BAB I. PENGENALAN MIKROSKUP POLARISASI I.1. Pengantar Analisis sayatan tipis batuan dilakukan karena sifat-sifat fisik, seperti tekstur, komposisi dan perilaku mineral-mineral penyusun batuan tersebut tidak dapat dideskripsi secara megaskopis di lapangan. Contoh batuan-batuan tersebut adalah: 1. 2. 3. Batuan beku yang bertekstur afanitik atau batuan asal gunungapi Batuan sedimen klastika berukuran halus, seperti batugamping, Batuan metamorf: sekis, filit, gneis dan lain-lain

batupasir, napal, lanau, fragmen batuan dan lain-lain Jadi mineralogi optis adalah suatu metode yang sangat mendasar yang berfungsi untuk mendukung analisis data geologi. Untuk dapat melakukan pengamatan secara optis atau petrografi diperlukan alat yang disebut mikroskop polarisasi. Hal itu berhubungan dengan teknik pembacaan data yang dilakukan melalui lensa yang mempolarisasi obyek pengamatan. Hasil polarisasi obyek selanjutnya dikirim melalui lensa obyektif dan lensa okuler ke mata (pengamat). Ada beberapa jenis mikroskop polarisasi, yaitu mikroskop terpolarisasi binokuler (Gambar I.1.a) dan trilokuler (Gambar I.1.b), baik non-digital maupun yang digital (Gambar I.2-3).

a

b.

1

Gambar I.1. Kiri: Bagian-bagian dari mikroskop polarisasi binokuler secara garis besar (sumber ZEISS, 1961). Kanan: Bagian-bagian dari mikroskop polarisasi trilokuler secara garis besar (sumber ZEISS, 1961). Lampu terpisah dari mikroskup. Sinar lampu dipantulkan melalui cermin (mirror) lalu dilanjutkan ke lensa polarizer. Sinar menembus obyek yang diletakkan di atas meja obyektif. Sinar membawa data dari obyek (sayatan tipis) dikirimkan ke lensa obyektif, ditangkap oleh okuler dan diterima mata.

Gambar I.2. Mikroskup digital dengan layar video; data pengamatan sayatan tipis dikirim ke layar LCD dan dapat disimpan di dalam hard disk.

2

Gambar I.3. Mikroskup polarisasi binokuler digital dengan layar video yang lain (kiri) dan mikroskup polarisasi standar yang kini tersimpan di laboratorium Geologi ISTA (kanan). I.2. Bagian-Bagian dari Mikroskup Polarisasi (a) Lensa Ocular (eye piece; Gambar I.5) Yaitu lensa dengan perbesaran yang biasanya mencapai 10x. Lensa ini berhubungan langsung dengan mata saat mengamati sayatan tipis batuan di bawah mikroskup. Dalam lansa ini terdapat benangsilang yang dapat membantu menentukan posisi utara-selatan (U-S) dan timur-barat (T-B). Benang silang juga sering digunakan untuk mengetahui sudut pemadaman suatu mineral, apakah miring atau tegak lurus. Perbesaran dari obyek sayatan tipis di atas meja obyektif (gambar samping) dihasilkan dari perbesaran okuler dan lensa obyektif (gambar bawah). Contoh: jika sayatan tipis dilihat dengan menggunakan lensa obyektif dengan perbesaran tertulis 4X, dan okuler 10X, maka memiliki perbesaran total 40X.

3

Lensa okuler

lensa obyektif

Gambar I.4. Lensa okuler dan lensa obyektif yang terdapat dalam mikroskup polarisasi. (b) Prisma Nikol (Gambar I.7) Jika polarizer dipindahkan dari mikroskop dan sinar direfleksikan dari permukaan ke bidang horizontal, maka bidang terpolarisasi menjadi gelap jika diputar ke kanan. Biotit yang disayat memotong belahannya memiliki absorpsi terbaik jika bidang belahan sejajar dengan bidang vibrasi terpolarisasi. Pada posisi ini mineral menjadi gelap maksimum. Vibrasi gelapan juga dijumpai pada mineral Tourmaline yang diputar ke kanan dari sumbu C. Kedudukan normal dari vibrasi sinar yang melalui prisma (sinar ekstra-ordinary) dijumpai maksimum pada kanada balsam. Prisma nikol digunakan untuk melakukan pengamatan pada posisi nikol silang (Gambar 1.5)

