмотров:5198 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем...

25-08-2013 Просмотров:2465 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Еще материалы

Заключительный этап полевых работ

Увязочные маршруты Во время полевого периода должно быть выделено время на повторные (проверочные или заверочные) и увязочные маршруты. Естественно, что в первой половине полевых работ выявляются основы геологии района, и...

14-10-2010 Просмотров:5426 Геологическое картирование, структурная геология

Технології глушіння свердловин

Рідину глушіння готують біля свердловини або централізовано. Ланка з глушіння виконує наливання, зливання, транспортування рідин для глушіння, їх закачування, збирання і розбирання нагнітальних ліній для глушіння, збирання і розбирання викидних ліній...

19-09-2011 Просмотров:3947 Підземний ремонт свердловин

Виды коммуникаций и способы их прокладки

Устройство коммуникаций на площадках реконструируемых предприятий— дорогостоящий и трудоемкий процесс. Стоимость инженерных сетей по ориентировочным данным составляет 10—15 % всей стоимости строительно-монтажных работ. На площадках промышленных предприятий...

31-07-2009 Просмотров:14257 Реконструкция промышленных предприятий.