El microscopio petrográfico
Descripción de minerales bajo el microscopio petrográficoPara descrbir un mineral correctamente, en su estudio microscópico, se ha de observar:
FORMA Y ASPECTO DE LOS MINERALESDebe distinguirse entre:
Cristales idiomorfos (o automorfos): tienen límites rectilíneos que corresponden a caras del cristal.
Cristales alotriomorfos (o xenomorfos): carecen de límites rectilíneos netos.
Cristales subidiomorfos (o subautomorfos): tienen algunos límites rectilíneos y otros curvos no asimilables a una cara cristalina recta bien definida.
COLOR Y PLEOCROISMOCuando hablamos de minerales transparentes a la luz (los minerales opacos siempre se observarán negros), la mayor parte de los minerales, aunque coloreados en muestra de mano, son incoloros al microscopio. Sin embargo, algunos minerales presentan colores característicos (por ejemplo, el color pardo de la biotita).
El pleocroismo es el fenómeno de variación de color en función de la orientación del cristal respecto a la incidencia de la luz. Es un criterio de reconocimiento muy útil para algunos minerales (por ejemplo, biotita y turmalina).
 | Pleocroismo en biotita | 78 Kb |
EXFOLIACIÓNAlgunos minerales se fragmentan, o exfolian, según unos planos determinados definidos por su estructura. Entre estos planos de exfoliación existen enlaces atómicos más débiles que en el resto de la estructura.
Así, los criterios de determinación de minerales son tanto la presencia (por ejemplo, moscovita y biotita), o ausencia de éstos (por ejemplo, cuarzo), como los ángulos formados entre los diferentes planos de exfoliación, si éstos existieran (por ejemplo, de 87º en piroxenos y de 124º en anfíboles).
RELIEVE BIRREFRINGENCIA-COLOR DE INTERFERENCIA | Colores de interferencia altos en moscovita | 122 Kb | 241 Kb |
| Colores de interferencia bajos en cuarzo | 100 Kb | 197 Kb |
ÁNGULOS DE EXTINCIÓNEl ángulo de extinción de un cristal es el ángulo formado entre la posición de extinción y una dirección bien definida de dicho cristal: tiene un valor inferior a 45 º.
MACLAS
Muchos minerales forman maclas. Un cristal con maclas está constituido por individuos (dos o más) de igual especie mineral, cuyas orientaciones cristalográficas están relacionadas con un elemento simple, por ejemplo, con una rotación de 180º en torno a uno de los ejes cristalográficos, o con una reflexión en un plano del cristal.
Cuando la macla se repite varias veces los cristales presentan una macla polisintética o múltiple; en este caso, las láminas o cristales alternos muestran la misma orientación.
| Maclas polisintéticas de plagioclasa | 103 Kb | 204 Kb |
| Maclas de microclina (reja de microclina) | 122 Kb | 241 Kb |
ZONACIÓNLa zonación es el término empleado para describir los cambios composicionales que se producen entre el núcleo y la periferia de un cristal. Puede apreciarse por:
- un cambio en el color de interferencia
- una variación del ángulo de extinción
- cambio del color de absorción
La zonación indica, normalmente, un cambio en la composición del cristal que corresponde al hecho de que el fluido a partir del que se desarrolla el cristal también cambia de composición. Muchos minerales no tienen una composición química fija sino que pertenecen a una serie de solución sólida, cuando el cristal crece, su capa externa no tiene igual composición que la más interna sobre la que se ha desarrollado. Esto conduce a un cambio en sus propiedades ópticas que pueden ser detectadas con facilidad.
Microscopio de luz polarizada
Es un microscopio de campo claro al cual se le adicionan filtros que modifican la luz. También se denomina microscopio petrográfico o metalúrgico por su uso inicial en el estudio de minerales, sin embargo su aplicación se ha extendido al campo de la biología, medicina, química y muchas otras disciplinas. Esta técnica microscópica puede emplear tanto la luz transmitida como la luz incidente (trans-iluminación y epi-iluminación respectivamente).
Comparada con las otras técnicas de incremento de contraste, el uso de la luz polarizada es la más efectiva en el estudio de muestras ricas en materiales birrefringentes, puesto que mejora de manera incomparable la calidad de la imagen.