Gambar I.5. Penggunaan Prisma Nikol untuk Pengamatan Nikol Silang 4

Gambar I.6. Prisma nikol, lensa obyektif dan lensa okuler pada mikroskup polarisasi. (c) Lensa lampu konvergen Mikroskop dioperasikan pada sinar lampu yang searah dengan tube dan obyek Lensa konvergen menangkap sinar tersebut secara maksimal dan melanjutkannya melalui tube ke lensa polarizer Sinar tersebut membawa data dari obyek yang selanjutnya dikirimkan ke lensa obyektif dan ditangkap oleh lensa okuler Yaitu dengan menaikkan nikol bagian bawah yang terletak di bawah meja obyektif, sehingga: Permukaan polarizer dapat menyentuh gelas preparat

(d) Meja obyektif (meja putar) Meja obyektif berbentuk melingkar atau kotak ---- kebanyakan bulat 5

Meja ini terletak di atas polarizer dan di bawah lensa obyektif Merupakan tempat meletakkan sayatan tipis untuk diamati Pada meja dilengkapi dengan sekala besaran (mikrometer) yang melintang meja dan koordinat sumbu hingga 360O Bagian pusat meja harus satu garis dengan pusat optis dari tube. Centering dilakukan dengan memutar scroll (screws), centring 90o berada di bawah tube. Setelah posisinya centering, sayatan tipis diletakkan di atas meja obyektif, agar tidak bergeser-geser maka dapat dijepit dengan kedua penjepit. Meja obyektif dapat dinaik-turunkan sesuai dengan kebutuhan dan posisi sentringnya Kini, mikroskop modern telah dilengkapi monitor LCD

(e) Benang Silang (Cross Hair) Benang silang (Gambar I.7) berada pada lensa okular, satu benang melintang ke kanan-kiri dan benang yang lain melintang ke atas dan ke bawah. Berfungsi untuk mengetahui kedudukan koordinat bidang sumbu mineral, atau sudut interfacial kristall. Meja obyektif harus berkedudukan centered dengan perpotongan benang silang, jika tidak centered maka benang silang tidak akan terlihat. Pembacaan akan dapat dilakukan jika salah satu sisi kristal sejajar dengan benang silang kanan-kiri, selanjutnya meja obyektif diputar sampai benang silang yang lain sejajar dengan arah lain dari meja obyektif tetapi berlawanan dengan center-nya.

6

Benang silang

Gambar I.7. Benang silang yang terdapat pada lensa okuler dalam mikroskup polarisasi. (f) Cermin Pantul (The Mirror) Cermin pantul berfungsi untuk mengirimkan sinar dari lampu ke sumber obyek Berbentuk bidang datar pada sisi belakang dan cekung pada sisi depan Pembentuk yang pertama digunakan untuk perbesaran rendah, sedangkan yang terakhir untuk perbesaran yang lebih tinggi. Cermin ini berfungsi mengumpulkan sinar lampu dengan aperture yang menyudut pada sekitar 40o. Untuk perbesaran yang lebih besar dan dengan menggunakan sinar konvergen, maka menggunakan sinar konvergen Penggunaan cermin terutama untuk efisinsi penggunaan mikroskop. Ketika menggunakan sinar datang yang sejajar sebagai ordinary daylight, maka sinar tersebut direfleksikan dari cermin dengan intensitas yang rendah, yang datang bersamaan dengan focal point. Jika sumber sinar dekat dengan instrument, focal-length-nya besar, dan sebaliknya (g) Lensa Obyektif Diklasifikaskan berdasarkan nilai perbesarannya. 7

Untuk obyektif yang memiliki power rendah, maka focal length-nya di atas 13 mm dan perbesarannya kurang dari 15 x; untuk power menengah focal length antara 12- 5 mm dan perbesarannya 40 x; dan power tinggi focal length kurang dari 4,5 mm dan perbesarannya mencapai 40 x.

Lensa obyektif yang sering digunakan adalah yang berukuran 3 dan 7 mm Dalam satu sayatan tipis sering terdiri atas suatu seri bidang yang saling menumpang, dan hanya salah satunya saja yang dapat diamati. Dalam lens obyektif low-power, dapat dilihat obyek yang menumpang bidang yang berbeda lainnya, tetapi dengan lensa high-power hal itu tidak mungkin dilakukan.

Tingkat kecerahan (brightness) dari image akan meningkat jika hitungan aperturenya dapat diketahui dalam luasan pesegi.

