Свойства обыкновенного и необыкновенного лучей
Двойное лучепреломление
|
Оптические среды, физические свойства которых, в том числе и скорость распространения света, во всех направлениях одинаковы, называются изотропными. В анизотропных средах, физические свойства которых зависят от направления, преломление света происходит значительно сложнее. Все кристаллические вещества - анизотропные.
В прозрачных кристаллах преломленный луч пространственно разделяется на два луча. Это явление называется двойным лучепреломлением. Впервые двойное лучепреломление было обнаружено датским ученым Э. Бартолином на кристаллах исландского шпата - CaCO3.
Оптической осью кристалла называется направление ав, по которому луч света распространяется, не испытывая двойного лучепреломления. Главной плоскостью кристалла называется плоскость, проходящая через направление света и оптическую ось.
Вышедшие из кристалла обыкновенный (о - является продолжением первичного) и необыкновенный (е - отклоняется) лучи плоско поляризованы.
1. Обыкновенный и необыкновенный лучи имеют одинаковую интенсивность Jо = Je= Jест/2 (Jест - интенсивность падающего на кристалл естественного луча).
2. Оба луча, обыкновенный и необыкновенный, полностью поляризованы во взаимно перпендикулярных плоскостях.
|
3. Обыкновенный луч подчиняется закону преломления света. Он лежит в одной плоскости с падающим лучом и перпендикуляром, восстановленным к поверхности кристалла в точке падения луча. Необыкновенный луч не лежит в плоскости падения луча и не подчиняется закону преломления. Даже при нормальном падении луча на кристалл необыкновенный луч преломляется
4. Пространственное разделение луча внутри кристалла обусловлено анизотропией - различием скоростей распространения света по разным направлениям . Это приводит к различию показателей преломления: .
5. Если свет падает перпендикулярно оптической оси кристалла, то, не разделяясь пространственно, он фактически делится на два луча - обыкновенный и необыкновенный: лучи идут по одному направлению, но с разными скоростями.
6. Обыкновенный и необыкновенный лучи остаются пространственно разделенными и после выхода из кристалла: они распространяются параллельно друг другу и параллельно падающему лучу.
7. После выхода из кристалла, если не принимать во внимание поляризацию во взаимно перпендикулярных плоскостях, обыкновенный и необыкновенный лучи ничем не отличаются друг от друга.
8. Обыкновенный и необыкновенный лучи по-разному поглощаются в некоторых кристаллах. Это явление носит название дихроизма. Очень сильным дихроизмом в видимых лучах обладает кристалл турмалина. В нем обыкновенный луч практически полностью поглощается на глубине 1 мм. Таким же свойством обладает поляроид - целлулоидная пленка, в которую введено большое количество одинаково ориентированных кристалликов сульфата йодистого хинина. В этих кристалликах размером ~ 0,1 мм один из лучей полностью поглощается.