Pratica 9 - O Sistema Conoscópico e a Conoscopia de Minerais Uniaxiais

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__________________________________________Mineralogia Óptica, Nardy, A.J.R ; práticas, P IX, pag.1_____________ 
= campo
conoscópio
Amici-Bertrand
mineral
condensador
móvel
Aula Prática no 9 
 
Tema: O Sistema Conoscópico e a Conoscopia de Minerais Uniaxiais 
 
1- O Sistema Conoscópico 
O sistema conoscópico é constituído pelas seguintes peças ópticas (de baixo para cima): 
polarizador, condensador móvel, objetiva de maior aumento linear, analisador, lente de 
Amici-Bertrand* (que não precisa estar atuando se retirada a objetiva do sistema óptico). 
Na determinação do sinal óptico dos minerais, um compensador, na maioria dos casos o 
de Δ=1λ também é empregado. 
A observação conoscópica de minerais transparentes consiste na obtenção de figuras de 
interferência, o que permite avaliar um grande número de propriedades ópticas 
simultaneamente, como: caráter e sinal óptico, estimativa do ângulo 2V de minerais 
biaxiais, estimativa da birrefringência, orientação óptica dos cristais e dispersão da luz dos 
minerais biaxiais. 
 
 
É importante observar que no sistema 
conoscópico os raios incidentes sobre 
a face inferior do mineral, 
procedentes do polarizador inferior, 
não são paralelos entre si, mas sim, 
fortemente convergentes devido a 
atuação do condensador móvel. 
Desta forma, os raios de luz que 
atravessam uma placa mineral, 
percorrem distâncias diferentes em 
seu interior, resultando na face 
superior do mineral em um cone de 
luz divergente, que em uma primeira 
aproximação, leva a formação da 
figura de interferência. 
 
 
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2V= 40
o
BXA
 
a- Estimativa do Ângulo do Campo Conoscópico 
O campo conoscópico (θ), conforme mostrado na figura anterior, é aquele formado entre 
os raios de luz mais divergentes do cone de luz que deixa o mineral e conseguem atingir 
a objetiva. Este ângulo varia de microscópio para microscópio 
a.1- Utilizando-se de uma das lâminas das séries 211-220 ou 1271-1280, que contém um 
único cristal de muscovita, com corte paralelo à seção basal, obtenha dela uma figura de 
interferência1. 
a.2- A muscovita é um mineral biaxial negativo, cujo 
ângulo 2V é de 40o. 
 
a.3- A Figura de Interferência obtida, será do tipo Bissetriz 
Aguda (BXA), uma vez que a seção considerada secciona 
o mineral segundo (001), ou sua seção basal, ou 
perpendicularmente a sua bissetriz aguda. 
Observe que com a rotação da platina, forma-se uma cruz 
escura que se desfaz em dois ramos de uma hipérbole, que rumam para quadrantes 
opostos e depois tornam a se unir novamente na forma inicial de cruz. 
Quando estes ramos estiverem os mais afastados entre si, o que corresponde a uma 
rotação da platina de aproximadamente 45o (que corresponde a posição de máxima 
luminosidade, a de cruz é a de extinção!), a distância entre os pontos mais convexos 
destas curvas, corresponderá a um ângulo de 40o. 
Observe o esquema abaixo e compare com o que você constata no seu microscópio. 
(Admita 40o o ângulo 2V da muscovita) 
 Posição de Cruz (Extinção) Posição de Máxima Luminosidade 
 