La luz proveniente de una fuente estándar de iluminación vibra y se propaga en todas las direcciones, pero al pasar por un filtro polarizador las ondas y su campo eléctrico oscilan todos en un mismo plano. El polarizador es un dispositivo que solo deja pasar la luz que vibra en un plano determinado denominado eje de polarización (13) (fig. 6-14).
La luz proveniente de una fuente estándar de iluminación vibra y se propaga en todas las direcciones, pero al pasar por un filtro polarizador las ondas y su campo eléctrico oscilan todos en un mismo plano. El polarizador es un dispositivo que solo deja pasar la luz que vibra en un plano determinado denominado eje de polarización (13) (fig. 6-14).
Figura 6-14.-Esquema que muestra el efecto de filtros polarizadores en un rayo de luz. A la izquierda la luz no polarizada se distribuye en todos los planos, pero al pasar por el primer filtro (horizontal) éste sólo deja pasar las ondas que se propagan en un plano horizontal. Si se interpone un filtro polarizador orientado de manera vertical (rotado 90º en relación al horizontal) la luz polarizada no pasa y se detiene. Tomada de Multimedia Encarta Luz Polarizada (28).
Muchos materiales tienen sus átomos uniformemente distribuidos en las tres direcciones principales del espacio y presentan una máxima simetría (cúbica o regular) o por el contrario, en algunos materiales sus átomos carecen de organización. Los primeros tienen las mismas propiedades ópticas, independientemente de la dirección en que se midan. Cuando la luz atraviesa sustancias con estas características, la velocidad es la misma en todas las direcciones y gracias a ello se denominan isótropos. Por el contrario, los materiales cuya organización cristalina es diferente (hexagonal, trigonal, tetragonal, rómbico, entre otras) poseen sus constituyentes dispuestos de manera asimétrica y varían según la dirección; en consecuencia el comportamiento de las ondas luminosas también en diferente, denominándose anisótropos (101). La estructura interna del espécimen determina su comportamiento isótropo o anisótropo.
Cuando se estudia el comportamiento de la luz al atravesar un espécimen, los materiales anisótropos presentan distintos índices de refracción en relación a la dirección del haz de luz; por el contrario, los materiales isótropos presentan un índice de refracción constante. Cuando un rayo de luz incide sobre la superficie de un material anisótropo transparente se presenta el fenómeno de la doble refracción o birrefringencia; esto quiere decir que se producen dos rayos refractados distintos que vibran en planos diferentes que se propagan con diferentes velocidades en el interior del material.
Este microscopio facilita la investigación de las propiedades ópticas de los especímenes y es ideal para observar y fotografiar aquellos elementos que son visibles gracias a la anisotropía, de allí su uso en cristalografía; sin embargo, también se emplea para estudiar el carácter birrefringente de muchas estructuras celulares anisótropas.
El contraste de la imagen se observa gracias a la interacción de la luz polarizada con los elementos birrefringentes del espécimen que producen las dos ondas refractadas, cada una de ellas polarizada en planos perpendiculares. Una vez que las ondas de luz salen del espécimen lo hacen de manera desfasada (ver fig. 6-9) pero son recombinadas al pasar por otro filtro o filtro analizador. De esta manera, el microscopio de luz polarizada permite el estudio comparativo entre minerales tomando en cuenta la absorción del color e índices de refracción. Sin embargo, en biología su principal utilidad consiste en distinguir las sustancias isotrópicas de las anisotrópicas, revelando información detallada sobre la estructura y composición de los materiales con la finalidad de caracterizarlos para fines diagnósticos (102). El ojo humano no capta las direcciones en las que vibra la luz y la luz polarizada puede ser detectada como un incremento en la intensidad luminosa o como un efecto de color. O en lo cotidiano, por ejemplo, con el uso de lentes de sol polarizados se logra reducir el resplandor de la luz ambiental.
El 90% de las sustancias sólidas son anisotrópicas y como materiales isotrópicos se pueden enumerar una variedad de gases, líquidos y cristales.
