Все о минерале кварц.

Показатель преломления кварца, как и его удельный вес. весьма постоянен. Для натриевого света (589,3 нм) при комнатной температуре установлены следующие значения: 1,5533 для необыкновенного луча и 1,5442-для обыкновенного. При тех же условиях двупреломление было равно 0,0091. В камнях, которые обладают двупреломлением, обыкновенному лучу соответствует величина показателя преломления, остающаяся неизменной. Переменный показатель преломлеггия наблюдается для необыкновенного луча. При исследовании кварца на рефрактометре край подвижной шторки (соответствующий необыкновенному лучу) оказывается в положении с более высокими значениями показателя преломления, чем неподвижный край. Поэтому кварц относится к классу оптически положительных минералов (если минерал оптически отрицателен, подвижный край занял бы положение с меньшей величиной показателя преломления по сравнению с неподвижным краем). Поскольку кварц относится к тригональной сингонии, в кристаллах которой имеется одна оптическая ось (направление одинакового преломления), его можно назвать одноосным положительным минералом. Двупреломление кварца снижается по мере увеличения длины волны, и об этом следует помнить при пользовании стандартным рефрактометром, калиброванным для натриевого света. Двупреломление уменьшается, хотя и в меньшей степени, по мере повышения температуры вплоть до 573 °С; в этой точке наблюдается скачок (при этой температуре кварц испытывает переход в другую модификацию). Слабое двупреломление наблюдается также в направлении оптической оси, но оно не играет существенной роли при оптическом исследовании.

Бесцветные и окрашенные разновидности кварца несколько различаются по показателю преломления, значения которого для дымчатого кварца ниже, чем для горного хрусталя. По-видимому, показатели преломления снижаются по мере увеличения густоты окраски; при уничтожении дымчатости при нагревании (напомним, что этот эффект связан с центрами окраски) показатели преломления повышаются. Сообщалось даже о различии показателей преломления для правого и левого кварца (показатель правого кварца выше в пятом десятичном знаке после запятой).

Вуд и Нассау (Wood, Nassau, 1968) исследовали плоскопараллельные пластинки, помещавшиеся перпендикулярно к падающему пучку. При такой схеме не происходило преломления и путь луча не претерпевал каких-либо геометрических изменений. Это-идеальный метод, однако совершенно ясно, что ограненные камни исследовать таким способом сложнее. В этом случае показатель преломления неодинаков для разных длин волн падающего луча вследствие дисперсии, и поэтому геометрия прохождения луча также непостоянна и непрерывно изменяется в зависимости от длины волны. Нельзя быть уверенным, что пути прямого и прошедшего через ограненный камень лучей останутся симметричными.

Кроме того, после прохождения через камень лишь небольшая часть общего количества излучения окажется зарегистрированной детектором. Цеччини (Zecchini, 1979) рассматривал взаимно противоположное действие преломления и дисперсии на регистрируемый инфракрасный спектр. Для исследования ограненных кристаллов кварца он применял открытую кювету с постоянной длиной пути луча, заполненную CCL4, выполняющим роль иммерсионной жидкости. При длине волны 589 нм четырехлористый углерод имеет показатель преломления 1,4607. Некоторое неудобство использования содержащих галогены углеводородов, подобных СС14, заключается в опасности повреждения зеркал гидридами галогенов. Линд и Шмецер предпочитали пользоваться жидким парафином, который не содержит галогенов и не имеет линий поглощения в области 3800-3000 см1. Его показатель преломления составляет 1480-1484. Поскольку прозрачность парафина низка, была сделана специальная кювета с переменной длиной пути луча. В качестве материала окон применялся бромистый калий.

Если взять пластинку, вырезанную таким образом, что ее широкие плоские поверхности перпендикулярны любой из электрических осей, например Х3, то механические напряжения, приложенные вдоль оси У,, вызовут электрические заряды на плоских поверхностях пластинки. И наоборот, если эту поверхность зарядить электрически, можно обнаружить в пластинке механическое напряжение вдоль оси У.

Пластинка, вырезанная из кварцевой заготовки в направлении, называется срезом Кюри. Если поместить пластинку между двумя металлическими электродами, прижатыми к ее плоскостям, и приложить к электродам переменное электрическое напряжение, кристалл начнет испытывать механические колебания. В случае совпадения частоты переменного напряжения с собственным периодом механических колебаний кварцевой пластинки (этот период зависит от ее размеров) амплитуда колебаний резко возрастает. Этим пользуются при изготовлении электрических устройств для точного задания частоты колебаний в том или ином устройстве.

Именно этот принцип используется в кварцевых часах, что и привело к столь бурному развитию работ по синтезу кварца. Сдвойникованные кристаллы непригодны для пьезоэлектрических целей, поэтому возникает необходимость в получении несдвойникованного материала искусственным путем.