Blog del CRAI Biblioteca de Ciències de la Terra (UB-CSIC)

A l’entrada de la biblioteca, podeu trobar un armari expositor amb un seguit d’aparells utilitzats en cristal·lografia i mineralogia. Es tracta d’instruments històrics que formaven part de la col·lecció de les antigues Facultat de Ciències i Càtedra de Cristal·lografia i Mineralogia i del més recent Departament de Cristal·lografia i Mineralogia. La majoria són de començaments del segle passat (1900 – 1925) i d’altres de mitjan segle XX (anys 60).

Per donar més visibilitat a la col·lecció i garantir-ne la conservació, s’ha optat per instal·lar els aparells de manera permanent en un armari expositor dins del recinte de la biblioteca que, a més de fer-los més accessibles al conjunt de la comunitat universitària, permet assegurar-ne la preservació en unes condicions adequades.

Salvador Galí Medina, professor emèrit de la Facultat de Ciències de la Terra, ens fa a mans una breu explicació tècnica de cadascun dels instruments que podeu trobar a l’exposició:

1. Aparell d’angle axial

Instrument específic per a la mesura acurada de l’angle entre els eixos òptics en cristalls biaxials. L’instrument no es conserva complet, ja que hi manca el goniòmetre. La part òptica consta de dos prismes de Nicol (vegeu figura 8). Les mateixes mesures, però potser menys acurades, també es pogueren fer més endavant quan es combinà el microscopi petrogràfic amb la Platina de Fedorov (Objecte número 3). Per aquesta raó, aquest tipus d’instrument, força car, no va tenir una gran acceptació.

L’any d’adquisició és incert, segurament al voltant de 1900. Fou construït per la casa A. Picart de París. La precisió de la mesura angular és de 0.5 minuts de grau.

2. Goniòmetre de reflexió d’un cercle

Aquest instrument permet mesurar els angles entre les cares d’una mateixa zona cristal·logràfica, és a dir, el conjunt de cares paral·leles a una mateixa direcció, que ha de coincidir necessàriament amb l’eix de rotació de l’aparell. Per aconseguir-ho, el cristall és muntat en el denominat cap goniomètric, que disposa de dos cercles perpendiculars i dos desplaçaments, també perpendiculars, per centrar el cristall i evitar que es desplaci de l’eix òptic durant la rotació. Fou adquirit per la Càtedra de Cristal·lografia i Mineralogia al voltant de 1915. La precisió de la mesura és de un minut de grau.

Es tracta d’un aparell senzill, que es podia utilitzar en pràctiques amb estudiants.

3. Platina de Fedorov (universal)

Es tracta d’un accessori que es pot acoblar en microscopis petrogràfics de recerca. La platina de Fedorov permet orientar els elements observables de la preparació microscòpica en qualsevol direcció de l’espai (amb algunes limitacions físiques). A més, l’objecte d’observació pot girar sobre ell mateix 360 graus. Per aconseguir-ho amb facilitat, la platina disposa de quatre eixos de rotació disposats convenientment. La làmina prima s’ha de col·locar entre dues semiesferes de vidre amb l’índex de refracció adequat, per evitar la reflexió de la llum incident sobre la base del portaobjectes. A més, el muntatge requereix canviar el condensador i l’objectiu del microscopi.

La platina que s’exposa signa Zeiss Winkel, amb número de sèrie 286143 i fou adquirida pel Departament de Cristal·lografia i Mineralogia prop de 1960.

4. Goniòmetre de reflexió de dos cercles de V.M. Goldschmidt

Aquest és l’instrument més complex d’aquesta exposició. Fou adquirit per la Càtedra de Cristal·lografia i Mineralogia abans de 1929. La seva finalitat és la mesura precisa de gairebé tots els angles entre les cares d’un cristall, sense necessitat de muntar-lo de nou per a cada zona cristal·lina, tal com passa en els goniòmetres d’un cercle. Per aconseguir-ho, el cristall, un cop muntat, pot ser girat segons dos eixos. D’aquesta manera s’obtenen per a cada cara cristal·lina les coordenades polars (longitud i latitud, o φ i ρ) amb una precisió d’un minut de grau. Després, mitjançant càlculs de trigonometria esfèrica, s’obtenen els angles entre cares. El sistema òptic és molt complet, amb les funcions de telescopi i microscopi i tot un joc de col·limadors per mesurar cares molt petites. Aquest equip representa el màxim exponent de la goniometria dels cristalls. No obstant això, el descobriment de la difracció de raigs X pels cristalls (any 1912) desvià ràpidament l’interès dels cristal·lògrafs cap a la resolució de les estructures cristal·lines mitjançant raigs X.

La finalitat de la goniometria era el càlcul de la relació paramètrica dels cristalls i la seva simetria, cosa que era, i encara és, útil per a la seva identificació.

