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Polarisation: Exemples sur des grains de sable.

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20 réponses à ce sujet

#1 SORDE

SORDE

    Acide nucléique

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Posté 15 août 2015 - 10:45

COMMENTAIRES
Polarisation des grains de sable.

 

 

Bonjour à tous,

 

Très didactique, ce sujet. Belle démonstration de Pablito, parfaitement menée.

 

Bravo.

 

Christian


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#2 Tryphon T

Tryphon T

    oooOooo

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Posté 15 août 2015 - 12:02

Bonjour Pierre,

 

Bravo, parfaitement illustré!

Petite précision : on ne peut pas dire que ton couvercle de CD est une lame 1/4 d'onde car on n'en sait rien.

1/4 d'onde veut dire qu'elle déphase la lumière d' 1/4 de la longueur d'onde, ce qui n'est pas démontré ici, on parlera donc simplement d'une lame compensatrice.

 

Maintenant, ta démonstration prouve que la polarisation, ce n'est pas du tout compliqué !  Laissons les démonstrations compliquées aux esprits compliqués d'autant plus que bien souvent, elles ne sont pas comprises.(1)

 

Et que par-conséquent tout microscopiste se doit de posséder.

On voit tout de suite que sur cette préparation, il y a deux types de grains de sable :

ceux qui polarisent, vraisemblablement de silice et ceux qui ne polarisent pas, vraisemblablement de calcaire (sous toutes réserves, je ne suis pas spécialiste en "arénologie".

 

Amicalement.

 

 

 

(1) Voici par exemple ce que j'ai trouvé sur un blog de photo qui prétend nous expliquer comment marche un filtre polarisant.

 

microsillons.JPG

 

Non Monsieur, un filtre polarisant ne comprends pas de micro-sillons gravés ! Vous devez probablement confondre avec les réseaux de diffraction.


  • 0

#3 pablito

pablito

    Homo sapiens microscopicus

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Posté 15 août 2015 - 03:55

"Petite précision : on ne peut pas dire que ton couvercle de CD est une lame 1/4 d'onde car on n'en sait rien."

 

Oui, tu as raison, Tryphon, 

D'ailleurs, à chaque fois que la couleur de fond change, la lumière est compensée de façon différente

 

Pierre


  • 0

#4 Jean Marie Cavanihac

Jean Marie Cavanihac

    AUTEUR-MODERATEUR

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Posté 15 août 2015 - 06:01

Bonjour

en fait je pense que c est un lapsus: le calcaire polarise et la silice pas!

Amitiés
JMC
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#5 pablito

pablito

    Homo sapiens microscopicus

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Posté 15 août 2015 - 06:04

Oups ! Tu en est sûr Jean Marie ? Je fais des recherches et je reviens

 

Pierre


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#6 Tryphon T

Tryphon T

    oooOooo

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Posté 15 août 2015 - 08:53

Bonjour Jean-Marie,

 

en fait je pense que c est un lapsus: le calcaire polarise et la silice pas!

Merci de me reprendre, mais ce n'est pas un lapsus.

 

ceux qui polarisent, vraisemblablement de silice et ceux qui ne polarisent pas, vraisemblablement de calcaire (sous toutes réserves, je ne suis pas spécialiste en "arénologie".

 

Pas du tout, j'ai bien précisé que je ne savais pas, c'est uniquement ce que je crois et je peux grandement me tromper.

Ce qui me fait croire cela est que la silice est transparente en fond clair et le calcaire opaque.

Et que les grains de sable qui polarisent sont ceux qui sont transparents en fond clair.

Ce qui me confirme dans cette idée est que les cailloux de chez moi sont en calcaire et pas du tout transparents et la silice c'est la base du verre...

A l'inverse la calcite polarise et le verre pas et cela va dans ton sens.

 

Mais qu'est-ce qu'on observe réellement  en observant du sable au microscope polarisant ?

Je n'en sais rien.

 

C'est pour cela que si j'ai dit que je n'étais pas spécialiste, c'est que je soupçonne que le problème est plus compliqué que çà !

 

J'en appelle aux connaisseurs .

 

Amicalement.


