Mineralogia Óptica.html

O índice de refração:

Quando a luz passa de um meio para outro, sua velocidade aumenta ou diminui devido as diferenças das estruturas atômicas das duas substâncias, ou de suas densidades ópticas ou índices de refração.
O índice de refração absoluto de um meio pode ser obtido experimentalmente e é dado pela relação:

(1)

onde: c= velocidade da luz na vácuo e  v= velocidade da luz para um comprimento de onda específico num certo meio

O índice de refração da luz no vácuo é considerado arbitrariamente como sendo igual a 1, que é praticamente aquele obtido para o ar: 1,00029 (temperatura de 15o C e 1 atm de pressão). De fato, tratamos o índice de refração de um mineral de forma relativa, comparando-o com o do vácuo (ou ar), ou seja, quantas vezes o seu índice de refração é maior do que aquele do vácuo, e portanto uma grandeza adimensional, que é derivado da expressão:

(2)

Da expressão (2), nota-se que o índice de refração de um mineral é inversamente proporcional a velocidade de propagação da luz em seu interior, ou quanto mais denso opticamente for o mineral, menor será a velocidade de propagação da luz.
De fato, a densidade óptica, ou índice de refração do mineral é diretamente proporcional a sua densidade, obedecendo a seguinte relação:

n -1= Kr

onde: n= índice de refração do mineral, K= uma constante, r = densidade do mineral.

Ainda podemos relacionar o índice de refração, a velocidade de propagação e o comprimento da onda da luz:

 (3)

Determinações precisas do índice de refração, empregam fontes de luz fortemente monocromáticas, no caso lâmpadas com filamento de sódio l = 589 mm . Por outro lado, emprega-se também de forma rotineira, fontes policromáticas, como é o caso do microscópio petrográfico, onde procura-se reconstituir a luz branca utilizando-se de filtros específicos para que sejam preservadas as cores naturais dos minerais. Veja na figura abaixo, como varia o índice de refração de uma placa de vidro borossilicato em função da variação dos comprimentos de onda (l) dos raios de luz que a atravessam.


Diagrama que mostra a variação dos índices de refração em função dos diferentes comprimentos de onda. (em m
m ) F, E, D e C, correspondem às linhas de absorção de Fraunhofer (1814).

Por convenção, em óptica cristalina, os índices de refração dos minerais são reportados para um comprimento de onda específico, l = 589 mm (ou 5890 Å ) que corresponde a uma das linhas de absorção de Fraunhofer (1814) para a luz solar – nD (linha D na figura ). Além disso, este comprimento de onda (D) corresponde a luz emitida pelo sódio que também é o valor médio do espectro da luz visível. Com isso, e no caso do exemplo apresentado na Figura acima, o índice de refração da placa de vidro seria 1,523.
O mesmo diagrama, mostra também a dependência do índice de refração de substâncias cristalinas com a variação da temperatura. A Tabela abaixo, mostra os índices de refração de algumas substâncias comuns, à 20o C:

Substância Índice de refração (n)
água 1,333
álcool etílico (anidro) 1,362
acetona 1,357
querosene 1,448
Nujol (óleo laxante) 1,477
Bálsamo do Canadá 1,537

Os índices de refração dos minerais não opacos mais comuns variam entre 1,326 (vilaunita) até 2,415 (goetita). Cerca de 56% deles, situam-se entre 1,475 e 1,700 (Fleischer et al., 1984). Portanto, é plausível utilizar-se de um meio de imersão em análises ópticas como o Bálsamo do Canadá, uma vez que seu índice de refração é igual a 1,537, ou seja, próximo ao ponto médio deste intervalo.

voltar para o item anterior   voltar para o índice de mineralogia óptica.html   ir para o item seguinte