Pleochroismusoptik

Pleochroismus (aus dem Griechischen pleiōn, "more" und chrōs, "color"), in der Optik die selektive Absorption in Lichtkristallen, die in verschiedenen Ebenen schwingen. Pleochroismus ist der allgemeine Begriff sowohl für Dichroismus in einachsigen Kristallen (Kristalle mit einer einzigen optischen Achse) als auch für Trichroismus in zweiachsigen Kristallen (zwei optische Achsen). Es kann nur in farbigen, doppelt brechenden Kristallen beobachtet werden. Wenn gewöhnliches Licht auf einen Kristall fällt, der eine doppelte Brechung zeigt, wird das Licht in zwei polarisierte Komponenten aufgeteilt, einen gewöhnlichen Strahl und einen außergewöhnlichen Strahl, die in zueinander senkrechten Ebenen schwingen. Eine dichroitische Substanz wie Turmalin überträgt nur den außergewöhnlichen Strahl, nachdem sie den gewöhnlichen Strahl absorbiert hat (siehe Abbildung).

Wenn ein Strahl unpolarisierten (gewöhnlichen) Lichts auf einen dichroitischen einachsigen Kristall fällt, wird jede gegebene Wellenlänge je nach der Ebene, in der sie schwingt, unterschiedlich absorbiert, außer entlang der optischen Achse, für die es keinen Unterschied zwischen einem gewöhnlichen Strahl und einem außergewöhnlichen gibt Strahl. Somit scheint der dichroitische Kristall eine Farbe in Richtung der optischen Achse und eine andere in anderen Winkeln zu haben. Ein zweiachsiger Kristall, einer mit zwei optischen Achsen, weist einen Trichroismus auf, bei dem drei Farben, manchmal auch Gesichtsfarben genannt, beobachtet werden können. Wenn beispielsweise im Kristallkordierit weißes Licht parallel zu einer der drei Kristallachsen durch den Kristall wandert, wird entweder violettes, blaues oder gelbes Licht absorbiert. Wenn ein Würfel mit der Kristallachse für Kanten geschnitten wird, sind die drei Restfarben Mischungen aus Blau plus Gelb, Violett plus Gelb und Violett plus Blau.

Ein pleochroitischer Lichthof ist eine kugelförmige Farbschale, die um eine in einem Mineral enthaltene radioaktive Verunreinigung herum erzeugt wird. Es wird angenommen, dass eine solche Hülle - beobachtet als Ring oder Lichthof, wenn die Probe entlang einer Ebene gespalten wird, die durch die Kugel verläuft - einen Bereich darstellt, in dem die Kristallstruktur durch die Absorption der Energie der von emittierten Alpha-Teilchen modifiziert wurde die radioaktiven Elemente. Da der größte Teil der Energie eines Alpha-Partikels am Ende seiner Weglänge in einem Mineral absorbiert wird, werden diese Farbzentren am intensivsten um den Einschluss herum erzeugt. Pleochroische Halos kommen häufig in gesteinsbildenden Mineralien vor, beispielsweise in Biotiten, Fluoriten und Amphibolen. Die häufigsten Einschlüsse sind die Mineralien Zirkon, Xenotim, Apatit und Monazit.

Der Abstand der Ringe vom zentralen radioaktiven Einschluss hängt von der Reichweite der Alpha-Partikel ab. Folglich kann jeder Ring durch ein bestimmtes Element mit Alpha-Emission identifiziert werden.