Лучепреломление слюды

Кристаллы слюды являются оптически двуосными. Оптической осью называется такое направление в кристалле, по которому световые волны распространяются без двойного лучепреломления, т.е. скорость их в этом направлении не зависит от ориентации колебаний светового вектора вокруг луча. Таких направлений в кристалле мусковита два. Угол между оптическими осями 2 V≈400; у флогопитов же он всего несколько градусов, и поэтому флогопиты почти одноосны, с осевым направлением, близким к нормали плоскости спайности.

Представление об изменении показателя преломления с направлением дает так называемая оптическая индикатриса – вспомогательная поверхность показателей преломления в кристалле.

Оптическая индикатриса представлена на рисунке. Индикатриса представляется трехосным эллипсоидом с осями ng, nm, np, причем показатели преломления ng > nm > np. В общем случае, в любом направлении, кроме осевых, в кристалле распространяются две световые волны. (луча) с показателями преломления ngи np, являющимися полуосями эллипса в сечении индикатрисы плоскостью, нормальной к лучу волны. Очевидно, при распространении в направлении np световая волна распадается на две волны с показателями преломления ng, nm, а в направлении n m с показателями ng и np. Каждая из этих волн преломляется при распространении в кристалле по-разному (двойное лучепреломление).

Оптические константы слюд

(по данным ВИМСа)

Вид слюды

ng

nm

np

Двойное лучепреломление ng-np

Угол 2V между оптическими осями, град

Мусковит мамский

1,613 ÷ 1,596

1,607 ÷ 1,596

1,569 ÷ 1,561

0,038 ÷ 0,045

37 ÷ 43

Флогопит слюдянский

1,616 ÷ 1,584

 

1,576 ÷ 1,552

0,035 ÷ 0,045

6 ÷ 18

Флогопит алданский

1,601 ÷ 1,591

 

1,558 ÷ 1,552

0,038 ÷ 0,043

3 ÷ 8

Флогопит памирский

1,588 ÷ 1,584

 

1,553 ÷ 1,546

0,035 ÷ 0,038

5 ÷ 7

Разность ng-np выражает наибольшее двупреломление и принимается за его меру.

Плоскость оптических осей у мусковитов перпендикулярна оси nm индикатрисы, а у флогопитов совпадает с ней.

Вариации в оптических константах обусловлены колебаниями в химическом составе слюд. Показатели преломления слюд растут с повышением содержания в них железа, а угол оптических осей уменьшается, но строгой связи этих величин не наблюдается.

ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ О СЛЮДЕ

В XVIII веке на ежегодных Иркутских ярмарках слюда занимала важное место наравне с традиционными сибирскими товарами — пушниной, кожей, серебром. Здесь она закупалась российскими купцами и вывозилась в Москву.
Химический состав состав слюды доходит до 40 элементов. При этом резкие колебания в химическом составе наблюдаются даже в слюдах одного месторождения и, нередко, одного кристалла.
Мусковит — стратегическое сырье, применяется в 22 направлениях, «от косметики до космоса». 
За точку отсчета слюдяного промысла в Мамско­-Чуйском районе принято считать август 1689 года, когда Якутский воевода Зиновьев выдал казаку Афанасию Пущину  «Наказную память», которой он обязывался «...сыскать и промыслить по Витиму реке слюды...»
Один из крупнейших в истории кристаллов мусковита был найден в Канаде. Его размер составил 1,95х2,85х0,6 м и весил он около 7 тонн.
Пластины слюды широко используются и как материал для дизайна. Так, слюда используется для каминных экранов, создавая декоративный эффект и одновременно защищая от воздействия высоких температур.
В древнем индейском городе Теотиуакан в Мексике обнаружено странное сооружение, названное «Слюдяной храм». Подобных сооружений не обнаружено больше нигде в мире. Его уникальность заключается в том, что строение сверху прикрывает двойной слой слюды­ мусковита, назначение которого до сих пор неизвестно.
Термостойкость мусковита, т. е. температура, при которой он сохраняет свои свойства, достигает 700 градусов Цельсия. Для сравнения, температура плавления алюминия составляет 660 градусов, свинца — 327, серебра — 962.
Вторая половина XVIII ознаменовалась успехами в производстве стекла, снижением его цены. Это привело к падения спроса на слюду, сокращению ее добычи. Однако, иллюминаторы боевых кораблей продолжали делать из слюды, т. к. стеклянные не выдерживали залпов орудий.
Слюда является одним из наиболее распространенных минералов земной коры. В обычных горных породах она встречается в виде мельчайших чешуек. Промышленные же месторождения, где кристаллы достигают крупных размеров, чрезвычайно редки.
В соответствии со спектральной классификацией астероидов выделяют довольно редкий тип углеродных астероидов класса G. Считается, что эти астероиды в основном сложены из низкотемпературных гидратированных силикатов, таких как слюда и глина с примесью углерода или органических соединений.
В середине XVII века цена листовой слюды варьировалась от 20 до 50 копеек за лист. Для сравнения, иностранные купцы того времени платили за 1000 белок 16 рублей, за пуд черной икры — 1 рубль.
В годы Великой Отечественной войны потребность в высококачественной слюде, используемой в оборонной промышленности, резко увеличилась. Слюда была в остром дефиците: Карельские месторождения были захвачены врагом, Бирюсинское истощилось. Вся добыча мусковита велась только на Мамско­-Чуйском месторождении.
Слюда мусковит прозрачна, имеет стеклянный блеск. Флогопит, как правило, темная слюда, просвечивающая лишь в тонких листах.
Во времена Петра I существовал большой спрос на слюду («московское стекло») со стороны Западной Европы и Америки, используемую для иллюминаторов боевых кораблей, который удовлетворялся, в основном, за счет Мамской слюды.
Слюда относится к электроизоляционным материалам высшего класса нагревостойкости: при нагреве до нескольких сот градусов она сохраняет свои электрические свойства.
Ни древние греки, ни римляне не были знакомы со слюдой. В ученых трактатах Западной Европы стали называть слюду «Витрум Московитикум», т. е. стекло Московии. Позднее название упростилось, стало короче ­ «московит» и, наконец, в минералогии укрепилось как «мусковит»
Если в бетон добавить слюду, это резко повысит его прочность, при этом снизится тепло­- и звукопроводность.
Впервые синтетическая слюда, фторфлогопит, была получена российским ученым К.Д. Хрущевым в 1887 году. Искусственная слюда почти прозрачна и по ряду характеристик превосходит природную.
Слюда мусковит обладает высокой химической стойкостью. Соляная кислота его не разлагает при нагревании до 300 градусов Цельсия. Он также не восприимчив к щелочам.
Слюда, обладая высокими диэлектрическими свойствами, значительной термостойкостью, способностью расщепляться на тончайшие листы, является непревзойденным электроизоляционным материалом, широко применяемым в радиотехнике.
Выход готовых изделий из листовой слюды от добытого сырья составляет в среднем 8,25%. Это обуславливает достаточно высокую цену на изделия и их дефицит.
В России начала XXI века сложилась парадоксальная ситуация: держава, обладающая огромными ресурсами слюды, вынуждена покупать ее за границей, т. к. собственная добыча практически не ведется. История циклична: абсолютно идентичная ситуация наблюдалась в начале прошлого столетия.
Слово «слюда» («слуда») ­ исконно русское. Смысл выражения «слудиться» издревле означал ­«слоиться». Впервые слово «слуда» упоминается в «Остромировом евангелии» (1057 г.)
Название разновидности слюды «вермикулит» произошло от латинского слова «червячок», т. к. при нагревании он образует длинные червеобразные столбики и жгуты.