подвійне променезаломлення
При проходженні світла через деякі оптично прозорі кристали відбувається поділ світлового променя.
це явище отримало назву подвійного променезаломлення і було вперше виявлено в 1670г. Еразм Бартоліні для кристала ісландського шпату (один з різновидів СаСО3). Було встановлено, що при будь-яких кутах падіння вийшли з кристала два променя паралельні один одному і мають однакові интенсивностями. Один з них задовольняє закону заломлення світла, називається звичайним променем і позначається на кресленнях буквою "о". Другий не підпорядковується закону заломлення світла, називається незвичайним, позначається буквою "e". Він не лежить в одній площині з падаючим променем і нормаллю в точці падіння (рис. 5).
Дослідження показують, що вийшли з кристала звичайний і незвичайний промені повністю поляризовані у взаємно перпендикулярних площинах.
Подвійне променезаломлення називається здатність деяких речовин розщеплювати падаючий світловий промінь на два променя - звичайний (о) і незвичайний (e), які поширюються з різними фазовими швидкостями і поляризовані у взаємно перпендикулярних напрямках.
Двоякопреломляющіе властивостями володіють:
а) багато кристали (ісландський шпат, кварц, слюда, турмалін), за винятком належать до кубічної системі;
б) багато прозорі речовини (скло, штучні смоли), що знаходяться під дією пружних деформацій (напружень) - стиснення, розтягування, вигину, крутіння;
в) деякі ізотропні речовини під дією електричного поля. Кристали, які мають подвійне променезаломлення, підрозділяються на одновісні і двоосні.
У двуосного кристалів (слюда, гіпс) обидва променя незвичайні - показники заломлення для них залежать від напрямку в кристалі.
Надалі ми обмежимося розглядом тільки одноосьових кристалів.
Ряд кристалів (ісландський шпат, кварц) мають напрямок, уздовж якого звичайний і незвичайний промені поширюються не роздвоюючись і з однаковою швидкістю. Такі кристали отримували назву одноосьових, а напрямок, уздовж якого не відбувається подвійне променезаломлення, називається оптичною віссю кристала. Площина, що містить падаючий промінь і оптичну вісь, називається головною площиною або головним перерізом кристала.
Дослідження показали, що вектор в звичайному промені коливається перпендикулярно головному перетину, а в незвичайному - в площині головного перерізу.
У деяких кристалах один з променів поглинається сильніше іншого. це явище називається дихроизмом. Дуже сильним дихроизмом в видимих променях володіє кристал турмаліну. У ньому звичайний промінь практично повністю поглинається на довжині 1 мм.
Подвійне променезаломлення пояснюється анізотропією кристалів. У кристалах некубічних системи діелектрична проникність виявляється залежною від напрямку. В одновісних кристалах в напрямках оптичної осі і в напрямках, перпендикулярних до неї, має різні значення і. .
В теорії електромагнітного поля Максвелла показано, що. отже, електромагнітних хвиль з різними напрямками коливань будуть відповідати різні значення показника заломлення.
При проходженні світла через всі прозорі кристали, за винятком належать до кубічної системі, спостерігається явище, що отримало назву подвійного лучепреламленія.
Ця явище полягає в тому, що впав на кристал промінь розділяється всередині кристала на два променя, що поширюються, взагалі кажучи, з різними швидкостями і в різних напрямках.
Кристали, які мають подвійне променезаломлення, підрозділяються на одновісні і двоосні. У одноосьових кристалів один з заломлених променів підкоряється звичайним законом заломлення, зокрема він лежить в одній площині з падаючим променем і нормаллю до заломлюючої поверхні. Цей промінь називається звичайним і позначається буквою о. Для іншого променя, званого незвичайним (його позначають буквою), відношення синусів кута падіння і кута заломлення не залишається постійним при зміні кута падіння. Навіть при нормальному падінні світла на кристал незвичайний промінь, взагалі кажучи, відхиляється отнормалі (рис. 136.1). Крім того, незвичайний промінь не лежить, як правило, в одній площині з падаючим променем і нормаллю до заломлюючої поверхні. Прикладами одноосьових кристалів можуть служити ісландський шпат, кварц і турмалін. У двуосного кристалів (слюда, гіпс) обидва променя незвичайні - показники заломлення для них залежать від напрямку в кристалі. Надалі ми обмежимося розглядом тільки одноосьових кристалів.
У одноосьових кристалів є напрямок, уздовж якого звичайний і незвичайний промені поширюються не розділяючись і з однаковою швидкістю. Цей напрямок називається оптичною віссю кристала. Слід мати на увазі, що оптична вісь - це не пряма лінія, що проходить через якусь точку кристала, а певний напрямок в кристалі. Будь-яка пряма, паралельна даному напрямку, є оптичною віссю кристала.
Будь-яка площина, що проходить через оптичну вісь, називається головним перетином або головною площиною кристала. Зазвичай користуються головним перетином, що проходить через світловий промінь.
Дослідження звичайного і незвичайного променів показує, що обидва промені повністю поляризовані у взаємно перпендикулярних напрямках (див. Рис. 136.1).