Este microscopio está equipado con:
• Polarizadores: Un primer filtro polarizador colocado entre la fuente de luz y el condensador que se puede rotar 360º y un analizador o segundo polarizador, colocado por encima del objetivo, entre su lente posterior y el tubo de observación o cámara fotográfica. También puede rotarse 90º o 360º. Los polarizadores antiguos conocido como nicoles estaban conformados por un sistema de prismas de calcita descrito por W. Nicol y. En los microscopios actuales el polarizador está constituido por una lámina polaroid, que consiste en una película de un polímero transparente (revestida de cristales minúsculos de sulfato de iodoquinina orientados en la misma dirección) interpuesta entre dos placas de vidrio (102) (fig. 6-15).
• Polarizadores: Un primer filtro polarizador colocado entre la fuente de luz y el condensador que se puede rotar 360º y un analizador o segundo polarizador, colocado por encima del objetivo, entre su lente posterior y el tubo de observación o cámara fotográfica. También puede rotarse 90º o 360º. Los polarizadores antiguos conocido como nicoles estaban conformados por un sistema de prismas de calcita descrito por W. Nicol y. En los microscopios actuales el polarizador está constituido por una lámina polaroid, que consiste en una película de un polímero transparente (revestida de cristales minúsculos de sulfato de iodoquinina orientados en la misma dirección) interpuesta entre dos placas de vidrio (102) (fig. 6-15).
• Condensador polarizador: Debe estar libre de desperfectos en sus componentes ópticos.
• Platina circular: Con capacidad de rotar 360º para facilitar la orientación del eje óptico con el campo de visión. Puede contener un vernier para medir los ángulos de rotación. El espécimen debe rotarse y colocarse en una posición diagonal en la cual los elementos anisotrópicos se observarán más brillantes (birrefringentes).
• Objetivos polarizadores: Diferentes a los objetivos comunes, estos deben estar libres de desperfectos y tener capacidad polarizadora. Son ensamblados de manera que se evita en lo posible el daño de las lentes ya que cualesquier daño por mínimo que sea compromete el rendimiento del objetivo. Poseen la inscripción P, PO, o Pol.
• Ocular con una cruz visible en el campo visual: Para marcar el centro del campo visual.
• Lente de Bertrand: Situada inmediatamente debajo del ocular, es removible y sirve para ver la interferencia con la finalidad de ajustar la iluminación de una manera precisa.
Figura 6-15.-Esquema simplificando la técnica de iluminación con luz polarizada. El filtro polarizador (1) está localizado por debajo del condensador (2) y el espécimen (3) es iluminado con luz polarizada lineal. El analizador (5) rotado en ángulo de 90º en relación a (1) está localizado detrás del objetivo (4). Una lente (6) en el tubo forma la imagen intermedia (7). Tomada de Kapitza H G. (1997). Microscopy from the very begining (13).
Si no hay espécimen en la platina el campo se observará completamente oscuro. Al colocar un portaobjeto con alguna muestra, los elementos anisótropos cambian la dirección de la vibración de la luz polarizada y el contraste se evidencia en la imagen con algunos colores cuando se emplea otro dispositivo denominado plato lambda (figs. 6-16, 6-17 y 6-18).
Figura 6-16.-Micrografía de cartílago hialino visto con luz polarizada en donde se aprecia la birrefringencia del colágeno que forma parte del pericondrio, correspondiendo a las estructuras rosadas brillantes. Tomado de Laboratorio de Investigaciones Histológicas Aplicadas. Universidad Nacional del Litoral. Santa Fe, Argentina (103).
Figura 6-17.-En un paciente con amiloidosis sistémica se realizó un estudio comparativo de dos micrografías de un glomérulo renal. A la izquierda con tinción de rojo Congo los depósitos son de color rojizo o naranja intenso y a la derecha la muestra es visualizada al microscopio de luz polarizada que permite apreciar la verdadera positividad con la birrefringencia de color amarillo. 600x. Tomado de Arias L. Nefropatología (104).
Figura 6-18. Micrografía de luz polarizada de fibrocélulas musculares estriadas en la cual se aprecia el patrón de bandas y estriaciones transversales. Tomado de Junqueira y Carneiro (2005) (105).
• Identificar sustancias cristalinas o fibrosas intracelulares (como el citoesqueleto) y extracelulares (sustancia amiloide, asbesto, colágeno, cristales de uratos y otras de origen exógeno).
• Identificar y estimar cuantitativamente los componentes minerales.
No hay comentarios:
Publicar un comentario