  • 0

#7 jmaffert

jmaffert

    Batracien

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Posté 16 août 2015 - 06:42

Bonjour,

je ne peux pas avoir d'idée sur cet échantillon de sable, mais il y a des variétés (rares) de calcaire transparentes, par exemple le spath d'Islande, justement fameux en optique par ses propriétés biréfringentes.

La silice se trouve en général sous forme cristallisée (quartz) et non pas vitreuse (obsidienne par exemple). Il y a plusieurs sortes de quartz, avec des arrangements cristallographiques différents, donc des propriétés optiques différentes.

Une petite remarque à Pablito/Pierre : les phénomènes colorés type "prisme" et type "polarisation/polarisation rotatoire/interférence" que l'on peut observer sont très différents sur le plan de la physique.

Avec une large possibilité d'erreur, je dirais que vous observez des petits grains de quartz, plus ou moins transparents (impuretés), dont la biréfringence va dépendre de l'angle d'observation et de leur épaisseur.

Amicalement

Modifié par jmaffert, 16 août 2015 - 06:49 .

  • 0

#8 Jean Marie Cavanihac

Jean Marie Cavanihac

    AUTEUR-MODERATEUR

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Posté 16 août 2015 - 07:04

Bonjour,

 

oui en effet j'ai été un peu vite ! la calcite polarise, le calcaire (ie craie) n'est pas transparent. J'ai posté des images de larves d'oursin ou d'escargots dont le squelette ou la coquille polarisent. Par contre des spicules siliceuses ne polarisent pas. Mais sur des grains de sable il est possible que l'épaisseur ou le plan de leur coupe modifient les propriétés. Intéressant sujet à approfondir : par exemple en ajoutant un peu d'acide chlorhydrique on verra disparaitre le calcaire/calcite et pas la silice..

 

Amitiés,

JMC


  • 0

#9 Tryphon T

Tryphon T

    oooOooo

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Posté 17 août 2015 - 08:45

Bonjour,

 

Comme je vous le disais, je n'y connais pas grand chose en minéralogie (mais pas que !).

Je crois que j'ai dit des âneries en faisant une grande confusion.

 

Pour produire de la lumière polarisée selon une direction, on utilise des matériaux (polymères plastiques) dont les molécules ont été orientées par étirement du film lors de sa fabrication. Ces molécules sont donc alignées et la lumière qui les traverse dirigée dans le sans de cet étirement.

Des matériaux naturels comme la calcite donnent le même résultat. Mais la technologie moderne nous apporte encore d'autres solutions...

 

Çà c'est pour la lumière (polarisée) qui va éclairer l'échantillon.

Pour ce qui est de l'échantillon à analyser, il en va autrement !

 

L'échantillon peut avoir une orientation de ses molécules quelconque! C'est justement par comparaison avec la lumière polarisée de référence fournie par le polariseur que l'on peut déterminer les différents paramètres de polarisation qui déterminent la roche.

Il est bien évident que si un même composant de la roche qui polarise la lumière selon angle donné se retrouve en de multiples endroits de la roche mais sous des orientations différentes, ne produira pas les mêmes intensités  et de couleurs, d'où l'intérêt en mico-minéralogie d'avoir une platine tournante avec verniers afin de mesurer les angles d'extinction.

 

Bon, cessons de compliquer ce que je voulais présenter comme simple. On peut toujours compliquer à loisir...

 

Pour revenir à nos grains de sable :

Comme le quartz (ou la silice) est le minéral le plus répandu de la croûte terrestre, il est bien légitime de le rencontrer dans le sable dont il constitue la plus grande partie. De plus, il présente un aspect caractéristique , sa transparence.

Les morceaux de calcaire, eaux étant opaques. 

(En fait les "bâtisseurs" le savent il existe trois type (S ?)  de sables : les sables siliceux , les sables calcaires et les mélanges.

Les sables siliceux conviennent parfaitement à la construction, les sables calcaires servent aux bac) à sables ! 

dernier point, les sables peuvent être pollués par de l'argile (mal lavés) ou du sel (sable marin) ce qui en fait de très mauvais granulats pour les mortiers ou bétons, au bout de quelques années, ils "pourrissent" et les édifices s'écroulent!)