9 O ângulo conosópico de seu microscópio é de ____________________ graus 
 
 
1 À nicóis cruzados, com a objetiva de maior aumento linear, focalize o cristal único de muscovita. Coloque-o 
no centro do campo de visão. Ainda a nicóis cruzados, troque a objetiva por aquela de maior aumento linear. 
Focalize novamente o cristal. Torne agora a luz conoscópica, através da atuação do condensador móvel 
(introduza-o ou retire-o dos sistema óptico, conforme o microscópio utilizado). Insira no caminho óptico a 
lente de Amici-Bertrand. Observe a figura de interferência obtida. 
 40º 
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nw
ne
'
ne
c= eo = E
seção circular
R1
R2
c // eo // E
nw
ne
(Seção Circular)
2- Conoscopia de Minerais Uniaxiais 
Os minerais uniaxiais são aqueles que se cristalizam nos sistemas trigonal, hexagonal e 
tetragonal, apresentando dois índices de refração principais- nε e nω, sendo que suas 
indicatrizes são representadas por elipsóides de rotação com dois eixos principais (com 
comprimentos proporcionais aos seus dois índices de refração). O sinal óptico dos 
minerais uniaxiais, são definidos pela relação entre seus índices de refração principais: 
raios ordinários (nω) e extraordinário (nε), de tal forma que, quando: 
nε > nω o sinal óptico do mineral será positivo (+) 
nε < nω= o sinal óptico do mineral será negativo (-) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Indicatriz Uniaxial (+) Indicatriz Uniaxial (-) 
 (nε > nω) (nε < nω) 
Um raio de luz que incide na face de um mineral anisotrópico, sofrerá o fenômeno da 
dupla refração com o surgimento de dois raios de luz que vibrarão segundo as direções 
dos índices de refração perpendiculares ao raio incidente. 
No desenho da indicatriz abaixo, o raio R1 incide perpendicularmente à superfície do 
mineral (incidência normal), que está 
seccionado paralelamente a sua 
seção circular, ou seja, o raio 
incidente se propaga na direção do 
eixo óptico (eo). Nessa situação, 
existe apenas uma direção 
perpendicular ao do raio incidente: ω, 
ou seja o mineral teria 
comportamento isotrópico. 
No caso do raio R2, a incidência é 
oblíqua a superfície do mineral, assim 
o raio refratado R2 (na verdade seria 
a normal aos raios O e E) tem as 
direções de vibração perpendiculares 
a sua direção de propagação, no 
caso ε’e ω. 
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Seção
circular
Seção
circular
eixo óptico
melatopo
2.1- Tipos de Figuras de Interferência Uniaxiais 
 
Quando observada a indicatriz de um mineral uniaxial, dois elementos ópticos se 
destacam: o eixo óptico (que coincide com a direção E) e a seção circular (que contém 
O). Como os nomes das figuras de interferência estão relacionadas as seções 
perpendiculares aos elementos ópticos, duas figuras de interferência principais são 
obtidas para os minerais uniaxiais: 
a- Eixo Óptico: quando o mineral é seccionado perpendicularmente ao eixo óptico 
b- Flash ou Relâmpago: quando o mineral é seccionado perpendicularmente à seção 
circular. 
 
FIGURA DE EIXO ÓPTICO CENTRADO 
 
 
Elipse de Intersecção: Círculo, ou seja, seção 
paralela a seção circular e assim, perpendicular 
ao eixo óptico. 
Características da Figura: Cruz escura, nítida, 
cujo centro coincide com o cruzamento dos 
retículos da ocular e também ao ponto de 
emergência do eixo óptico (melatopo) 
Características Ortoscópicas: Dentre os cristais 
de uma mesma espécie mineral, os que se 
apresentarem sempre extintos com a rotação da 
platina serão os que apresentarão este tipo de 
figura de interferência. 
 
 
 
9 Nas lâminas da série 301-310, que corresponde a uma seção delgada de um único 
cristal de quartzo cortado segundo (0001), ou seja, perpendicularmente ao eixo 
cristalográfico “c” (ou ao eixo óptico) e consequentemente paralelo a seção circular. 
9 Inicialmente determine a cor de interferência deste cristal: _____________________ 
9 Observe se há variação desta cor de interferência com a rotação da platina:_______ 
9 Obtenha agora a figura de interferência do mineral1. 
Observe que a cruz não se desfaz com a rotação da platina. Se a figura estiver 
perfeitamente centrada, ou seja a seção for exatamente perpendicular ao eixo óptico, coma rotação da platina têm-se a sensação que a cruz (constituída pelas isógiras2) não se 
movimenta, com o melatopo3 permanecendo fixo no centro do retículo. 
 
