Introducción a la mineralogía óptica por Nesse

APUNTES DE MINERALOGIA OPTICA
OPTICAL MINERALOGY
WILLIAM D. NESSE
2 EDICION - 1991
OXFORD UNIVERSITY PRESS

1. LA LUZ
Naturaleza de la Luz
Forma de energía que se transmite de un lugar a otro y que puede ser detectada por el ojo. Puede ser
tratada por teorías de particulas y de ondas. En el primer caso, la luz es compuesta por particulas
subatómicas (fotones: microparticulas con masanula). En átomos exitados, una cantidad de energía es
liberada en forma de fotón cuando aquellos electrones externos, forzados a un nivel energético mayor,
vuelven a su nivel energético normal. Según la teoría de ondas, la luz es una forma de energía radiante que
viaja como onda de un lugar a otro. Las ondas o radiación electromagnética tienen propiedades eléctricas
y magnéticas. La luz es unapequeña parte parte del espectro de radiación contínuo que va desde rayos
cósmicos ( λ del orden de 10-4,-8 nm) a ondas de radio y eléctricas largas ( λ del orden de 1014,18 nm). (1nm
= 10-7 cm). La luz comprende el espectro de longitudes de onas que va desde 400 nm (violeta) a 700 nm
(rojo). La mecánica cuántica ha reconciliado ambas teorías. Desde ahora en adelante la luz es tratada
como unaradiación electromagnética ya que la teoría de ondas describe muy bien los fenómenos de
polarización, reflexión, refracción e interferencia.
Radiación Electromagnética
Consiste en vectores eléctricos y magnéticos que vibran en ángulo recto a la dirección de propagación de
la luz. Para la óptica mineral sólo es considerada la vibración del vector eléctrico (VE), siendo por ello
equivalenteslas direcciones de vibración de la luz y del VE (transversal y perpendicular a la dirección de
propagación). Lo que afecta el comportamineto de la luz es la interacción de VE con el caracter eléctrico
de los átomos y enlaces químicos en los minerales. La radiación electromagnética es análoga a las ondas
de agua y onda sísmica S. La eneregía es propagada a través del material, pero las partículasde agua o
tierra se mueven de un lado a otro mientras la onda pasa.
Una onda de luz esta descrita por velocidad, longitud de onda y frecuencia (f=V/ λ; hertz/ciclos por
segundo; f = cte sin importar el material por el que atraviese). Si la velocidad cambia entonces la longitud
de onda también varía.
Ondas en masse y otros términos. Frente de onda, es la superficie formada por puntos similaresen ondas
adyacentes; Normal de onda, es la dirección de movimiento de la onda; Rayo de luz, es la dirección de
propagación de energía lumínica. En material isótropo, donde la velocidad de la luz es la misma en todas
las direcciones, el rayo de luz corresponde a la normal de onda. En material anisótropo, donde la
velocidad de la luz es diferente en distintas direcciones, la dirección de normalde onda y del rayo de luz
no son paralelas.

Fase
Si dos ondas vibran en un mismo plano y viajan con la misma trayectoria, ellas se interferirán. La
distancia que una onda lleva detrás la otra se llama retardo (Δ). Cuando el retardo es un número entero de
longitud de onda, ambas ondas están en fase y se interfieren constructivamente. La onda resultante es la
suma de las dos. Si el retardono es un múmero entero de logitudes de onda, las dos ondas estarían fuera
de fase y la interferencia de ambas será destructiva. Cuando existe un retardo intermedio, la luz esta
parcialmente en fase (o fuera de fase). Notar que en en figura ambos rayos vibran en el mismo plano, por
lo que si estan es fase se interfieren constructivamente.
Si ambas ondas vibran con cierto ángulo entre ellas, lasuma de vectores determinará una dirección de
vibración resultante.
Percepción del color
El ojo humano puede discriminar diferentes longitudes de onda de la luz. La luz es percibida, desde 700
nm a 400 nm, como rojo, naranjo, amarillo, verde, azul, violeta, respectivamente. La convención es
identificar los diferentes colores con sus longitudes de onda, por ello no se referirá a la...