 

Maintenant la question de Jean-Marie.

Si on vérifie dans les livres ( W S Mackenzie et A E Adams par exemple comme je l'ai fait) effectivement les lames de roches qui contiennent du quartz montrent des grains qui ne polarisent pas en vives couleurs, mais sont gris ou blanc selon l'épaisseur. Il a donc tout à fait raison de penser que les grains de Pierre ne sont pas de la silice.

 

 

image096.jpg
Lame de roche : Quartz

 

 

 

 

 

 

Toutefois, il existe une exception :

 

quartz_choque.jpg

Disparition des dinosaures.

http://dinonews.net/...at_monde_3b.php

 

 

820qtz.jpg

Formation des cratères d'impact.

http://www.emse.fr/~... - Giavitto.htm

 

 

Certains quartz peuvent avoir subi d'énormes contraintes qui les a fait refondre et modifier leur structure interne : ce sont les Quartz choqués.

A ma connaissance on ne retrouve ces quartz que dans la fameuse limite KT celle qui est la signature géologique de la grande catastrophe du Yucatán qui a provoqué la disparition des dinosaures.

Alors dans l'Aveyron , à ma connaissance il n'y a pas de vestiges de la limite KT, je pense, mais c'est tout à fait personnel, sans pouvoir l'expliquer, qu'il y a là une origine volcanique ! 

En tout cas ce point est à vérifier, car il y a longtemps que je m'intéresse à cette limite KT.

Peux tu Pierre préciser le lieu de ta récolte ?

 

Voilà, excusez-moi d'avoir été un peu long, mais la nature me passionne !  Sans être naturaliste pour autant ! :)

 

Amicalement.

 

 

 


  • 0

#10 jmaffert

jmaffert

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Posté 17 août 2015 - 04:26

Je ne suis pas tout à fait d'accord : la biréfringence du quartz est faible. Avec l'épaisseur de lame standardisée (30 µm), cette biréfringence ne crée pas d'interférences colorées, il apparaît donc gris. Sous une épaisseur plus grande (ce qui est le cas des grains de sable) il peut y avoir des couleurs d'interférence.

 

Dans le diagramme de Newton suivant, on voit l'évolution des couleurs en fonction de l'écart d'indice entre rayon ordinaire et rayon extraordinaire (valeurs indiquées sur les obliques noires). En ordonnée, l'épaisseur du matériau (ne dépasse pas 60 µm sur ce diagramme). L'écart d'indice dépend du type de cristallisation du quartz et de son orientation.

 

index.jpg

 

Le quartz normal sous faible épaisseur se trouve à gauche, dans la zone des gris.

 

Les exemples colorés de Tryphon sont des quartz "anormaux"en ce qui concerne la biréfringence, à cause de contraintes subies. Il sont colorés même en faible épaisseur.

 

Pour savoir si c'est de la silice ou du calcaire, le plus simple est de mettre une goutte d'acide sur quelques grains et de bien regarder : la silice restera intacte et les grains de calcaire vont mousser et se dissoudre. Le microscope n'est pas le mieux adapté pour répondre à cette question !

 

Amicalement



PS : pour les différents types de polariseur, vous pouvez regarder mon exposé Optique N° 10.


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#11 Tryphon T

Tryphon T

    oooOooo

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Posté 17 août 2015 - 04:46

Bonjour Jérôme,

 

Le microscope n'est pas le mieux adapté pour répondre à cette question !

 

Bien sûr que si. Une fois que tu auras appliqué un bain d'acide, tu regarderas au microscope ce qui reste du sable, à priori, il n'y aura plus de calcaire. D'ailleurs on peut même faire l'expérience sous le microscope, en live. Il suffit de mettre une lamelle sur l'objet  et une autre sur les objectifs pour protéger les frontales. Ou avec un microscope inversé.

Dans ce cas là on verra bien les grains qui continuent à polariser la lumière et les grains qui "font des bulles" !

 

Sous une épaisseur plus grande (ce qui est le cas des grains de sable) il peut y avoir des couleurs d'interférence.