5. Goniòmetre de reflexió de dos cercles de Czapski

Com en el cas anterior, es tracta d’un goniòmetre de dos cercles, però amb una mecànica notablement simplificada, cosa que en feia abaratir el preu, però li treia possibilitats. En aquest aparell, la latitud es mesura en el vernier vertical, i la longitud, en l’horitzontal, amb una precisió d’un minut de grau.

Fou adquirit per la Càtedra de Cristal·lografia i Mineralogia abans de 1920.

6. Goniòmetre de reflexió d’un cercle

És molt semblant al goniòmetre d’un cercle ja descrit (objecte número 2 en l’exhibició), però el sistema òptic és més complet i permet mesurar cristalls més menuts. No obstant això, com en el goniòmetre d’un cercle anterior, cal desmuntar i muntar de nou el cristall per a cada zona que es vol mesurar.

Segurament fou adquirit per la Càtedra de Cristal·lografia i Mineralogia abans de 1925.

7. Balança de precisió

Es tracta d’un model de balança microquímica d’alta sensibilitat i estabilitat, previ a l’aparició de les balances electròniques, igualment precises però molt més ràpides d’operar i més barates. Els braços de la balança són fets d’un aliatge inoxidable de níquel i crom i els plats disposen d’amortidors d’aire. Els pesos de mesura també són fets de níquel i crom i s’introdueixen mitjançant un braç metàl·lic que s’opera des de l’exterior de la vitrina.

Signatura: COBOS (Barcelona), amb llicència de L. Oertling Ltd, número de sèrie 1077. Adquirida pel Departament de Cristal·lografia i Mineralogia al voltant de l’any 1960.

8. Microscopi petrogràfic de Reichert

Aquest és un típic model de postguerra mundial, fabricat per la casa austríaca Reichert. Comparat amb el model de Leitz exposat (objecte número 9), veiem progressos importants. El tub és inclinable, fet que facilita l’observació. Tots els objectius es disposen en una peça revòlver, de manera que el canvi d’objectiu és immediat. La il·luminació s’obté per reflexió o bé incorporant una làmpada elèctrica (no està exposada). Un detall important és que la polarització de la llum, tant al polaritzador com a l’analitzador, s’obté mitjançant làmines polaroide cosa que permet abaixar el preu del microscopi.

Fou adquirit pel Departament de Cristal·lografia i Mineralogia abans de l’any 1960.

9. Microscopi petrogràfic de Leitz

Vers l’any 1900, el microscopi petrogràfic amb tots els elements bàsics tal com el coneixem ara va deixar de ser un instrument solament accessible als investigadors. Aquest model de la casa Leitz és un senzill però complet microscopi per a estudiants. Comparat amb els models actuals, veiem que l’ocular és a l’eix del microscopi, que no és inclinable, fet que obliga l’observador a una posició incòmoda. La il·luminació és per reflexió de la llum solar o altra. Els diferents objectius són de pinça. Disposa de polaritzador i analitzador, però és important destacar que la polarització de la llum es fa mitjançant prismes de Nicol (figura 8), cosa que encaria força l’instrument i limitava el camp d’observació. També disposa de lent condensadora, compensadors i lent de Bertrand.

Fou adquirit per la Càtedra de Cristal·lografia i Mineralogia prop de 1917. Presenta la signatura: E. Leitz, Wetzlar.

10. Polarímetre de Laurent

Aquest és un instrument més propi d’un laboratori de química orgànica, però el seu funcionament es basa íntegrament en els principis de l’òptica cristal·lina i en la propietat de determinades substàncies, denominades òpticament actives, de girar el pla de polarització de la llum. Els sucres tenen aquesta propietat i, per aquesta raó, aquest instrument també rep el nom de sacarímetre.
El tub central de l’aparell és ocupat per una solució d’una substància òpticament activa, i la seva concentració es mesura per l’angle de rotació que experimenta la llum polaritzada incident quan travessa la solució. La llum incident passa per un filtre per fer-la monocromàtica, d’un color groc (la ratlla D de Fraunhofer) i a continuació és polaritzada mitjançant un prisma de Nicol. Abans de l’ocular, la llum passa per un altre prisma de Nicol que permet mesurar la rotació que la substancia activa en solució ha imprès a la polarització inicial. Però el que fa l’aparell molt precís és un senzill dispositiu, anomenat de penombra. Consisteix en una làmina circular, meitat de vidre, meitat de quars. El quars gira 90 graus el pla de polarització incident, de manera que la llum que travessa la solució és polaritzada en dos plans perpendiculars. S’aplica una rotació a l’analitzador fins que les dues meitats del camp visual es confonen (idèntica penombra). La raó d’aquest mètode és purament fisiològica: l’ull humà és molt més precís comparant dues intensitats que cercant un màxim o un mínim d’intensitat lluminosa.

Fou adquirit per l’antiga Facultat de Ciències, potser entre 1901 i 1914. Presenta la llarga signatura següent: POLARIMÈTRE-LAURENT, Laurent suc. De Soleil, rue de l’Odéon, Paris, A. Jobin suc, amb número de sèrie 2619.