2 Isógiras são os braços escuros observados na figura de interferência. São escuros ou extintos pois nesta região os raios 
extraordinário (E) e ordinário (O), são paralelos aos polarizadores do microscópio 
3 Melatopo é o ponto de emergência do eixo óptico na figura de interferência. 
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+
+
- +
+
-
--
sinal óptico + sinal óptico -
9 Esquematize no quadro ao lado a figura de interferência observada no mineral quartzo, 
localizando os seguintes elementos ópticos: isógiras, melatopo, e as direções de vibração 
dos raios ordinário e extraordinário nos pontos assinalados na figura. 
 
Observe também se há o aparecimento de linhas 
isocromáticas4 . Caso estas linhas aparecerem, elas 
serão devidas a um cristal muito espesso pois a 
birrefringência do quartzo é fraca (0,009). 
 
Determinação do Sinal Óptico 
9 Utilizando-se da mesma seção delgada de quartzo da 
série 301-310, obtenha a figura de interferência do quartzo1 
9 Após, rotacione o compensador para a posição de 45º cujo atraso: Δ= 1λ, e compare 
com os esquemas abaixo5 
1- Se a direção do raio rápido for paralelo à direção da haste do compensador: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 Linhas isocromáticas são linhas coloridas concêntricas em relação ao melatopo, que correspondem ao lugar geométrico 
dos raios que percorreram uma mesma espessura no interior do mineral e assim tem o mesmo atraso (Δ) 
5 Nas figuras de interferência as cores próximas as isógiras normalmente são de coloração cinza com Δ≈ 140 mμ. Assim 
adição nas cores de interferência resultam de: 140 mμ. (mineral) + 550 mμ. (compensador de 1λ)= 690 mμ.= cor azul. Na 
subtração 550 mμ. (compensador de 1λ) - 140 mμ. (mineral) = 410 mμ.= cor amarela. 
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eo
E
melatopo
2- Se a direção do raio lento for paralelo à direção da haste do compensador: 
 
9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9 O sinal óptico do quartzo é: ____________________ 
 (positivo ou negativo) 
 
FIGURA DE EIXO ÓPTICO NÃO CENTRADO 
Elipse de Intersecção: seção levemente 
inclinada em relação a seção circular 
Características da Figura: cruz escura, 
nítida, cujo melatopo não coincide com o 
cruzamento dos retículos. Dependendo da 
inclinação do corte em relação a seção 
circular, pode-se observar apenas partes da 
cruz (isógiras), com o melatopo descrevendo 
uma trajetória circular em relação ao 
cruzamento dos retículos. 
Características Ortoscópicas: Dentre os 
cristais de uma mesma espécie mineral, os 
que apresentarão este tipo de figura de 
interferência serão os de baixa cor de 
interferência (cinza) sem entretanto estarem 
permanentemente extintos com a rotação da 
platina. 
 
 
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I
II
III
IV
N
S
Ew
melatopo
9 Observe e esquematize a figura de interferência do cristal de quartzo presente na 
seção delgada das lâminas da série 271-280. A partir de uma posição, com pelo menos 
uma das isógiras paralelas a um dos retículos (ou polarizadores), preencha os esquemas 
abaixo com rotações sucessivas de 90º. 
 
posição inicial P0 P0 + 90o P0 + 180o 
 
 
Determinação do Sinal Óptico 
A dificuldade na determinação do sinal óptico em 
figuras do tipo eixo óptico não-centrado, é devida a 
localização do melatopo na figura de interferência com 
a rotação da platina. Determinada sua posição, é 
possível reconhecer os diferentes quadrantes6 da 
figura de interferência e as suas cores 
correspondentes. 
Observe nos esquemas que o melatopo está fora do 
campo de visão. 
esquema I: o melatopo está na porção E do campo de 
visão e os quadrantes NW e SW estão sendo 
observados. 
esquema II: a partir da posição estabelecida em I, 
girando-se 90o no sentido horário a platina do 
microscópio, observe o movimento do melatopo para S 
e estão enquadrados no campo de visão os quadrantes 
NE e NW. 
esquema III: a partir da posição estabelecida em II, 
girando-se mais 90o, sempre no sentido horário 
(apenas para efeito do desenho), o melatopo se 
desloca para W e os quadrantes visíveis são NE e SE. 
esquema IV: a partir de III, com nova rotação de 90o no 
sentido horário, o melatopo se desloca para N e os 
quadrantes visíveis passam a ser SW e SE. 
Determinado o(s) quadrante(s), procede-se a 
identificação das cores (através da inserção do 
compensador) exatamente como é feito para as figuras 
de eixo óptico centrado. 
 
