Оптично одновісні кристали

Головна | Про нас | Зворотній зв'язок

Оптично одноосьовими називають кристали, властивості яких мають симетрією обертання щодо деякого напряму, званого оптичною віссю кристала. Площина, в якій лежить оптична вісь кристала і хвильовий вектор. називається головним перерізом кристала. Головне перетин - це не якась певна площину, а ціле сімейство паралельних площин.

Якщо світловий вектор перпендикулярний головному перетину кристала, то кристал поводиться як ізотропна середовище, і швидкість хвилі не залежить від напрямку її поширення. Таку хвилю називають звичайної. У разі, коли лежить в площині головного перерізу, швидкість поширення хвилі залежить від кута між напрямком поширення хвилі і оптичної віссю кристала. Цю хвилю називають незвичайною. Назви (звичайний і незвичайний) дані хвилях в зв'язку з тим, що для першої виконується закон заломлення, а для другої немає. Наприклад, якщо промінь падає нормально на плоску поверхню двоякопреломляющіе пластинки, то звичайно не відхилиться, а незвичайний відхилиться на деякий кут від свого первісного напрямку.

Так як рівняння Максвелла для кристалів лінійні і однорідні, то в загальному випадку хвиля, яка вступає в кристал з ізотропного середовища, розділяється на дві лінійно поляризовані хвилі. Якщо падаюча хвиля обмежена діафрагмою, то в платівці виходять два пучки світла, які при достатній товщині пластинки виявляться розділеними просторово. При ламанні на другій межі розділу з неї вийдуть два пучка світла, паралельні падаючому променю. Це явище отримало назву подвійного променезаломлення. Подвійне заломлення виникає і в разі нормального падіння. При цьому переломлення відчуває тільки незвичайний промінь.

Явище подвійного променезаломлення використовується на практиці для виготовлення поляризаторів. Як приклад розглянемо прізмуНіколя. Цей поляризатор має форму призми з основою у вигляді паралелограма. Грані АГ і БВ нахилені до ребру АБ під кутом 68 ° і утворюють з оптичною віссю ДЕ кристала кут 48 °. Призма розрізана по діагональної площині БГ і склеєна канадським бальзамом, який є прозорим і оптично однорідним. Абсолютний показник заломлення канадського бальзаму дорівнює.

На передню грань призми АГ падає промінь неполяризованого або частково поляризованого світла. У призмі він розділяється на два промені: звичайний з показником заломлення і незвичайний, з показником заломлення. Показник заломлення канадського бальзаму лежить між показниками заломлення звичайного і незвичайного променя. Так як . то на кордоні БГ може відбуватися повне внутрішнє віддзеркалення звичайного променя, тоді як незвичайний промінь повного внутрішнього відображення випробовувати не буде. Кути призми підібрані таким чином, щоб звичайний промінь падав на поверхню канадського бальзаму під кутом 76,5 ° і, зазнаючи повне внутрішнє віддзеркалення, поглинався гранню АБ. Незвичайний промінь проходить через шар канадського бальзаму і, після заломлення на задній грані БВ, виходить з призми паралельно падаючому променю. Таким чином, призма Ніколя перетворює природний або частково поляризоване світло в лінійно поляризований. Його площину поляризації збігається з головним перерізом кристала. При повороті призми навколо осі, паралельної гранях АБ і ВГ на деякий кут, площина коливань повертається на той же самий кут.