Travaux Personnels Encadrés

Le quartz est composé de silice et présente souvent des facettes en prismes à six faces terminées par des pyramides à six faces. (Images 1 et 2)

Il fait parti des silicates (formé d'un atome de silicium et de quatres atomes d'oxygène) et son arrangement tridimesionnel est le tétraèdre [SiO4]4- formé d'un cation central Si4+ et entouré de quatre anions O2-. (Image 3)

Au sein des silicates, le quartz fait parti des tectosilicates, c'est-à-dire que tous les tétraèdres sont liés à d'autres tétraèdres, assurant la neutralité globale du cristal. Cet assemblage de tétrèdres forme un système hexagonal. (Images 4 et 5)

Ce cristal n'est pas seulement incolore puisqu'il existe de nombreuses variétés colorées dues à des impuretés.

De plus, le quartz est anisotrope, c'est-à-dire que ses propriétés (électriques) dépendent de la direction (de la lumière).

C'est pourquoi nous avons décidé d'observer du quartz à partir d'une lame mince de granite, à l'aide d'un microscope polarisant. En effet, en optique cristalline, dans un cristal anisotrope (ou biréfringent), la vitesse de la lumière est fonction de sa direction de propagation et de la direction du champ électrique de l'onde électromagnétique. Sous le microscope optique, ce phénomène se traduit par l'apparition de couleurs si l'observtaion se fait en lumière polarisée. La couleur observée est spécifique au cristal.

C'est ainsi que nous avons pu distinguer le quartz des autres composants par ses couleurs ternes, unies et par son absence de clivage. (Images 6 et 7)

Isaac Newton a établi une échelle de couleurs qui permet de déterminer la biréfingence des minéraux contenu dans une lame d'épaisseur 30 micromètres

(0,03 mm). (Image 8)

 

C'est l'arrangement tridimentionnel des atomes qui composent le quartz et qui lui donne ses propriétés physiques, telles que la biréfringence et la piézoélectricité expliquée dans la rubrique "Aspect Physique".