Определение направляющих углов для направления. Направ-
ляющие углы α, β, γ для произвольного направления можно определить после последовательного измерения углов между стереографической проекцией этого направления R и стереографическими проекциями осей системы координат x, y, z (рис. 1.14).
Если известны направляющие углы α, β, γ для направления, то координаты Rx и Ry стереографической проекции этого направле-
ния вычисляют как |
|
Rx = r tg(γ/2) cos α / (sin γ), Ry = r tg(γ/2) cos β / (sin γ), |
(1.1) |
где r – радиус основного круга проекции. |
|
Процедура определения сферических углов φ и θ для произвольной прямой показана на рис. 1.9, а координаты Rx и Ry стерео-
графической проекции этой прямой вычисляют так: |
|
Rx = r tg(θ/2) cos φ, Ry = r tg(θ/2) sin φ. |
(1.2) |
а |
|
|
Рис. 1.9. Направляющие углы |
|
|
в пространстве (а) и на |
б |
|
стереографической проекции (б) |
||
|
Построение гномостереографической проекции плоскости.
Плоскость кристаллографического комплекса изображается на стереографической проекции меридианом P. Для построения нормали к плоскости кальку с нанесенной проекцией плоскости P поворачивают вокруг центра сетки Вульфа до совпадения с одним из меридианов сетки (рис. 1.10).
11
Далее по экватору сетки Вульфа отсчитывают 90o. Полученная точка N является стереографической проекцией нормали к плоскости или гномостереографической проекцией этой плоскости.
Рис. 1.10. Построение гномостереографической проекции плоскости
Определение угла между двумя плоскостями. Поскольку угол между плоскостями равен углу между нормалями к этим плоскостям, то достаточно определить угол между гномостереографическими проекциями плоскостей. Сначала найдем нормали N1 и N2 к плоскостям P1 и P2 (рис. 1.11), затем, поворачивая кальку, добиваемся совмещения точек N1 и N2 с одним из меридианов сетки Вульфа. Искомый угол α определяется вдоль этого меридиана.
Рис. 1.11. Определение угла |
Рис. 1.12. Поворот направления вокруг оси, |
между плоскостями |
лежащей в плоскости проекции |
Поворот вокруг оси, лежащей в плоскости проекции. По-
скольку любое вращение направления связано с нахождением этого направления на конусе, то на стереографической проекции поворот прямой 1 вокруг оси l, лежащей в плоскости проекции и совпа-
12
дающей с южным полюсом S, происходит путем перемещения по соответствующей параллели (рис. 1.12).
Сначала совмещают проекцию оси поворота l с полюсом сетки Вульфа, затем точку 1 смещают по параллели на нужный угол α. Перемещение точек слева направо отвечает повороту вокруг оси l по часовой стрелке. Соответственно перемещение точек справа налево отвечает вращению против часовой стрелки. Если точка располагается на параллели ближе к основному кругу проекции, чем угол поворота α (например, точка 3), то после поворота на угол α = α1 + α2 эта точка окажется в другой (нижней) полусфере и уже будет изображаться крестиком (3'). Можно эту точку перевести в верхнюю полусферу, соединив прямой точку 3' с центром и отложив на ее продолжении угол, равный расстоянию от точки 3' до центра (точка 3'' на проекции).
Для осуществления поворота плоскости удобно рассматривать гномостереографическую проекцию плоскости, то есть вместо поворота плоскости P поворачивают нормаль N к этой плоскости, а затем переходят к повернутой плоскости P' (рис. 1.13).
Рис. 1.13. Поворот плоскости вокруг оси, лежащей в плоскости проекции
13
Для плоскости P находят гномостереографическую проекцию N, перемещают по параллели на угол α (точка N'), а затем для N' находят повернутую стереографическую проекцию плоскости P'.
Поворот вокруг оси, перпендикулярной к плоскости проекции.
Длятакогоповоротаудобноиспользоватьсетку Болдырева(рис. 1.14).
Рис. 1.14. Поворот вокруг оси, перпендикулярной плоскости проекции
Точки, соответствующие стереографической проекции направления 1 и гномостереографической проекции плоскости N, перемещаются на угол α по концентрическим окружностям, переходя в точки 1' и N' соответственно. Поворот стереографической проекции плоскости P тоже достаточно прост. Точки пересечения плоскости C и D с основным кругом поворачивают на угол α (точки C' и D'). Затем, поместив точки C' и D' в полюса сетки Вульфа, на кальке проводят меридиан P', отстоящий от центра сетки на тот же угол β, что и меридиан, соответствующий плоскости P.
Построение малого круга. Малый круг получается при стереографическом проектировании кругового конуса 1 с углом полураствора меньше 90o (рис. 1.15).
Проектирующий конус 2 является эллиптическим с двумя круговыми сечениями: одно из них – при пересечении со сферой, а второе – на стереографической проекции, причем стереографическая проекция оси кругового конуса не совпадает с центром окружности на стереографической проекции.
14
Рис. 1.15. Малый круг |
Рис. 1.16. Построение малого круга |
на стереографической проекции |
Если ось конуса на стереографической проекции изображается точкой O1 (рис. 1.16), то малый круг представляет собой геометрическое место точек, образующих с O1 угол α – угол полураствора конуса.
Для построения малого круга можно провести нулевой меридиан 2 через точку 1 и, откладывая по нему с помощью сетки Вульфа в обе стороны от 1 угол α, получить точки 3 и 4. Поскольку эти точки лежат на диаметре малого круга, то, измерив расстояние между ними и поделив его пополам, найдем центр окружности O', который не совпадает со стереографической проекцией оси конуса вследствие неравномерности угловой шкалы по нулевому меридиану или экватору сетки Вульфа.
Для конуса с достаточно большим углом раствора конуса α диаметрально противоположные точки 3' и 4' могут быть получены проектированием из разных полушарий (точка 3' из северного, точка 4' из южного и показана крестиком). Теперь для построения малого круга можно подобрать с помощью сетки Вульфа такие меридианы, для которых расстояния от полюсов (точки 5 и 6) до 1' равны α. Малый круг в северном полушарии получим, проведя окружность (с центром в точке O'') через точки 3', 5, 6, а в южном полушарии через точки 4', 5 и 6 (окружность с центром в О''').
15