Оптическая индикатриса кристаллов различных сингоний

ТЕМА 2. ПРОХОЖДЕНИЕ СВЕТА ЧЕРЕЗ КРИСТАЛЛЫ

Оптическая индикатриса – вспомогательная поверхность, имеющая форму шара или эллипсоида. Каждый ее радиус-вектор пропорционален величине n той волны, колебания которой совершаются в направлении этого вектора.

Оптическая индикатриса (ОИ) кристаллов кубических сингоний. Их n постоянен, оптическая индикатриса имеет форму шара с радиусом, пропорциональным n.

ОИ кристаллов средних сингоний. ОИ имеет форму эллипсоида вращения, ось вращения которой соответствует n, совпадающего с главной кристаллографической осью.

На грани кристалла показаны векторы, в направлении которых происходят колебания световых волн. Длины векторов пропорциональны n для соответствующих направлений. Луч S₁, идущий вдоль главной кристаллографической оси L₄, пересекает основание призмы так, что a_x = a_y. Двойное лучепреломление здесь отсутствует. Фигура изображает изменении n для этого сечения (окружность с радиусом r = n₀). На вертикальных гранях существует равенство отрезков по a_x и a_y и неравенство по a_z. Это неравенство обуславливает анизотропность сечения, следовательно, происходит разложение обычного света на две поляризованные волны, которые колеблются во взаимно перпендикулярных направлениях с разными n. Фигура характеризуется изменением показателя преломления на гранях призмы и представляет собой эллипс с двумя неравными осями. Величина n = n_e линейна при изменении его наклона относительно главной оси. Промежуточное обозначение n обозначается n_e’.

Свойства кристаллов в параллельных сечениях сохраняются. В кристаллах средних сингоний оптическая ось совпадает с главной кристаллографической осью. Эллиптическое сечение индикатрисы, проходящее вдоль оси, называется главным сечением и характеризуется крайними значениями n_e и n_o­.

ОИ кристаллов низших сингоний. Внутренняя структура кристаллов низших сингоний характеризуется наличием не менее трех единичных направлений, что определяет фигуру ОИ в виде трехосного эллипсоида с тремя неправильными взаимно перпендикулярными осями, которые соответствуют одному из главных показателей преломления n_g, n_m, n_p.

Геометрия трехосного эллипсоида определяется наличием двух симметрично расположенных круговых сечений, радиус-векторы которых равны n_m. Перпендикулярно к круговым сечениям расположены оптические оси кристаллов a₁ и a₂. В оптически двуосных кристаллах различают три главных сечения:

n_g – n_p, в котором лежат оптические оси и это сечение называется плоскостью оптических осей. Острый угол между осями a₁ и a₂ называется углом оптических осей и обозначается 2V. Оси n_g и n_p являются биссектрисами этого угла. Если биссектриса острого угла – n_g, то кристаллы относятся к оптически положительным, если n_p – к оптически отрицательным. Если угол 2V равен 90 градусов, то кристалл является оптически нейтральным.

n_g – n_m.

n_m – n_p.