Colores de polarización

Cuándo una sección delgada o grano de un mineral se observa a través de nicoles cruzados, o polarizadores cruzados, aparece generalmente coloreada (a menos que sea isotropa o que su propio color sea tan fuerte que oculte los colores de polarización).

Los colores de polarización se producen de la siguiente manera: La luz blanca que sale del polarizador y que atraviesa el mineral se descompone en una luz que vibra en dos direcciones perpendiculares, el rayo ordinario y el rayo extraordinario (direcciones de vibración). Una vez que pasa a través del mineral un rayo sufrirá un retraso relativo respecto al otro. Cuando estos dos rayos llegan al analizador se reúnen nuevamente a un plano único. Los rayos combinados se interfieren entre sí, con la eliminación de ciertas frecuencias y con el refuerzo de otras, y como resultado, la aparición de luz coloreada. El color producido es en función de la diferencia del índice de refraccción (IR) de las dos direcciones de vibración de la lámina mineral (la birrefringencia) y del espesor de la lámina, siendo el retardo, Δ = (IR_max -IR_min) X espesor en micras. De aquí la importancia que tiene en un trabajo óptico correcto el controlar el espesor de la lámina a 30 μ.

Si se examina una lámina de mineral en forma de cuña (p. ej.; cuarzo) bajo polarizadores cruzados, se ve una distribución de colores de polarización, conocida como escala de Newton. Esta escala está dividida en órdenes, y cada banda roja marca el final de un orden particular. Sobre el tercer orden los colores son claros e indefinidos; y sobre el quinto son los descritos como blancos de orden alto. Cada color corresponde a un retardo total partiular, y de aquí que pueda obtenerse por identificación del color visto en un mineral, y conociendo el espesor de la lámina, un valor para la birrefringencia. Del mismo modo, a partir de un mineral conocido puede calcularse el espesor de la sección. Los minerales isótropos no presentan colores de interferencia, i.e. son negros entre nicoles cruzados. Esto ocurre porque no hay diferencia de velocidad entre cualquiera de las dos direcciones de vibración en la sección; por tanto, no hay retardo y todas las frecuencias se anulan. Tampoco producen retardo relativo las secciones perpendiculares a los ejes ópticos en minerales tetragonales, trigonales y hexagonales, presentando también un comportamiento isótropo. Todas las demás secciones originan extinción cuando giran entre los nicoles cruzados. La macla (cristal maclado) puede llegar a ser aparente en estas circunstancias, puesto que una unidad de macla está en extinción cuando la otra unidad está en máxima iluminación.