(h) Resolving Power Bagian dari mikroskop yang berfungsi untuk pengaturan ketelitian alat. Dengan meningkatkan resolving power untuk mempertajam obyek pengamatan maka dapat mengurangi masa pemakaian alat. Dalam praktik petrografis, dibutuhkan ketelitian maksimal sehingga sifat terkecil pun terdeteksi. Mata hanya mampu membedakan 250 garis dalam 1 inci Ketika dua titik berpindah dari posisi 6.876x dari mata, maka yang terlihat hanya satu titik. Dengan bantuan resolving power dan okuler, mata mampu membedakan pleurosigma angulatum sebanyak 50.000 garis . (i) Lensa Bertrand (Keping Gipsum) Berada pada center dari microscope di atas analyzer yang melintas masuk / keluar tube Digunakan sebagai mikroskop kecil bersama-sama dengan okuler untuk memperbesar gambaran interference Terutama digunakan untuk mengetahui warna birefringence, sehingga dapat diketahui ketebalan sayatannya 8

Pada penggunaan alat ini, juga dilengkapi dengan tabel warna interference (Gambar I.8).

Gambar I.8. Tabel warna interference yang digunakan bersama-sama dengan keping gips untuk mengetahui warna birefringence. (j) Lensa Ocular Disebut juga dengan lensa okuler Huygens Terdiri dari dua lensa simple plane-convex Terletak berhadapan langsung dengan mata. Lensa bagian atas berupa lensa mata dan lensa bagian bawah berfungsi untuk mengumpulkan data. Focal length dari lensa mata adalah 1/3-nya dari lensa pengumpul (field length). Sinar sinar ini yang menyebabkan kelelahan pada mata saat pengamatan. Pada okuler juga dijumpai benang silang, berbentuk jaring laba-laba dan mengikatkan tali tersebut pada perutnya. (k) Mikrometer 9

Berfungsi untuk mengukur jarak dalam sekala yang sempit, contoh: diameter mineral. Terletak di atas meja obyektif. Pada pembacaan langsung dalam meja obyektif, sekala dalam ratusan mm. Jadi, dalam suatu pengamatan sayatan tipis dapat diketahui seberapa ratus mm dalam suatu divisi kristal. Agar familier dalam penggunaannya, siswa dapat membuat sendiri mikrometer tersebut

(l) Adjustment Screws Adjustment screw berfungsi untuk mengatur (bagian dalam 2) dan menghaluskannya (bagian luar 1) kefokusan lensa okuler dan obyektif Metodenya yaitu dengan memutar ke kanan untuk memperbesar dan ke kiri untuk memperkecil. Terletak pada gagang mikroskop (tube) Akurasi kerja Adjustment screw mencapai 0,001 mm.

Adjustment screw Gambar I.9. Adjustment screw, mikrometer dan prisma nikol I.3. Penggunaan Mikroskup Polarisasi Pencahayaan mikroskop sangat baik jika berasal dari arah utara; jika tidak mampu dari timur. Jangan menggunakan sinar matahari langsung. Meja (bangku) harus 10

kuat, dan pengamat harus nyaman menggunakannya. Mikroskop harus terletak tepat di depan pengamat, kedua tangan leluasa mengoperasikannya. Jangan menutup mata sebelah, mata yang tidak dipakai untuk mengamati dibiarkan terbuka, agar tidak jereng atau mudah lelah. Pencahayaan harus cukup mampu menerangi pengamatan paralel nikol dan silang nikol. Agar mata tidak sakit, praktikan disarankan memfokuskan pengamatan dengan menaikkan power, dari pada menurunkannya --- agar dapat menghindari kalaukalau lensa menyentuh preparat dan memecahkannya. Tempatkan pandangan (mata) setinggi dengan okuler, perlambatkan dalam memutar screw jika jarak obyektif dan preparat sangat dekat. Lakukan pengamatan hanya jika obyek pengamatan benar-benar telah fokus. I.3.1. Tip Menggunakan Mikroskop Polarisasi Pada mineral tak-berwarna (ct. kuarsa), sebaiknya mengurangi pencahayaannya, dan memperhatikan adanya rongga atau inklusi. Rongga / inklusi memiliki kenampakan yang hampir sama Sebaiknya menjaga betul-betul agar lensa dan nikol dapat awet dan meningkat efisiensinya. Jangan membiarkan lensa mikroskop terkena sinar matahari langsung dan / uap radiator. Lensa harus dijaga agar terbebas dari debu. Lensa obyektif jangan sampai bersinggungan dengan cover glass, karena akan tergores Latihan Soal Gambarkan penggunaan alat ini Tentukan bagian-bagiannya dan fungsi masing-masing Letakkan sehelai rambut di atas meja obyektif dan amati secara fokus struktur dan tekstur rambut tersebut

11

12

BAB II. SIFAT OPTIS MINERAL PADA PENGAMATAN NIKOL SEJAJAR

Setiap mineral memiliki sistem kristalnya masing-masing: isometrik (sumbu a = sumbu b = sumbu c;