6 costuma-se empregar a mesma convenção dos quadrantes geográficos definido pela “rosa dos ventos”, 
conforme mostrado no esquema I. 
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9 Identifique os diferentes quadrantes das figuras de interferência a posição do melatopo 
com a rotação da platina (indique nos esquemas o sentido da rotação), das seções 
delgadas que contém um único cristal de quartzo das séries abaixo. 
 
 
Lâminas da série 271-280 – Mineral Quartzo (Uniaxial +) 
 
 
 
 
Lâminas da série 1151-1170 – Mineral Quartzo (Uniaxial +) 
 
 
Observe que o melatopo da figura de interferência das lâminas da série 1151-1170 está 
mais afastado do centro dos retículos do que aquela da série 271-280. Isto ocorre porque 
a inclinação da seção em relação a seção circular é maior, fazendo com que o eixo óptico 
se incline mais em relação à platina do microscópio. 
 
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eo=c=E
eo=c=E
se
çã
o c
irc
ula
r
seção principalO
O
 
 
9 Determine o sinal óptico da seção delgada de um único cristal de 
berilo da série 631-640. Faça um esquema que mostre a posição 
das isógiras, o melatopo e as cores de interferência observadas nos 
diferentes quadrantes da figura. Observe que a seção apresentada 
para análise é a (0001) – ou seção basal do berilo. 
 
 
 
 
 
 
O sinal óptico do berilo é: ___________ 
 (+ ou -) 
 
 
 
FIGURA DO TIPO “FLASH” OU RELÂPAGO 
 
Elipse de Intersecção: seção 
perpendicular a seção circular, ou 
paralela a uma seção principal (contém o 
eixo óptico). Na seção de corte (ou na 
elipse de intersecção) estarão presentes 
nε e nω. 
Características da Figura: Cruz escura, 
difusa, compreendendo praticamente 
todo o campo de visão conoscópico. 
Esta cruz se desfaz com a rotação de 
alguns poucos graus da platina, 
indicando a posição do eixo óptico. 
Características Ortoscópicas: Dentre os 
cristais de uma mesma espécie mineral, 
aqueles que apresentarão este tipo de 
figura serão os de maior cor de 
interferência. Assim nesta seção estarão 
contidos os índices de refração máximo 
e mínimo do mineral. 
9 Nas lâminas da série 441-450, que corresponde a uma seção delgada de um único 
cristal de quartzo cortado segundo uma seção longitudinal, ou seja paralela a uma seção 
principal de forma a conter o eixo óptico. 
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9 Inicialmente determine a cor de interferência destecristal: _____________________ 
9 Compare a cor de interferência obtida para este cristal de quartzo com aqueles das 
séries 301-310 (figura de interferência do tipo eixo óptico centrado) _________________; 
271-280 (figura de eixo óptico não centrado) _________________e 1151-1170 (também 
figura de eixo óptico não centrado) __________________ 
Observe que quanto mais transversal é o plano de corte em relação à seção circular, 
maior será a cor de interferência observada. 
9Obtenha agora a figura de interferência do mineral1. 
Observe que se forma uma cruz difusa que praticamente 
cobre todo o campo de visão conoscópico do microscópio. 
Esta cruz se desfaz com a rotação de uns poucos graus da 
platina. 
9Esquematize no quadro ao lado o aspecto da figura de 
interferência obtida. 
 
