Optique du pléochroïsme

Pléochroïsme (du grec pleiōn, «plus» et chrōs, «couleur»), en optique, l'absorption sélective dans des cristaux de lumière vibrant dans différents plans. Le pléochroïsme est le terme général désignant à la fois le dichroïsme, qui se trouve dans les cristaux uniaxiaux (cristaux à un seul axe optique), et le trichroïsme, trouvé dans les cristaux biaxiaux (deux axes optiques). Elle ne peut être observée que dans des cristaux colorés, à double réfraction. Lorsque la lumière ordinaire est incidente sur un cristal présentant une double réfraction, la lumière est divisée en deux composantes polarisées, un rayon ordinaire et un rayon extraordinaire, vibrant dans des plans mutuellement perpendiculaires. Une substance dichroïque telle que la tourmaline ne transmet que le rayon extraordinaire, ayant absorbé le rayon ordinaire (voir illustration).

Lorsqu'un rayon de lumière non polarisée (ordinaire) tombe sur un cristal dichroïque uniaxial, toute longueur d'onde donnée sera absorbée différemment selon le plan dans lequel il vibre, sauf le long de l'axe optique pour lequel il n'y a pas de distinction entre un rayon ordinaire et un extraordinaire rayon. Ainsi, le cristal dichroïque apparaîtra comme ayant une couleur dans la direction de l'axe optique et une autre sous d'autres angles. Un cristal biaxial, un ayant deux axes optiques, présentera un trichroïsme, dans lequel trois couleurs, parfois appelées couleurs de visage, peuvent être observées. Par exemple, dans la cordiérite cristalline, lorsque la lumière blanche traverse le cristal parallèlement à l'un des trois axes cristallins, la lumière violette, bleue ou jaune sera absorbée. Si un cube est coupé avec l'axe cristallin pour les bords, les trois couleurs résiduelles seront des mélanges de bleu plus jaune, violet plus jaune et violet plus bleu.

Un halo pléochroïque est une coquille sphérique de couleur produite autour d'une impureté radioactive incluse dans un minéral. Une telle coquille, observée sous forme d'anneau ou de halo, si l'échantillon est clivé le long d'un plan passant par la sphère, représenterait une région dans laquelle la structure cristalline a été modifiée par l'absorption de l'énergie des particules alpha émises par les éléments radioactifs. Parce que la majeure partie de l'énergie d'une particule alpha est absorbée à la fin de sa longueur de chemin dans un minéral, ces centres de couleur sont produits le plus intensément autour de l'inclusion. Les halos pléochroïques se trouvent couramment dans les minéraux formant des roches - par exemple, les biotites, les fluorites et les amphiboles. Les inclusions les plus courantes sont les minéraux zircon, xénotime, apatite et monazite.

La distance entre les anneaux et l'inclusion radioactive centrale dépend de la portée des particules alpha. Par conséquent, chaque anneau peut être identifié avec une émission alpha par un élément spécifique.