 

Tout à fait ! Mais je te fais remarquer que ces couleurs d'interférences n'apparaissent pas en lumière blanche non polarisée.(Alors qu'elles le devraient)

La question était de savoir si les grains qui polarisent (dans le sens où les couleurs apparaissent uniquement en lumière polarisée et  varient avec l'orientation de cette lumière) sont ceux de calcaire ou ceux de silice.

 

Les exemples colorés de Tryphon sont des quartz "anormaux"en ce qui concerne la biréfringence, à cause de contraintes subies. Il sont colorés même en faible épaisseur.

Ce sont des quartz choqués et d'après ce que j'ai lu, il faut une énergie considérable pour modifier leur structure, d'où l'appellation.

 

 

Amicalement.

 

 

Pour revenir aux très excellentes photos de Pierre (comparées aux miennes), je suppose que ce qu'il a prélevé n'est pas du sable mais un dépôt d'alluvions, beaucoup plus fin que du sable.

 

Je signale également que pour admirer les photos de Pierre dans toute leur beauté, qu'il faut cliquer pour les agrandir à leur taille nominale.

 

Le sable que j'ai présenté dans un autre sujet est déjà un sable TRÈS fin qui file entre les doigts.

Ceci explique en pratique, avec un objectif de 10 X dans les deux cas, mes grains sont beaucoup plus gros et qu'il est donc plus difficile, profondeur de champ oblige, d'avoir la même netteté dans les deux cas. 

 

 

 

Amicalement.


  • 0

#12 pablito

pablito

    Homo sapiens microscopicus

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Posté 18 août 2015 - 08:31

Plusieurs choses :

 

1. le plus facile : le lieu de prélèvement : en amont de Najac, à Monteils, dans une rivière arrivant sur les lieux.

 

2. la géologie des environs : des causses calcaires en amont (j'y ai trouvé des ammonites, mais aussi des marnes et des roches techtoniques : on peut avoir du quartz et de la silice, cela ne nous aide pas.

 

3. sur la transparence : les falaises calcaires, très denses, ne sont pas sous forme de calcite. Les grains seront donc plus opaques, à priori

 

4. un indice ? on voit que les grains qui polarisent sont moins émoussés que les grains opaques. Le calcaire est plus tendre, le Quartz plus résistant à l'érosion.

 

5. Une réflexion ? Le comportement du quartz en lame mince est peut être différent de celui en grains avec de nombreuses facettes.

 

6. Une interrogation : il n'y a pas que du quartz dans les roches métamorphiques, aussi des feldspaths, des gabbro, des amphiboles, du micaschiste, de la biotite, etc, etc ... Certains cristaux polarisent, Non ?

 

7. Une déception ? J'ai fait le TP juste pour la technique de polarisation, donc pas gardé de sable.

 

Pierre


Modifié par pablito, 18 août 2015 - 08:37 .

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#13 Tryphon T

Tryphon T

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Posté 18 août 2015 - 09:17

Bonjour Pierre,

 

Merci pour ces renseignements géologiques.

En effet Najac, je connais, ma question concernait plutôt la taille des grains car pour moi, ce n'est pas du sable. mais du limon.

Ce n'est pas pour pinailler, mais pour comprendre la différence de netteté de tes images avec les miennes , liées selon moi à la profondeur de champ .

Je vais mettre une échelle sur mes photos.

 

C'est fait ! http://forum.mikrosc...-sable/?p=56946

 

Amicalement.


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#14 pablito

pablito

    Homo sapiens microscopicus

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Posté 18 août 2015 - 10:03

La différence de netteté résulte pour mes photos d'une pile stackee de 30 vues
Pierre
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#15 Tryphon T

Tryphon T

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Posté 18 août 2015 - 10:10

Ah Ah ! Tu ne nous a pas tout dit !  (Et la taille ?)

 

Amicalement.


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#16 Tryphon T

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Posté 18 août 2015 - 10:29

4. un indice ? on voit que les grains qui polarisent sont moins émoussés que les grains opaques. Le calcaire est plus tendre, le Quartz plus résistant à l'érosion.

 

 

L'érosion, due à l'action de l'eau des rivières aboutit mathématiquement à des sphères.