 
Determinação do Sinal Óptico 
A determinação do sinal óptico a partir deste tipo de figura de interferência é um pouco 
mais complexo do que aquelas do tipo eixo óptico, pois há necessidade de se combinar 
técnicas de conoscopia e ortoscopia. 
Vimos que a figura de interferência do tipo “flash” é caracterizada por uma cruz escura 
difusa. Quando o mineral está nesta posição, ortoscopicamente ele se encontrará extinto, 
ou seja as direções E e O estarão paralelas aos polarizadores. Verifique esta situação7. 
Quando a platina é a partir desta posição rotacionada a cruz se desfaz em dois ramos 
escuros que apontam para as extremidades do eixo óptico. Veja o esquema abaixo: 
 Posição de cruz (extinto) Rotacionado 
 
 
 
7 Depois de obtida a figura de interferência rotacione a platina até que a cruz se posicione 
ocupando praticamente todo o campo de visão do microscópio. Fixe a platina nesta posição. Retire 
a lente de Amici-Bertrand do sistema, o condensador móvel e observe a cor de interferência – o 
mineral deverá exibir “cor” preta (estará extinto). 
 
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Veja agora a tabela: 
 
 O EIXO ÓPTICO ESTÁ: 
 // POOLARIZADOR // ANALISADOR 
ROTAÇÃO A cruz se desfaz nos quadrantes: 
Horária NE-SW NW-SE 
Anti-horária NW-SE NE-SW 
 
9 Observe agora a figura de interferência do quartzo de 
uma das lâminas da série 441-450 e determine a posição do 
eixo óptico conforme descrito anteriormente. Após sua 
localização, oriente o eixo óptico de tal forma que este fique 
paralelo ao polarizador ou ao analisador. Lembre-se que a 
direção de “E” coincide com a direção do eixo óptico e a de 
“O” é perpendicular a ele. No esquema da figura ao lado, 
faça um esquema deste tipo de figura de interferência, 
mostrando a posição das isógiras, do eixo óptico, e das 
principais direções de vibração do mineral, E e O. 
 
9 Desfaça o sistema conoscópico, retirando-se a lente de Amici-Bertrand (o mesmo que 
tirar uma das oculares), e o condensador móvel. Observada agora a cor de interferência 
do mineral, este deverá estar extinto7. 
9 Rotacione a platina do microscópio em 45o de forma a que o eixo óptico fique paralelo à 
direção da alavanca do compensador. Verifique se a direção da alavanca do 
compensador corresponde ao do raio rápido ou lento. Rotacione essa alavanca para a 
posição de 45º e observe o resultado. 
 e observe se a direção dessa alavanca é a do raio rápido ou lento. 
9 Se na direção do eixo óptico estiver o raio lento, então o mineral terá sinal óptico 
positivo pois nε > nω. 
9 Por outro lado, se na direção do eixo óptico estiver o raio rápido então o mineral terá 
sinal óptico negativo pois nε < nω. 
Se a direção da alavanca do compensador for a do raio rápido teremos: 
9 Represente nos esquemas abaixo 
 
Eixo óptico // a direção do raio rápido do compensador 
Cor observada com a introdução do compensador: Δ 
(mineral) + 550 mμ (compensador)= _____________ 
 
 
 
__________________________________________Mineralogia Óptica, Nardy, A.J.R ; práticas, P IX, pag.12_____________ 
 
 
Eixo óptico perpendicular ao raio rápido do compensador 
Cor observada com a introdução do Δ (mineral) + 550 mμ 
(compensador)= _____________ 
 
 
 
9 Portanto:conclui-se que que nε é ______________nω e consequentemente o sinal 
 (maior ou menor) 
óptico do quartzo é ________________. 
 (positivo ou negaitvo) 
Deve-se perceber que apenas as figuras de eixo óptico (centradas ou não) possuem 
definição suficiente para caracterizar o caráter uniaxial e o sinal óptico do mineral. Assim 
podendo-se optar dentre diversos cristais da mesma espécie mineral de interesse, 
escolha sempre aquele de cor de baixa (cinza ou preto). Use aqueles de cor de 
interferência máxima para determinar a birrefringência do mineral. 
 
Nardy, 2007