Mais dans la pratique, cela dépend de la nature des  roches érodées.

Si le matériau est tendre, ce sont les parties en saillies qui auront tendance à s'arrondir.

Si au contraire le matériau est dur, il va se produire des éclats !

En regardant les grains, comment ils sont usés, on a une idée de leur dureté et par là même de leur nature.

Par exemple le sable éolien sera dépoli car dans l'eau les chocs sont amortis par la présence de l'eau.

 

Pour ce qui est de la géologie, il faut comprendre que les causses, pour faire simple sont ce qui reste de fonds de lacs dans lesquels se sont déposés les "coquilles" parfois microscopiques, des animaux qui y vivaient. Mais sous les causses, il y a la roche mère . La présence de causses ne veut pas dire que dans les sables, on ne trouvera que du calcaire.


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#17 Tryphon T

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Posté 18 août 2015 - 10:47

Juste une information :

 

8287510.jpg

 

André Vidal  (65 ans en 2007) m'avait envoyé un courrier me parlant de ses sables , il en avait plus de 4500 venant de 150 pays.

 

 

 

Je n'ai plus eu de nouvelles, mais il a un blog : http://varsable.canalblog.com/

 

Et un article sur lui : http://www.letelegra...3531652&type=ar

 

Amicalement.

 

 

 


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#18 pablito

pablito

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Posté 18 août 2015 - 10:45

Tryphon, j'étais à X10, le sable reste grossier, ce n'est pas du limon.

 

Je te mets une photo avec en bas à droite une échelle en surimpression, les divisions les plus fines font 10 microns.

 

Pierre

 

NB : le seul objectif du post, au début, était de montrer la polarisation !!!

 

LP_V91.jpg


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#19 Tryphon T

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Posté 19 août 2015 - 08:55

Bonjour Pierre,

 

Merci pour l'échelle, cela m'aide un peu plus pour déterminer la taille des grains qui sont beaucoup plus gros que ceux de "mon" sable" ! 

Mais il reste une chose que je ne comprends-pas, c'est que nous utilisons tous les deux un objectif de 10 X ! Et les échelles (micromètre au centième dans les deux cas ) n'est pas à la même échelle !!!

 

Image3.jpg

Vous pouvez cliquer sur l'image !

 


NB : le seul objectif du post, au début, était de montrer la polarisation !!!

 

C'est bien pour cela que j'ai séparé les commentaires pour que le sujet initial ne soit pas détourné....

 

 

J'ai encore une remarque à faire ! (si tu permets.)

 

En comparant les deux sables.

Je trouve tes grains beaucoup plus bruts que les miens

Tout se passe comme si tes grains de leur origine au lieu de prélèvement, on subi très peu d'usure, contrairement à ceux de la plage Tunisienne, beaucoup plus arrondis,  qui ont probablement subi un parcours bien plus long dans l'espace et dans le temps !

 

 


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#20 pablito

pablito

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Posté 19 août 2015 - 09:12

Merci pour l'échelle, cela m'aide un peu plus pour déterminer la taille des grains qui sont beaucoup plus gros que ceux de "mon" sable" ! 

Mais il reste une chose que je ne comprends-pas, c'est que nous utilisons tous les deux un objectif de 10 X ! Et les échelles (micromètre au centième dans les deux cas ) n'est pas à la même échelle !!!

 

On ne doit pas avoir le même projectif. En fait, je n'en n'ai pas, j'ai une sortie trino et je lis directement avec mon capteur. C'est forcément différent si tu utilises l'objectif d'un compact. Pierre


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#21 Tryphon T

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Posté 19 août 2015 - 09:32

J'ai remis une photo avec mon micromètre à l'échelle UN sur la tienne.

Pour comparer ce qui est comparable , il faudrait que ta photo soit également à l'échelle UN . La mienne fait 4000 X 3000  .

Je n'utilise pas l'objectif d'un compact, mais un projectif qui me donne à quelques % près le plein champ de mon oculaire !

 

LP_V91-50.jpg

 

Bien entendu, il faudrait que je mette mon échelle (à l'échelle UN) sur ta photo avec ton micromètre à l'échelle UN  !

 

Amicalement.

 

 


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